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1.延误问题
在相同的核心频率下,DDR2的实际工作频率是DDR的两倍。 这是由于DDR2内存具有两倍于标准DDR内存的4BIT预读取能力的事实。 换句话说,尽管DDR2与DDR一样,在时钟上升延迟和下降延迟同时使用基本的数据传输方法,但是DDR2具有DDR预先读取系统命令数据的能力的两倍。 换句话说,在相同的100MHz工作频率下,DDR的实际频率为200MHz,而DDR2可以达到400MHz。
这样,就会出现另一个问题:在具有相同工作频率的DDR和DDR2内存中,后者的内存等待时间比前者要慢。 例如,DDR 200和DDR2-400具有相同的延迟,而后者具有两倍的带宽。 实际上,DDR2-400和DDR 400具有相同的带宽,均为3.2GB / s,但是DDR400的核心工作频率为200MHz,而DDR2-400的核心工作频率为100MHz,这意味着DDR2的延迟。 -400高于DDR400。
2.包装和发热
DDR2内存技术的最大突破实际上并不是用户认为DDR的传输容量是两倍,而是具有更低的发热量和更低的功耗,DDR2可以实现更快的频率增加和突破。 标准DDR的400MHZ限制。
DDR内存通常封装在TSOP芯片中。 该封装可以在200MHz下很好地工作。 当频率较高时,其长引脚将产生高阻抗和寄生电容,这将影响其性能。 稳定性和频率改善的难度。 这就是为什么DDR核心频率难以突破275MHZ的原因。 DDR2存储器采用FBGA封装形式。 与目前广泛使用的TSOP封装不同,FBGA封装具有更好的电气性能和散热性能,为DDR2存储器的稳定运行和未来频率的发展提供了良好的保证。
DDR2内存使用1.8V电压,该电压远低于DDR标准的2.5V,从而显着降低了功耗并减少了发热量。 此更改意义重大。
除了上述差异之外,DDR2还引入了三种新技术,它们是OCD,ODT和Post CAS。
①OCD(片外驱动程序):这就是所谓的离线驱动程序调整。 DDR II可以通过OCD改善信号完整性。 DDR II调整上拉/下拉电阻值以使两个电压相等。 使用OCD通过减小DQ-DQS的倾斜度来改善信号完整性; 通过控制电压来改善信号质量。
②ODT:ODT是内置内核的终端电阻。 我们知道在使用DDR SDRAM的主板上需要大量的终端电阻,以防止数据线端子反射信号。 这大大增加了主板的制造成本。 实际上,不同的存储模块对端接电路有不同的要求。 终端电阻的大小决定了数据线的信号比和反射率。 如果终端电阻小,则数据线信号反射低,但信噪比也低; 如果终端电阻很高,则数据线的信噪比将很高,但信号反射也会增加。 因此,主板上的终端电阻不能很好地匹配内存模块,并且会在一定程度上影响信号质量。 DDR2可以根据自身特性内置合适的终端电阻,以确保最佳信号波形。 使用DDR2不仅可以降低主板成本,而且可以获得最佳的信号质量,这是DDR无法比拟的。
③Post CAS:设置为提高DDR II内存的利用率。 在Post CAS操作中,可以在RAS信号之后的一个时钟周期插入CAS信号(读/写/命令),并且在附加延迟(附加延迟)之后,CAS命令可以保持有效。 原始的tRCD(RAS到CAS和延迟)被AL(附加延迟)代替,可以将其设置为0、1、2、3、4。由于CAS信号位于RAS信号之后一个时钟周期,因此ACT CAS信号将永远不会发生碰撞。
总的来说,DDR2使用了很多新技术来改善DDR的很多缺点。 虽然目前它在成本高、延迟慢等方面存在诸多不足,但相信随着技术的不断完善和完善,这些问题最终都会得到解决。
(1)DDR2技术规格
DDR2存储器的起始频率将从400Mhz开始,这是DDR存储器的最高标准频率。 现在将可以产生的频率定义为支持533Mhz至667Mhz。 标准工作频率为200/266 / 333MHz,工作电压为1.8V。 DDR2使用新定义的240 PIN DIMM接口标准,该标准与现有DDR 184PIN DIMM接口标准完全不兼容。 这意味着所有现有的具有DDR标准接口的主板都不能使用DDR2内存。 这将成为DDR2内存标准普及的主要障碍。 幸运的是,INTEL的下一代平台将完全支持240PIN DDR2接口,从而为DDR2在2005年的普及奠定了基础。
相信大家已经看到,市面上已经推出了多款采用DDR2显存的显卡产品。 但是,显卡上使用的DDR2内存的生产标准和方法与桌面系统应用上使用的DDR2技术完全不同。 本文暂时不做详细区分,但是大家应该清楚为什么大量的应用程序已经在显卡上可用,而桌面系统却没有。
与上一代标准DDR技术相比,DDR2内存技术使用了一种简单明了的方式。 尽管DDR2与DDR一样,在时钟上升延迟和下降延迟同时使用基本的数据传输方法,但最大的区别在于DDR2存储器可以执行4位预读取。 标准DDR内存的2BIT预读的两倍,这意味着DDR2的容量是预读系统命令数据的两倍。 我已经理解了我的想法,因此,DDR2完全获得了DDR两倍的完整数据传输容量。 因此,作者告诉您DDR2 400Mhz也被命名为PC3200,请继续阅读,为什么?
DDR2内存技术的最大突破点实际上并不是评委们认为是DDR两倍的传输容量,而是以更低的热量产生和更低的功耗实现了更快的频率增加。 突破标准DDR的400MHZ限制。 似乎这更神奇,突破了最大频率限制,甚至减少了发热量和功耗? 尽管DDR2技术还使用了几种新技术来完成上述功能,但关键在于4BIT的预读取功能。 作者将带您一步一步。
(2)DDR2频率和带宽
除了已发布的三个DDR2内存标准的频率和带宽外,值得注意的是DDR2 400Mhz和DDR400Mhz具有3.2GB的相同带宽。 此外,借助双通道内存技术,667MHZ DDR2将提供高达10.6GB / S的惊人带宽!
DDR2内存的初始容量为256MB,最大为512MB,1G。 在桌面系统上提供足够的容量保证。 从理论上讲,DDR2内存颗粒的高密度功能可以支持最大4G或更高的容量,这在专业领域已得到广泛使用。 在未来几年中,它甚至可能为PC系统带来nGB级的超级容量。
DDR2 标准规定所有 DDR2 存储器都采用 FBGA 封装。 不同于广泛使用的 TSOP 和d TSOP-II封装,FBGA封装提供了更好的电气性能和散热性能,为DDR2内存的稳定运行和未来频率的发展提供了很好的保障。 目前显卡上的DDR2显存颗粒全部采用FBGA封装方式。 DDR2内存使用1.8V电压,远低于DDR标准的2.5V,因此功耗和发热量明显降低。 这个变化意义重大,也让DDR2内存更适合笔记本和笔记本。 既然能在这么低的电压下工作,那怎么实现频率的提升呢?
(3)DDR2工作原理
众所周知,内存的基本工作步骤分为:从系统中预读取数据→保存在内存单元队列中→传输到内存I / O缓冲区→传输到CPU系统进行处理。
DDR内存使用200MHZ的核心频率,该核心频率通过两条路径同步传输到I / O缓存,这是达到400MHZ的实际频率。
DDR2使用100MHZ的核心频率,该核心频率通过400条传输路径同步传输到I / O缓冲器,并且还达到了XNUMXMHZ的实际频率。
聪明的地方法官已经看到了这个谜。 正是因为DDR2可以预读4BIT数据,所以可以使用四路传输,并且因为DDR只能预读2BIT数据,所以它只能使用两条200MHZ传输线来达到400MHZ。 这样,DDR2可以在不降低总频率的情况下将核心频率完全降低到100MHZ,因此可以轻松实现更小的散热和更低的电压要求。 此外,可以进一步提高核心频率,以达到133 * 4、166 * 4,最大200 * 4即可达到800MHZ。 但是,每个人都知道较低的内存延迟可以带来更高的性能。 然后,在DDR2中,为了确保4通道传输的稳定性和平滑性并避免电气干扰和数据冲突,使用比DDR稍大的内存。 延迟设置。 我相信聪明的法官也可以看到这实际上是一个有远见的设计。
(4)DDR2的新功能技术
在了解了DDR II的技术原理之后,让我们看一下DDR II的三个主要新功能:它们是OCD,ODT和Post CAS。
OCD(片外驱动器),一个lso 称为离线驱动调整,DDR II 可以通过 OCD 提高信号完整性。 DDR II 调整上拉/下拉电阻值,使两个电压相等。 即,上拉=下拉。 使用 OCD 通过减少 DQ-DQS 的倾斜来提高信号完整性; 通过控制电压来提高信号质量。
ODT是内置内核的终端电阻。 我们知道在使用DDR I SDRAM的主板上需要大量的端接电阻,每条数据线至少需要一个端接电阻,这对于主板来说并不是一个小数目。 在信号线上使用终端电阻是为了防止数据线端子反射信号,因此需要具有一定电阻的终端电阻。 该电阻太大或太小。 电阻较大的电路的信噪比较高,但信号反射较严重。 小电阻可以减少信号反射,但会导致信噪比下降。 另外,由于不同的存储模块可能没有完全相同的终端电阻要求,因此主板对存储模块也比较挑剔。
DDR II具有一个内置的终端电阻,当DRAM颗粒工作时,该端子将关闭终端电阻;对于不工作的DRAM颗粒,其将接通终端电阻以减少信号反射。 ODT为DDR II带来了至少两个好处。 一是消除了主板上的终端电阻,降低了主板的成本,并使PCB板的设计更加容易。 第二个优点是终端电阻器可以匹配存储颗粒的“特性”,从而使DRAM处于最佳状态。
在CAS之后,将其设置为提高DDR II内存的利用率。 在Post CAS操作中,可以在RAS信号之后的一个时钟周期插入CAS信号(读/写/命令),并且在附加延迟(附加延迟)之后,CAS命令可以保持有效。 原始的tRCD(RAS到CAS和延迟)被AL(附加延迟)代替,可以将其设置为0、1、2、3、4。由于CAS信号位于RAS信号之后一个时钟周期,因此ACT CAS信号将永远不会发生碰撞。
正常运行时,此时的各种内存参数为:tRRD=2,tRCD=4,CL=4,AL=0,BL=4(BL为突发数据长度,Burst Length)。 我们看到tRRD(从RAS到RAS的延迟)是两个时钟周期,tRCD(从RAS到CAS的延迟)是四个时钟周期,所以ACT(段激活)和CAS信号在第四个时钟周期发生冲突。 , ACT 向后移动一个时钟周期,因此可以看到在后续数据传输中间有一个 BUBBLE 的时钟周期。
让我们看一下Post CAS的操作。 此时的存储参数为:tRRD = 2,tRCD = 4,CL = 4,AL = 3,BL = 4。 RAS是在ACT信号之后的一个时钟周期内设置的,因此CAS和ACT不会发生冲突,tRCD被AL取代(实际上,您可以想象tRCD并未减少,但在概念上有所改变,CAS向后退了一个时钟周期,但AL短于tRCD,可以通过调整来消除信号命令的冲突),并且DRAM在附加延迟期间保持读取命令。 由于这种设计,ACT和CAS将不再冲突,并且在存储器读取时序中不会出现任何气泡。
使用Post CAS加加性延迟将带来三个好处:
1.可以轻松消除命令总线上的碰撞现象
2.提高命令和数据总线的效率
3.没有Bubble,可以提高实际的内存带宽
另外一个普通的DOTHAN FSB是533,也就是说DDR533的内存刚好可以满足内存带宽,但是现在的笔记本DDR1最多只有DDR400,一般333是满足不了DOTHAN的FSB的。 这时,内存成为系统的瓶颈。 915平台出来后可以支持DDR2双通道DDR2从400开始到533。
此时,您可能已经发现实际上单通道DDR2 533可以完全满足DOTHAN的FSB,也就是说,DDR2 533具有双通道,只有FSB = 1066 CPU可以匹配它。 在INTEL1066FSB U问世之前,DDR2 533双通道基本上是浪费,因此DDR2双通道带给Sonama平台的性能提升很小。 DOTHAN已成为Sonama系统的瓶颈。 对性能要求不高的朋友无需在双通道DDR2上花钱。
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