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DDR2 (Double Data Rate 2) SDRAM 是由 JEDEC(联合电子设备工程委员会)开发的新一代存储器技术标准。 它与上一代DDR内存技术标准最大的区别在于,虽然同样采用上升时钟/下降延迟同时传输数据的基本方式,但DDR2内存的预读能力是上一代DDR内存的两倍(即:4 位数据读取预取)。 也就是说,DDR2内存每时钟可以以4倍于外部总线的速度读写数据,并且可以以4倍于内部控制总线的速度运行。
一、基本原则:
与DDR相比,DDR2的主要改进在于,在内存模块速度相同的情况下,它可以提供两倍于DDR内存的带宽。 这主要是通过在每个设备上有效使用两个 DRAM 内核来实现的。 相比之下,DDR 内存只能在每个设备上使用一个 DRAM 内核。 从技术上讲,DDR2 内存上仍然只有一个 DRAM 内核,但它可以并行访问,每次访问处理 4 个数据而不是两个。
结合双速运行的数据缓冲器,DDR2内存每个时钟周期最多可以处理4位数据,是传统DDR内存可以处理的2位数据的两倍。 DDR2内存的另一个改进是它采用FBGA封装,而不是传统的TSOP方式。
然而,虽然DDR2内存使用与DDR相同的DRAM核心速度,但由于DDR2的物理规格与DDR不兼容,我们仍然需要使用新的主板来匹配DDR2内存。 首先,界面不同。 DDR2 有 240 个引脚,而 DDR 内存有 184 个引脚。 其次,DDR2内存的VDIMM电压是1.8V,这也和DDR内存的2.5V不同。
另外,由于DDR2标准规定所有DDR2内存都采用FBGA封装,与目前广泛使用的TSOP/TSOP-II封装不同,FBGA封装可以提供更好的电性能和散热,是一款稳定的DDR2内存。 未来频率的工作和发展提供了坚实的基础。 回顾DDR的发展历程,从第一代DDR200通过DDR266、DDR333应用于个人电脑,再到今天的双通道DDR400技术,第一代DDR的发展已经到了技术的极限,已经难以提升通过常规方法记忆。 随着英特尔最新处理器技术的发展,前端总线对内存带宽的要求越来越高,工作频率更高、更稳定的DDR2内存将是大势所趋。
在了解DDR2内存的诸多新技术之前,我们先来看一组DDR和DDR2技术对比的数据。
1) 延迟问题:
从上表可以看出,在相同的核心频率下,DDR2的实际工作频率是DDR的两倍。 这是因为 DDR2 内存的 4BIT 预读能力是标准 DDR 内存的两倍。 换句话说,虽然DDR2和DDR一样,采用了与时钟上升延迟和下降延迟同时进行数据传输的基本方式,但DDR2预读系统命令数据的能力是DDR的两倍。 也就是说,在同样的100MHz工作频率下,DDR的实际频率是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) 封装和发热:
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,其长引脚会产生高阻抗和寄生电容,从而影响其性能。 稳定性和频率的难度增加。 这也是DDR的核心频率很难突破275MHZ的原因。 而DDR2内存采用FBGA封装形式。 与目前广泛使用的TSOP封装不同,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。
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。
2、DDR2采用的新技术:
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。
强迫症 (Off-Chip Driver):这就是所谓的离线驱动调整。 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。 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:ODT 是内置内核的终端电阻。 我们知道,使用DDR SDRAM的主板上需要大量的终端电阻,以防止信号在数据线终端反射。 大大增加了主板的制造成本。 事实上,不同的内存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,数据线信号反射低,但信噪比也低; 如果终端电阻高,数据线的信噪比会高,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,在一定程度上会影响信号质量。 DDR2 可以根据自身的特性内置合适的终端电阻,以保证最佳的信号波形。 使用DDR2不仅可以降低主板成本,还能获得最佳的信号质量,这是DDR无法比拟的。
后CAS:设置为提高DDR II内存的使用效率。 在Post CAS操作中,CAS信号(读/写/命令)可以在RAS信号后一个时钟周期插入,CAS命令可以在附加延迟(Additive Latency)后保持有效。 原来的tRCD(RAS to CAS and delay)被AL(Additive Latency)代替,可以设置为0、1、2、3、4。由于CAS信号放在RAS信号后一个时钟周期,ACT和 CAS 信号永远不会发生冲突。
通常,DDR2使用许多新技术来改善DDR的许多缺点。 尽管目前在高成本和低延迟方面存在许多缺点,但是可以相信,随着技术的不断改进和完善,这些问题最终将得到解决。 。
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