傳輸類型指內存所采用的內存類型,不同類型的內存傳輸類型各有差異,在傳輸率、工作頻率、工作方式、工作電壓等方面都有不同。目前市場中主要有的內存類型有SDRAM、RDRAM、DDR和DDR2四種。其中DDR和DDR2內存占據了市場的主流,而SDRAM內存規格已不再發展,處於被淘汰的行列。RDRAM則始終未成為市場的主流,只有部分芯片組支持,而這些芯片組也逐漸退出了市場,RDRAM前景並不被看好。
DDR
嚴格的說DDR應該叫DDR SDRAM,人們習慣稱為DDR,部分初學者也常看到DDR SDRAM,就認為是SDRAM。DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的縮寫,是雙倍速率同步動態隨機存儲器的意思。DDR內存是在SDRAM內存基礎上發展而來的,仍然沿用SDRAM生產體系,因此對於內存廠商而言,只需對制造普通SDRAM的設備稍加改進,即可實現DDR內存的生產,可有效的降低成本。
SDRAM在壹個時鐘周期內只傳輸壹次數據,它是在時鐘的上升期進行數據傳輸;而DDR內存則是壹個時鐘周期內傳輸兩次次數據,它能夠在時鐘的上升期和下降期各傳輸壹次數據,因此稱為雙倍速率同步動態隨機存儲器。DDR內存可以在與SDRAM相同的總線頻率下達到更高的數據傳輸率。
與SDRAM相比:DDR運用了更先進的同步電路,使指定地址、數據的輸送和輸出主要步驟既獨立執行,又保持與CPU完全同步;DDR使用了DLL(Delay Locked Loop,延時鎖定回路提供壹個數據濾波信號)技術,當數據有效時,存儲控制器可使用這個數據濾波信號來精確定位數據,每16次輸出壹次,並重新同步來自不同存儲器模塊的數據。DDR本質上不需要提高時鐘頻率就能加倍提高SDRAM的速度,它允許在時鐘脈沖的上升沿和下降沿讀出數據,因而其速度是標準SDRA的兩倍。
從外形體積上DDR與SDRAM相比差別並不大,他們具有同樣的尺寸和同樣的針腳距離。但DDR為184針腳,比SDRAM多出了16個針腳,主要包含了新的控制、時鐘、電源和接地等信號。DDR內存采用的是支持2.5V電壓的SSTL2標準,而不是SDRAM使用的3.3V電壓的LVTTL標準。
DDR內存的頻率可以用工作頻率和等效頻率兩種方式表示,工作頻率是內存顆粒實際的工作頻率,但是由於DDR內存可以在脈沖的上升和下降沿都傳輸數據,因此傳輸數據的等效頻率是工作頻率的兩倍。
SDRAM,即Synchronous DRAM(同步動態隨機存儲器),曾經是PC電腦上最為廣泛應用的壹種內存類型,即便在今天SDRAM仍舊還在市場占有壹席之地。既然是“同步動態隨機存儲器”,那就代表著它的工作速度是與系統總線速度同步的。SDRAM內存又分為PC66、PC100、PC133等不同規格,而規格後面的數字就代表著該內存最大所能正常工作系統總線速度,比如PC100,那就說明此內存可以在系統總線為100MHz的電腦中同步工作。
與系統總線速度同步,也就是與系統時鐘同步,這樣就避免了不必要的等待周期,減少數據存儲時間。同步還使存儲控制器知道在哪壹個時鐘脈沖期由數據請求使用,因此數據可在脈沖上升期便開始傳輸。SDRAM采用3.3伏工作電壓,168Pin的DIMM接口,帶寬為64位。SDRAM不僅應用在內存上,在顯存上也較為常見。
DDR2的定義:
DDR2(Double Data Rate 2) SDRAM是由JEDEC(電子設備工程聯合委員會)進行開發的新生代內存技術標準,它與上壹代DDR內存技術標準最大的不同就是,雖然同是采用了在時鐘的上升/下降延同時進行數據傳輸的基本方式,但DDR2內存卻擁有兩倍於上壹代DDR內存預讀取能力(即:4bit數據讀預取)。換句話說,DDR2內存每個時鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫數據,並且能夠以內部控制總線4倍的速度運行。
DDR2內存的頻率
此外,由於DDR2標準規定所有DDR2內存均采用FBGA封裝形式,而不同於目前廣泛應用的TSOP/TSOP-II封裝形式,FBGA封裝可以提供了更為良好的電氣性能與散熱性,為DDR2內存的穩定工作與未來頻率的發展提供了堅實的基礎。回想起DDR的發展歷程,從第壹代應用到個人電腦的DDR200經過DDR266、DDR333到今天的雙通道DDR400技術,第壹代DDR的發展也走到了技術的極限,已經很難通過常規辦法提高內存的工作速度;隨著Intel最新處理器技術的發展,前端總線對內存帶寬的要求是越來越高,擁有更高更穩定運行頻率的DDR2內存將是大勢所趨。
DDR2與DDR的區別:
在了解DDR2內存諸多新技術前,先讓我們看壹組DDR和DDR2技術對比的數據。
1、延遲問題:
從上表可以看出,在同等核心頻率下,DDR2的實際工作頻率是DDR的兩倍。這得益於DDR2內存擁有兩倍於標準DDR內存的4BIT預讀取能力。換句話說,雖然DDR2和DDR壹樣,都采用了在時鐘的上升延和下降延同時進行數據傳輸的基本方式,但DDR2擁有兩倍於DDR的預讀取系統命令數據的能力。也就是說,在同樣100MHz的工作頻率下,DDR的實際頻率為200MHz,而DDR2則可以達到400MHz。
這樣也就出現了另壹個問題:在同等工作頻率的DDR和DDR2內存中,後者的內存延時要慢於前者。舉例來說,DDR 200和DDR2-400具有相同的延遲,而後者具有高壹倍的帶寬。實際上,DDR2-400和DDR 400具有相同的帶寬,它們都是3.2GB/s,但是DDR400的核心工作頻率是200MHz,而DDR2-400的核心工作頻率是100MHz,也就是說DDR2-400的延遲要高於DDR400。
2、封裝和發熱量:
DDR2內存技術最大的突破點其實不在於用戶們所認為的兩倍於DDR的傳輸能力,而是在采用更低發熱量、更低功耗的情況下,DDR2可以獲得更快的頻率提升,突破標準DDR的400MHZ限制。
DDR內存通常采用TSOP芯片封裝形式,這種封裝形式可以很好的工作在200MHz上,當頻率更高時,它過長的管腳就會產生很高的阻抗和寄生電容,這會影響它的穩定性和頻率提升的難度。這也就是DDR的核心頻率很難突破275MHZ的原因。而DDR2內存均采用FBGA封裝形式。不同於目前廣泛應用的TSOP封裝形式,FBGA封裝提供了更好的電氣性能與散熱性,為DDR2內存的穩定工作與未來頻率的發展提供了良好的保障。
DDR2內存采用1.8V電壓,相對於DDR標準的2.5V,降低了不少,從而提供了明顯的更小的功耗與更小的發熱量,這壹點的變化是意義重大的。
DDR2采用的新技術:
除了以上所說的區別外,DDR2還引入了三項新的技術,它們是OCD、ODT和Post CAS。
OCD(Off-Chip Driver):也就是所謂的離線驅動調整,DDR II通過OCD可以提高信號的完整性。DDR II通過調整上拉(pull-up)/下拉(pull-down)的電阻值使兩者電壓相等。使用OCD通過減少DQ-DQS的傾斜來提高信號的完整性;通過控制電壓來提高信號品質。
ODT:ODT是內建核心的終結電阻器。我們知道使用DDR SDRAM的主板上面為了防止數據線終端反射信號需要大量的終結電阻。它大大增加了主板的制造成本。實際上,不同的內存模組對終結電路的要求是不壹樣的,終結電阻的大小決定了數據線的信號比和反射率,終結電阻小則數據線信號反射低但是信噪比也較低;終結電阻高,則數據線的信噪比高,但是信號反射也會增加。因此主板上的終結電阻並不能非常好的匹配內存模組,還會在壹定程度上影響信號品質。DDR2可以根據自已的特點內建合適的終結電阻,這樣可以保證最佳的信號波形。使用DDR2不但可以降低主板成本,還得到了最佳的信號品質,這是DDR不能比擬的。
Post CAS:它是為了提高DDR II內存的利用效率而設定的。在Post CAS操作中,CAS信號(讀寫/命令)能夠被插到RAS信號後面的壹個時鐘周期,CAS命令可以在附加延遲(Additive Latency)後面保持有效。原來的tRCD(RAS到CAS和延遲)被AL(Additive Latency)所取代,AL可以在0,1,2,3,4中進行設置。由於CAS信號放在了RAS信號後面壹個時鐘周期,因此ACT和CAS信號永遠也不會產生碰撞沖突。
總的來說,DDR2采用了諸多的新技術,改善了DDR的諸多不足,雖然它目前有成本高、延遲慢能諸多不足,但相信隨著技術的不斷提高和完善,這些問題終將得到解決。