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1.延誤問題
在相同的核心頻率下,DDR2的實際工作頻率是DDR的兩倍。 這是由於DDR2內存具有兩倍於標準DDR內存的4BIT預讀取能力的事實。 換句話說,儘管DDR2與DDR一樣,在時鐘上升延遲和下降延遲的同時使用了基本的數據傳輸方法,但DDR2具有DDR預先讀取系統命令數據的能力的兩倍。 換句話說,在相同的100MHz工作頻率下,DDR的實際頻率為200MHz,而DDR2可以達到400MHz。
這樣,就會出現另一個問題:在具有相同工作頻率的DDR和DDR2內存中,後者的內存等待時間比前者要慢。 例如,DDR 200和DDR2-400具有相同的延遲,而後者俱有兩倍的帶寬。 實際上,DDR2-400和DDR 400具有相同的帶寬,均為3.2GB / s,但是DDR400的核心工作頻率為200MHz,而DDR2-400的核心工作頻率為100MHz,這意味著DDR2的延遲。 -400高於DDR400。
2.包裝和發熱
DDR2內存技術的最大突破實際上並不是用戶認為DDR的傳輸容量是兩倍,而是DDR2具有較低的發熱量和較低的功耗,因此可以實現更快的頻率增加和突破。 標準DDR的400MHZ限制。
DDR內存通常封裝在TSOP芯片中。 該封裝可以在200MHz下很好地工作。 當頻率較高時,其長引腳會產生高阻抗和寄生電容,從而影響其性能。 穩定性和頻率改善的難度。 這就是為什麼DDR核心頻率難以突破275MHZ的原因。 DDR2存儲器採用FBGA封裝形式。 與目前廣泛使用的TSOP封裝不同,FBGA封裝具有更好的電氣性能和散熱性能,為DDR2存儲器的穩定運行和未來頻率的發展提供了良好的保證。
DDR2內存使用1.8V電壓,該電壓大大低於DDR標準的2.5V,從而顯著降低了功耗並減少了發熱量。 此更改意義重大。
除了上述差異之外,DDR2還引入了三種新技術,它們是OCD,ODT和Post CAS。
①OCD(片外驅動程序):這就是所謂的離線驅動程序調整。 DDR II可以通過OCD改善信號完整性。 DDR II調整上拉/下拉電阻值以使兩個電壓相等。 使用OCD通過減少DQ-DQS的傾斜度來改善信號完整性; 通過控制電壓來改善信號質量。
②ODT:ODT是內置內核的終端電阻。 我們知道在使用DDR SDRAM的主板上需要大量的終端電阻,以防止數據線端子反射信號。 這大大增加了主板的製造成本。 實際上,不同的存儲模塊對端接電路有不同的要求。 終端電阻的大小決定了數據線的信號比和反射率。 如果終端電阻很小,則數據線信號反射低,但信噪比也低; 如果終端電阻很高,則數據線的信噪比將很高,但信號反射也會增加。 因此,主板上的終端電阻不能很好地匹配內存模塊,並且會在一定程度上影響信號質量。 DDR2可以根據自身特性內置合適的終端電阻,以確保最佳信號波形。 使用DDR2不僅可以降低主板成本,而且可以獲得最佳的信號質量,這是DDR無法比擬的。
③Post CAS:設置為提高DDR II內存的利用率。 在Post CAS操作中,可以在RAS信號之後的一個時鐘週期插入CAS信號(讀/寫/命令),並且在附加延遲(附加延遲)之後,CAS命令可以保持有效。 原始的tRCD(RAS到CAS和延遲)被AL(附加延遲)代替,可以將其設置為0、1、2、3、4。由於CAS信號位於RAS信號之後一個時鐘週期,因此ACT CAS信號將永遠不會發生碰撞。
總的來說,DDR2使用了很多新技術來改善DDR的很多缺點。 雖然目前在成本高、時延慢等方面存在諸多不足,但相信隨著技術的不斷完善和完善,這些問題終將得到解決。
(1)DDR2技術規格
DDR2存儲器的起始頻率將從400Mhz開始,這是DDR存儲器的最高標準頻率。 現在將可以產生的頻率定義為支持533Mhz至667Mhz。 標準工作頻率為200/266 / 333MHz,工作電壓為1.8V。 DDR2使用新定義的240 PIN DIMM接口標準,該標準與現有DDR 184PIN DIMM接口標準完全不兼容。 這意味著所有現有的具有DDR標準接口的主板都不能使用DDR2內存。 這將成為DDR2內存標準普及的主要障礙。 幸運的是,INTEL的下一代平台將完全支持240PIN DDR2接口,從而為2年DDR2005的普及奠定了基礎。
相信大家已經看到,市面上已經推出了多款採用DDR2顯存的顯卡產品。 但是,顯卡上使用的DDR2內存的生產標準和方法與桌面系統應用上使用的DDR2技術完全不同。 本文暫時不做詳細區分,但是大家應該清楚為什麼大量的應用程序已經在顯卡上可用,而桌面系統卻沒有。
與上一代標準DDR技術相比,DDR2內存技術使用了一種簡單明了的方式。 儘管DDR2與DDR一樣,在時鐘上升延遲和下降延遲的同時使用了基本的數據傳輸方法,但最大的區別在於DDR2存儲器可以執行4位預讀取。 標準DDR內存的2BIT預讀的兩倍,這意味著DDR2的容量是預讀系統命令數據的兩倍。 我已經理解了我的想法,因此,DDR2完全獲得了DDR兩倍的完整數據傳輸容量。 因此,作者告訴您DDR2 400Mhz也被命名為PC3200,請繼續閱讀,為什麼?
DDR2內存技術的最大突破點實際上並不是評委認為是DDR兩倍的傳輸容量,而是以更低的熱量產生和更低的功耗實現了更快的頻率增加。 突破標準DDR的400MHZ限制。 似乎這更神奇,突破了最大頻率限制,甚至減少了發熱量和功耗? 儘管DDR2技術還使用了幾種新技術來完成上述功能,但關鍵在於4BIT的預讀取功能。 作者將帶您一步一步。
(2)DDR2頻率和帶寬
除了已發布的三個DDR2內存標準的頻率和帶寬外,值得注意的是DDR2 400Mhz和DDR400Mhz具有3.2GB的相同帶寬。 此外,借助雙通道內存技術,667MHZ DDR2將提供高達10.6GB / S的驚人帶寬!
DDR2內存的初始容量為256MB,最大為512MB,1G。 在桌面系統上提供足夠的容量保證。 從理論上講,DDR2內存顆粒的高密度功能可以支持最大4G或更高的容量,這在專業領域已得到廣泛使用。 在未來幾年中,它甚至可能為PC系統帶來nGB級的超級容量。
DDR2 標準規定所有 DDR2 存儲器都採用 FBGA 封裝。 不同於廣泛使用的 TSOP 和d TSOP-II封裝,FBGA封裝提供了更好的電氣性能和散熱性能,為DDR2內存的穩定運行和未來頻率的發展提供了很好的保障。 目前顯卡上的DDR2顯存顆粒全部採用FBGA封裝方式。 DDR2內存使用1.8V電壓,遠低於DDR標準的2.5V,因此功耗和發熱量明顯降低。 這個變化意義重大,也讓DDR2內存更適合筆記本和筆記本。 既然能在這麼低的電壓下工作,那怎麼實現頻率的提升呢?
(3)DDR2工作原理
眾所周知,內存的基本工作步驟分為:從系統中預讀取數據→保存在內存單元隊列中→傳輸到內存I / O緩衝區→傳輸到CPU系統進行處理。
DDR內存使用200MHZ的核心頻率,該頻率通過兩條路徑同步傳輸到I / O緩存,這是達到400MHZ的實際頻率。
DDR2使用100MHZ的核心頻率,它通過400條傳輸路徑同步傳輸到I / O緩衝區,並且也達到了XNUMXMHZ的實際頻率。
聰明的地方法官已經看到了這個謎。 正是因為DDR2可以預讀4BIT數據,所以可以使用四路傳輸,並且因為DDR只能預讀2BIT數據,所以它只能使用兩條200MHZ傳輸線來達到400MHZ。 這樣,DDR2可以在不降低總頻率的情況下將核心頻率完全降低到100MHZ,因此可以輕鬆實現更小的散熱和更低的電壓要求。 此外,可以進一步提高核心頻率,以達到133 * 4、166 * 4,最大200 * 4即可達到800MHZ。 但是,每個人都知道較低的內存延遲可以帶來更高的性能。 然後,在DDR2中,為了確保4通道傳輸的穩定性和平滑性並避免電氣乾擾和數據衝突,使用比DDR稍大的內存。 延遲設置。 我相信聰明的法官也可以看到這實際上是一個有遠見的設計。
(4)DDR2的新功能技術
在了解了DDR II的技術原理之後,讓我們看一下DDR II的三個主要新功能:它們是OCD,ODT和Post CAS。
OCD(片外驅動器),一個lso 稱為離線驅動調整,DDR II 可以通過 OCD 提高信號完整性。 DDR II 調整上拉/下拉電阻值,使兩個電壓相等。 即,上拉=下拉。 使用 OCD 通過減少 DQ-DQS 的傾斜來提高信號完整性; 通過控制電壓來提高信號質量。
ODT是內置內核的終端電阻。 我們知道在使用DDR I SDRAM的主板上需要大量的端接電阻,每條數據線至少需要一個端接電阻,這對於主板來說並不是一個小數目。 在信號線上使用終端電阻是為了防止數據線端子反射信號,因此需要具有一定電阻的終端電阻。 該電阻太大或太小。 電阻較大的電路的信噪比較高,但信號反射較嚴重。 小電阻可以減少信號反射,但會導致信噪比下降。 另外,由於不同的存儲模塊可能沒有完全相同的終端電阻要求,因此主闆對存儲模塊也比較挑剔。
DDR II具有一個內置的終端電阻,當DRAM顆粒工作時,該端子將關閉終端電阻;對於不工作的DRAM顆粒,其將接通終端電阻以減少信號反射。 ODT為DDR II帶來了至少兩個好處。 一是消除了主板上的終端電阻,降低了主板的成本,並使PCB板的設計更加容易。 第二個優點是終端電阻器可以匹配存儲顆粒的“特性”,從而使DRAM處於最佳狀態。
在CAS之後,將其設置為提高DDR II內存的利用率。 在Post CAS操作中,可以在RAS信號之後的一個時鐘週期插入CAS信號(讀/寫/命令),並且在附加延遲(附加延遲)之後,CAS命令可以保持有效。 原始的tRCD(RAS到CAS和延遲)被AL(附加延遲)代替,可以將其設置為0、1、2、3、4。由於CAS信號位於RAS信號之後一個時鐘週期,因此ACT CAS信號將永遠不會發生碰撞。
正常運行時,此時的各種內存參數為:tRRD=2,tRCD=4,CL=4,AL=0,BL=4(BL為突發數據長度,Burst Length)。 我們看到tRRD(從RAS到RAS的延遲)是兩個時鐘週期,tRCD(從RAS到CAS的延遲)是四個時鐘週期,所以ACT(段激活)和CAS信號在第四個時鐘週期發生衝突。 , ACT 向後移動一個時鐘週期,因此可以看到在後續數據傳輸中間有一個 BUBBLE 的時鐘週期。
讓我們看一下Post CAS的操作。 此時的存儲參數為:tRRD = 2,tRCD = 4,CL = 4,AL = 3,BL = 4。 RAS是在ACT信號之後的一個時鐘週期內設置的,因此CAS和ACT不會發生衝突,tRCD被AL取代(實際上,您可以想像tRCD並未減少,但在概念上有所改變,CAS向後退了一個時鐘週期,但AL短於tRCD,可以通過調整來消除信號命令的衝突),並且DRAM在附加延遲期間保持讀取命令。 由於這種設計,ACT和CAS將不再衝突,並且在存儲器讀取時序中不會出現任何氣泡。
使用Post CAS加加性延遲將帶來三個好處:
1.可以輕鬆消除命令總線上的碰撞現象
2.提高命令和數據總線的效率
3.沒有Bubble,可以提高實際的內存帶寬
另外一個普通的DOTHAN FSB是533,也就是說DDR533的內存剛好可以滿足內存帶寬,但是現在的筆記本DDR1最多只有DDR400,一般333是滿足不了DOTHAN的FSB的。 這時,內存成為系統的瓶頸。 915平台出來後可以支持DDR2雙通道DDR2從400開始到533。
此時,您可能已經發現實際上單通道DDR2 533可以完全滿足DOTHAN的FSB,也就是說,DDR2 533具有雙通道,只有FSB = 1066 CPU可以匹配它。 在INTEL1066FSB U問世之前,DDR2 533雙通道基本上是浪費,因此DDR2雙通道帶給Sonama平台的性能提升很小。 DOTHAN已成為Sonama系統的瓶頸。 對性能要求不高的朋友無需在雙通道DDR2上花錢。
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