下一代DDR3内存技术与DDR2的区别

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http://www.sina.com.cn 2006年06月09日 15:32 eNet硅谷动力  <!-- 正文内部文字导航 : begin --><!-- 正文内部文字导航 : end -->作者：海枫　　DDR2内存的好日子还没过上几天，它的下一代产品DDR3又成为了人们关注的对象。在本届2006台北Computex会展上，威刚科技向人们展示了新一代的DDR3内存。威刚此次展示的vitesta DDR3无缓冲DIMM内存包括DDR3-1066和DDR3-1333两种规格，单条容量均为1GB，针脚数240，核心电压1.5+/-0.1V，延迟设定为CL7，虽然DDR3与DDR2一样存在高延迟的缺点，不过DDR3比DDR2拥有更高频率的优势。威刚科技表示，此次仅展示了DDR3-1066/1333规格，但DDR3 1666也会很快到来。 　　在威刚最新推出的DDR3内存中，加入了数据同步设计（Data Synchronization），使电压降低为1.5V，这对以省电为诉求的笔记本计算机而言，电池续航力增加，电池寿命及热量可得到更好的改善。威刚DDR3系列初期将提供512M、1G容量规格，采用BGA封装，未来根据市场需求，相对地会推出2GB和4GB的更高容量。 　　目前DDR2尚未完全取代DDR内存，在目前的整机环境下，DDR2基本能够满足各类型电脑的应用需求，那么最新一代的DDR3相比DDR2具有哪些优势，使得包括Intel和AMD以及A-DATA在内的众多国际顶级厂商都致力于DDR3的开发与应用呢？由于DDR2的数据传输频率发展到800MHz时，其内核工作频率已经达到了200MHz，因此，再向上提升较为困难，这就需要采用新的技术来保证速度的可持续发展性。另外，也是由于速度提高的缘故，内存的地址/命令与控制总线需要有全新的拓朴结构，而且业界也要求内存要具有更低的能耗，所以，DDR3要满足的需求就是： 　　 1．更高的外部数据传输率 　　2．更先进的地址/命令与控制总线的拓朴架构 　　3．在保证性能的同时将能耗进一步降低 为了满足上述要求，DDR3在DDR2的基础上采用了以下新型设计： 　　1．8bit预取设计，而DDR2为4bit预取，这样DRAM内核的频率只有接口频率的1/8，DDR3-800的核心工作频率只有100MHz。 　　 2．采用点对点的拓朴架构，以减轻地址/命令与控制总线的负担。 　　 3．采用100nm以下的生产工艺，将工作电压从1.8V降至1.5V，增加异步重置（Reset）与ZQ校准功能。 DDR3与DDR2几个主要的不同之处： 突发长度（Burst Length，BL） 　　由于DDR3的预取为8bit，所以突发传输周期（Burst Length，BL）也固定为8，而对于DDR2和早期的DDR架构系统，BL=4也是常用的，DDR3为此增加了一个4bit Burst Chop（突发突变）模式，即由一个BL=4的读取操作加上一个BL=4的写入操作来合成一个BL=8的数据突发传输，届时可通过A12地址线来控制这一突发模式。而且需要指出的是，任何突发中断操作都将在DDR3内存中予以禁止，且不予支持，取而代之的是更灵活的突发传输控制（如4bit顺序突发）。 寻址时序（Timing） 　　就像DDR2从DDR转变而来后延迟周期数增加一样，DDR3的CL周期也将比DDR2有所提高。DDR2的CL范围一般在2～5之间，而DDR3则在5～11之间，且附加延迟（AL）的设计也有所变化。DDR2时AL的范围是0～4，而DDR3时AL有三种选项，分别是0、CL-1和CL-2。另外，DDR3还新增加了一个时序参数——写入延迟（CWD），这一参数将根据具体的工作频率而定。 DDR3新增的重置（Reset）功能 　　重置是DDR3新增的一项重要功能，并为此专门准备了一个引脚。DRAM业界很早以前就要求增加这一功能，如今终于在DDR3上实现了。这一引脚将使DDR3的初始化处理变得简单。当Reset命令有效时，DDR3内存将停止所有操作，并切换至最少量活动状态，以节约电力。 在Reset期间，DDR3内存将关闭内在的大部分功能，所有数据接收与发送器都将关闭，所有内部的程序装置将复位，DLL（延迟锁相环路）与时钟电路将停止工作，而且不理睬数据总线上的任何动静。这样一来，将使DDR3达到最节省电力的目的。 DDR3新增ZQ校准功能 　　ZQ也是一个新增的脚，在这个引脚上接有一个240欧姆的低公差参考电阻。这个引脚通过一个命令集，通过片上校准引擎（On-Die Calibration Engine，ODCE）来自动校验数据输出驱动器导通电阻与ODT的终结电阻值。当系统发出这一指令后，将用相应的时钟周期（在加电与初始化之后用512个时钟周期，在退出自刷新操作后用256个时钟周期、在其他情况下用64个时钟周期）对导通电阻和ODT电阻进行重新校准。 参考电压分成两个 　　在DDR3系统中，对于内存系统工作非常重要的参考电压信号VREF将分为两个信号，即为命令与地址信号服务的VREFCA和为数据总线服务的VREFDQ，这将有效地提高系统数据总线的信噪等级。 点对点连接（Point-to-Point，P2P） 　　这是为了提高系统性能而进行的重要改动，也是DDR3与DDR2的一个关键区别。在DDR3系统中，一个内存控制器只与一个内存通道打交道，而且这个内存通道只能有一个插槽，因此，内存控制器与DDR3内存模组之间是点对点（P2P）的关系（单物理Bank的模组），或者是点对双点（Point-to-two-Point，P22P）的关系（双物理Bank的模组），从而大大地减轻了地址/命令/控制与数据总线的负载。而在内存模组方面，与DDR2的类别相类似，也有标准DIMM（台式PC）、SO-DIMM/Micro-DIMM（笔记本电脑）、FB-DIMM2（服务器）之分，其中第二代FB-DIMM将采用规格更高的AMB2（高级内存缓冲器）。 面向64位构架的DDR3显然在频率和速度上拥有更多的优势，此外，由于DDR3所采用的根据温度自动自刷新、局部自刷新等其它一些功能，在功耗方面DDR3也要出色得多，因此，它可能首先受到移动设备的欢迎，就像最先迎接DDR2内存的不是台式机而是服务器一样。在CPU外频提升最迅速的PC台式机领域，DDR3未来也是一片光明。目前Intel预计在明年第二季所推出的新芯片-熊湖(Bear Lake)，其将支持DDR3规格，而AMD也预计同时在K9平台上支持DDR2及DDR3两种规格。