DDR与DDR2

 

 DDR与DDR2

 

  
  
　　严格的说应该叫，人们习惯称为DDR，部分初学者也常看到DDR SDRAM，就认为是SDRAM。DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的缩写，是双倍速率同步动态随机存储器的意思。DDR是在SDRAM内存基础上发展而来的，仍然沿用SDRAM生产体系，因此对于内存厂商而言，只需对制造普通SDRAM的设备稍加改进，即可实现DDR内存的生产，可有效的降低成本。

　　在一个时钟周期内只传输一次数据，它是在时钟的上升期进行数据传输；而DDR内存则是一个时钟周期内传输两次次数据，它能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据，因此称为双倍速率同步动态随机存储器。DDR内存可以在与SDRAM相同的总线频率下达到更高的。

　　与相比：DDR运用了更先进的同步电路，使指定地址、数据的输送和输出主要步骤既独立执行，又保持与完全同步；DDR使用了DLL(Delay Locked Loop，锁定回路提供一个数据滤波信号)技术，当数据有效时，存储控制器可使用这个数据滤波信号来精确定位数据，每16次输出一次，并重新同步来自不同存储器模块的数据。DDL本质上不需要提高时钟频率就能加倍提高SDRAM的速度，它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿读出数据，因而其速度是标准SDRAM的两倍。

　　从外形体积上与相比差别并不大，他们具有同样的尺寸和同样的针脚距离。但DDR为184针脚，比SDRAM多出了16个针脚，主要包含了新的控制、时钟、电源和接地等信号。DDR采用的是支持2.5V电压的SSTL2标准，而不是SDRAM使用的3.3V电压的LVTTL标准。

DDR2 SDRAM

作者： 不详 | 发布时间: 2005年07月18日02时21分 | 信息类别： | 访问人次： 263 次

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的定义：

（Double Data Rate 2） 是由JEDEC（电子设备工程联合委员会）进行开发的新生代技术标准，它与上一代DDR内存技术标准最大的不同就是，虽然同是采用了在时钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式，但DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力（即：4bit数据读预取）。换句话说，DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据，并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。

此外，由于标准规定所有DDR2内存均采用F形式，而不同于目前广泛应用的TSOP/TSOP-II封装形式，FBGA封装可以提供了更为良好的电气性能与散热性，为DDR2内存的稳定工作与未来频率的发展提供了坚实的基础。回想起DDR的发展历程，从第一代应用到个人电脑的DDR200经过DDR266、DDR333到今天的双通道DDR400技术，第一代DDR的发展也走到了技术的极限，已经很难通过常规办法提高内存的工作速度；随着Intel最新处理器技术的发展，对内存带宽的要求是越来越高，拥有更高更稳定运行频率的DDR2内存将是大势所趋。

与DDR的区别：

在了解诸多新技术前，先让我们看一组DDR和DDR2技术对比的数据。

1、延迟问题：

从上表可以看出，在同等下，的实际工作频率是DDR的两倍。这得益于DDR2内存拥有两倍于标准DDR内存的4BIT预读取能力。换句话说，虽然DDR2和DDR一样，都采用了在时钟的上升延和下降延同时进行数据传输的基本方式，但DDR2拥有两倍于DDR的预读取数据的能力。也就是说，在同样100MHz的工作频率下，DDR的实际频率为200MHz，而DDR2则可以达到400MHz。

这样也就出现了另一个问题：在同等工作频率的和中，后者的内存要慢于前者。举例来说，DDR 200和DDR2-400具有相同的延迟，而后者具有高一倍的带宽。实际上，DDR2-400和DDR 400具有相同的带宽，它们都是3.2GB/s，但是DDR400的核心工作频率是200MHz，而DDR2-400的核心工作频率是100MHz，也就是说DDR2-400的延迟要高于DDR400。

2、封装和发热量：

技术最大的突破点其实不在于用户们所认为的两倍于DDR的传输能力，而是在采用更低发热量、更低功耗的情况下，DDR2可以获得更快的频率提升，突破标准DDR的400MHZ限制。

内存通常采用TSOP芯片封装形式，这种封装形式可以很好的工作在200MHz上，当频率更高时，它过长的管脚就会产生很高的阻抗和寄生电容，这会影响它的稳定性和频率提升的难度。这也就是DDR的很难突破275MHZ的原因。而DDR2内存均采用F形式。不同于目前广泛应用的形式，FBGA封装提供了更好的电气性能与散热性，为DDR2内存的稳定工作与未来频率的发展提供了良好的保障。

采用1.8V电压，相对于DDR标准的2.5V，降低了不少，从而提供了明显的更小的功耗与更小的发热量，这一点的变化是意义重大的。

采用的新技术：

除了以上所说的区别外，还引入了三项新的技术，它们是O、ODT和Post CAS。

O（Off-Chip Driver）：也就是所谓的离线驱动调整， II通过OCD可以提高信号的完整性。DDR II通过调整上拉（pull-up）/下拉（pull-down）的电阻值使两者电压相等。使用OCD通过减少DQ-DQS的倾斜来提高信号的完整性；通过控制电压来提高信号品质。

ODT：ODT是内建核心的终结电阻器。我们知道使用的主板上面为了防止数据线终端反射信号需要大量的终结电阻。它大大增加了主板的制造成本。实际上，不同的内存模组对终结电路的要求是不一样的，终结电阻的大小决定了数据线的信号比和反射率，终结电阻小则数据线信号反射低但是信噪比也较低；终结电阻高，则数据线的信噪比高，但是信号反射也会增加。因此主板上的终结电阻并不能非常好的匹配内存模组，还会在一定程度上影响信号品质。可以根据自已的特点内建合适的终结电阻，这样可以保证最佳的信号波形。使用DDR2不但可以降低主板成本，还得到了最佳的信号品质，这是DDR不能比拟的。

Post CAS：它是为了提高 II内存的利用效率而设定的。在Post CAS操作中，CAS信号（读写/命令）能够被插到RAS信号后面的一个时钟周期，CAS命令可以在附加延迟（Additive Latency）后面保持有效。原来的tR（RAS到CAS和延迟）被AL（Additive Latency）所取代，AL可以在0，1，2，3，4中进行设置。由于CAS信号放在了RAS信号后面一个时钟周期，因此ACT和CAS信号永远也不会产生碰撞冲突。

总的来说，采用了诸多的新技术，改善了DDR的诸多不足，虽然它目前有成本高、延迟慢能诸多不足，但相信随着技术的不断提高和完善，这些问题终将得到解决。

3. DDR2与DDR的区别：

 在了解DDR2内存诸多新技术前，先让我们看一组DDR和DDR2技术对比的数据。

1、延迟问题：

 从上表可以看出，在同等核心频率下，DDR2的实际工作频率是DDR的两倍。这得益于DDR2内存拥有两倍于标准DDR内存的4BIT预读取能力。换句话说，虽然DDR2和DDR一样，都采用了在时钟的上升延和下降延同时进行数据传输的基本方式，但DDR2拥有两倍于DDR的预读取系统命令数据的能力。也就是说，在同样100MHz的工作频率下，DDR的实际频率为200MHz，而DDR2则可以达到400MHz。

 这样也就出现了另一个问题：在同等工作频率的DDR和DDR2内存中，后者的内存延时要慢于前者。举例来说，DDR 200和DDR2-400具有相同的延迟，而后者具有高一倍的带宽。实际上，DDR2-400和DDR 400具有相同的带宽，它们都是3.2GB/s，但是DDR400的核心工作频率是200MHz，而DDR2-400的核心工作频率是100MHz，也就是说DDR2-400的延迟要高于DDR400。

 2、封装和发热量：

DDR2内存技术最大的突破点其实不在于用户们所认为的两倍于DDR的传输能力，而是在采用更低发热量、更低功耗的情况下，DDR2可以获得更快的频率提升，突破标准DDR的400MHZ限制。
DDR内存通常采用TSOP芯片封装形式，这种封装形式可以很好的工作在200MHz上，当频率更高时，它过长的管脚就会产生很高的阻抗和寄生电容，这会影响它的稳定性和频率提升的难度。这也就是DDR的核心频率很难突破275MHZ的原因。而DDR2内存均采用FBGA封装形式。不同于目前广泛应用的TSOP封装形式，FBGA封装提供了更好的电气性能与散热性，为DDR2内存的稳定工作与未来频率的发展提供了良好的保障。

DDR2内存采用1.8V电压，相对于DDR标准的2.5V，降低了不少，从而提供了明显的更小的功耗与更小的发热量，这一点的变化是意义重大的。

DDR2采用的新技术：

 除了以上所说的区别外，DDR2还引入了三项新的技术，它们是OCD、ODT和Post CAS。
OCD（Off-Chip Driver）：也就是所谓的离线驱动调整，DDR II通过OCD可以提高信号的完整性。DDR II通过调整上拉（pull-up）/下拉（pull-down）的电阻值使两者电压相等。使用OCD通过减少DQ-DQS的倾斜来提高信号的完整性；通过控制电压来提高信号品质。

ODT：ODT是内建核心的终结电阻器。我们知道使用DDR SDRAM的主板上面为了防止数据线终端反射信号需要大量的终结电阻。它大大增加了主板的制造成本。实际上，不同的内存模组对终结电路的要求是不一样的，终结电阻的大小决定了数据线的信号比和反射率，终结电阻小则数据线信号反射低但是信噪比也较低；终结电阻高，则数据线的信噪比高，但是信号反射也会增加。因此主板上的终结电阻并不能非常好的匹配内存模组，还会在一定程度上影响信号品质。DDR2可以根据自已的特点内建合适的终结电阻，这样可以保证最佳的信号波形。使用DDR2不但可以降低主板成本，还得到了最佳的信号品质，这是DDR不能比拟的。

Post CAS：它是为了提高DDR II内存的利用效率而设定的。在Post CAS操作中，CAS信号（读写/命令）能够被插到RAS信号后面的一个时钟周期，CAS命令可以在附加延迟（Additive Latency）后面保持有效。原来的tRCD（RAS到CAS和延迟）被AL（Additive Latency）所取代，AL可以在0，1，2，3，4中进行设置。由于CAS信号放在了RAS信号后面一个时钟周期，因此ACT和CAS信号永远也不会产生碰撞冲突。

总的来说，DDR2采用了诸多的新技术，改善了DDR的诸多不足，虽然它目前有成本高、延迟慢能诸多不足，但相信随着技术的不断提高和完善，这些问题终将得到解决。

 

4.内存也是计算机系统里的重要配件，它的数量多少，质量好坏直接影响着整个系统的性能以及稳定性。今天，我就把关于内存的几个主要参数给大家介绍一下，希望在大家购买和使用内存的时候能够从中得到帮助。

内存也是计算机系统里的重要配件，它的数量多少，质量好坏直接影响着整个系统的性能以及稳定性。今天，我就把关于内存的几个主要参数给大家介绍一下，希望在大家购买和使用内存的时候能够从中得到帮助。

同步动态随机存储器（Synchronous DRAM，SDRAM）：是目前主推的PC 100和PC 133规范所广泛使用的内存类型，它的带宽为64位，3.3V电压，目前产品的最高速度可达5ns。它与CPU使用相同的时钟频率进行数据交换，它的工作频率是与CPU的外频同步的，不存在延迟或等待时间。

双倍速率SDRAM（Dual Date Rate SDRSM，DDR SDRAM）：又简称DDR，由于它在时钟触发沿的上、下沿都能进行数据传输，所以即使在133MHz的总线频率下的带宽也能达到2.128GB/s。DDR不支持3.3V电压的LVTTL，而是支持2.5V的SSTL2标准。它仍然可以沿用现有SDRAM的生产体系，制造成本比SDRAM略高一些，但仍要远小于Rambus的价格，因为制造普通SDRAM的设备只需稍作改进就能进行DDR内存的生产，而且它也不存在专利等方面的问题，所以它代表着未来能与Rambus相抗衡的内存发展的一个方向。

接口动态随机存储器（Direct Rambus DRAM, DRDRAM）：是Intel所推崇的未来内存的发展方向，它将RISC（精简指令集）引入其中，依靠高时钟频率来简化每个时钟周期的数据量。它具有相对SDRAM较高的工作频率（不低于300MHz），但其数据通道接口带宽较低，只有16位，当工作时钟为300MHz时，Rambus利用时钟的上沿和下沿分别传输数据，因此它的数据传输率能达到300×16×2/8=1.2GB/s，若是两个通道，就是2.4GB/s。它与传统DRAM的区别在于引脚定义会随命令变化，同一组引脚线既可以被定义成地址线也可以被定义成控制线。其引脚数仅为普通DRAM的三分之一。

虚拟通道存储器（Virtual Channel Memory, VCM），是目前大多数最新的主板芯片组都支持的一种内存标准，VCM是由NEC公司开发的一种的“缓冲式DRAM”，该技术将在大容量SDRAM中采用。它集成了所谓的“通道缓冲”，由高速寄存器进行配置和控制。在实现高速数据传输的同时，VCM还维持着与传统SDRAM的高度兼容性，所以通常也把VCM内存称为VCM SDRAM。VCM与SDRAM的差别在于不管数据是否经过CPU处理都可以先行交于VCM进行处理，而普通的SDRAM就只能处理经CPU处理以后的数据，这就是为什么VCM要比SDRAM处理数据的速度快20%以上的原因。

CL（CAS Latency）：为CAS的延迟时间，这是纵向地址脉冲的反应时间，也是在一定频率下衡量支持不同规范的内存的重要标志之一。比如现在大多数的SDRAM（在外频为100MHz时）都能运行在CAS Latency = 2或3的模式下，也就是说，这时它们读取数据的延迟时间可以是2个时钟周期或3个时钟周期。

tCK（TCLK）：为系统时钟周期，它代表SDRAM所能运行的最大频率。数字越小说明SDRAM芯片所能运行的频率就越高。对于一片普通的PC 100 SDRAM来说，它芯片上的标识“-10”代表了它的运行时钟周期为10ns，即可以在100MHz的外频下正常工作。

tAC（Access time from CLK）：是最大CAS延迟时的最大数输入时钟，PC 100规范要求在CL=3时tAC不大于6ns。某些内存编号的位数表示的是这个值。目前大多数SDRAM芯片的存取时间为5、6、7、8或10ns。

对于PC 100内存来说，要求当CL=3的时候，tCK的数值要小于10ns、tAC要小于6ns。关于总延迟时间的计算一般用这个公式: 总延迟时间=系统时钟周期×CL模式数+存取时间（tAC），比如某PC 100内存的存取时间为6ns，我们设定CL模式数为2（即CAS Latency=2），则总延迟时间=10ns×2+ 6ns= 26ns，这就是评价内存性能高低的重要数值。如果PC 100、PC 133内存只使用在66MHz或100MHz总线下，应该将CAS Latency的数值设为2，这样内存无疑会有更好的性能