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揭露:DDR2与64位处理器间不可告人的秘密

http://www.sina.com.cn 2004年04月16日 10:53 中关村在线

  文/新人类

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  电脑工业即将面临巨大的变革--- PCI Express第三代总线成为潮流,DDR2在今年大规模推广,64bit处理器终于被各处理器生产厂家所重视,新技术在今年将呈现出前所未有的活力,这些技术将决定未来数年内PC的功能与性能。不过遗憾的是,虽然我们对于DDR2,64-bit处理器,几乎都能耳熟能祥了,但它们之间的联系,相互应用究竟会产生怎样激烈的碰撞,我相信即使是硬件生产厂商,或者资深的工程师也未必会进行详细的探究,他们只把精力放在对商业有利的地方。当然笔者知道的知识其实也是非常有限的,但我相信读者的批评与建议会让知识变得完美,因此想尝试对它们之间的关系进行粗略的探讨。在这之前想预先告知大家,文章后面提及的内容未必全部正确,如果有误导的地方,还请多多包涵。

  DDR2你究竟是否了解?

  DDR2是由JEDEC(电子设备工程联合委员会)进行开发的,而JEDEC的成员来自主流大公司的工程师,比如AMD、Intel、Micron和Corsair等著名的半导体公司,因为这些工程师身在技术开发的第一线,因此他们知道消费者需要的是什么,并且由于精通这些技术才能开发出更具前瞻性的标准,而这些标准一旦确立,就将被整个工业界采纳成为规范。

  目前关于DDR2,在消费者和商家之间被广泛讨论,他们对这些觉得很多疑问,DDR2真的就比DDR快吗?DDR2由于比DDR先进,当然它的工作频率也更高了,比如目前DDR最快的写入速度是DDR550(PC4400),而DDR2在开始发布时候的速度就已经达到了PC4500。当然,现在DDR的速度仍旧可以提升,而DDR2大规模的速度也未可预料。

  那么为什么DDR2的速度可以如此高呢?这主要是由于芯片使用了新的技术和特征,改进了数据信号的集成度,使得有能力运作在更快速的时钟速度。这些技术包括了“On-Die Termination”和“Off-Chip Driver Calibration”,当然还有很多其它的新技术,比如DDR2有更大的4-bit预取,增强的寄存器。On-Die Termination或者ODT,意味着Mount Termination Register(装载终端晶体管),已经从主板的本身转移到了DRAM芯片上面。这样,可以通过控制在传输路径中的反射噪音,从而改进信号的完整性,并且由于更好地处理好了终端晶体管的放置和布线,系统的设计也更加简单了。


图为:On-Die Termination技术


图为:Off-Chip Driver Calibration或者OCD技术

  Off-Chip Driver Calibration或者OCD,是一些I/O驱动电阻,它可以通过调整电压而平衡Pull-up/Pull-down电阻。通过最少DQ-DQS畸变,改进了信号的完整性,并且通过控制overshoot和undershoot,还有通过I/O驱动电压校验,改进信号的质量。

  在4-bit预取的架构里面,DDR2 SDRAM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。这里有点想请大家注意,那就是DDR2的内部时钟要比DDR1更慢,不过由于它的预取要比DDR1大,因此外部时钟被加倍了。例如,我们使用DDR2的4-bit预取在今天的DDR400上面,那么它将运作在DDR800。因此DDR2 400模组的内部时钟仅能够降低到100MHz,而DDR2-533则为133MHz,DDR400和DDR2 400有相似的性能。

  对于我们这些需要最新最快速技术的人,这究竟意味着什么?基本上来说,没有,也就是说从DDR400到DDR2 400没有性能的增长,甚至从DDR-533到DDR2-533也依然如此。DDR2技术是使得内存速度能够超越DDR533,甚至更高,而在以后DDR1 VS DDR2的性能对比测试中,我们更会有更深刻的体现。


图为:DDR1 VS DDR2


图为:DDR2使用了240pin的封装,而DDR的封装则为184pin

  目前DDR2面临的最大挑战,是它没有向后的兼容性,虽然说DDR2和DDR都使用了相同的插座,但是要知道DDR2使用了240pin的封装,而DDR的封装则为184pin,且两种类型内存凹口的位置也并不相同。未来很可能会发布DDR2内存以适应当前的DDR1主板,但是并不会带来很大的性能增长,如果我们真正想享受DDR2内存的乐趣,就要购买真正支持DDR 2内存的主板。


图为:FBGA封装技术的优势很多

  采用了BGA内存芯片的Kingston的DDR2内存条,而目前几乎所有的DDR内存条都是采用TSOP封装。FBGA和BGA一样拥有更好的信号响应,同时体积更小,散热性更佳。FBGA封装技术还可以提高连接密度。


图为:Kingston的首款DDR2内存条上,采用了Elpida的FBGA内存芯

  DDR2的总线宽度与DDR 64 bit的宽度完全相同,但前者由于运行在双通道模式,因此能够提供高达128 bits的总线宽度。在目前来说,DDR2和DDR3都已经开始被使用在某些对内存带宽需求较高的高端显示卡中。目前我们在市场上见到的DDR2,却并非我们将要看到量产的DDR2,要知道Intel之所以推迟了925X芯片组的发布,也是为了配合更高性能的内存而已。因此目前PC-4300和PC2-4300的性能,未来将会有极大的改观,要知道内存控制器正在进行重大的改进。

  可惜的是,PC2-4300的时间表现比较糟糕,大部分使用Micron芯片的DDR2仅能够运行在4-4-4的速度。在目前的情况下,我们并不能感受到DDR2相对于DDR1的性能进步,当然在速度提升到DDR2-667和DDR2-800之间范畴的时候,我们将看到性能可喜的提升。根据Intel、VIA和SiS的发展蓝图,我们在今年的迟些时候,应该就可以看到这些产品。

  DDR2仅是比DDR更快速和昂贵的内存,它适用于对内存速度有特别要求的用户群,比如游戏爱好者,服务器等。

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