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来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/04/27 23:20:02
内存的传输(接口)类型(速率标准)
输类型指所采用的内存类型,不同类型的内存传输类型各有差异,在传输率、工作频率、工作方式、工作电压等方面都有不同。目前市场中主要有的内存类型有SDRAM、RDRAM、DDR和DDR2四种。其中DDR和DDR2内存占据了市场的主流,而SDRAM内存规格已不再发展,处于被淘汰的行列。RDRAM则始终未成为市场的主流,只有部分芯片组支持,而这些芯片组也逐渐退出了市场,RDRAM前景并不被看好。
SDRAM,即Synchronous DRAM(同步动态随机存储器),曾经是PC电脑上最为广泛应用的一种内存类型,即便在今天SDRAM仍旧还在市场占有一席之地。既然是“同步动态随机存储器”,那就代表着它的工作速度是与系统总线速度同步的。SDRAM内存又分为PC66、PC100、PC133等不同规格,而规格后面的数字就代表着该内存最大所能正常工作系统总线速度,比如PC100,那就说明此内存可以在系统总线为100MHz的电脑中同步工作。
与系统总线速度同步,也就是与系统时钟同步,这样就避免了不必要的等待周期,减少数据存储时间。同步还使存储控制器知道在哪一个时钟脉冲期由数据请求使用,因此数据可在脉冲上升期便开始传输。SDRAM采用3.3伏工作电压,168Pin的DIMM接口,带宽为64位。SDRAM不仅应用在内存上,在显存上也较为常见。
PC100
PC100是由JEDEC和英特尔共同制订的一个SDRAM内存条的标准,符合该标准的内存都称为PC100,其中的100代表该内存工作频率可达100MHz。JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council),电子元件工业联合会。JEDEC是由生产厂商们制定的国际性协议,主要为计算机内存制定。工业标准的内存通常指的是符合JEDEC标准的一组内存。大多数人认为的PC100内存,就是该内存能正常工作在前端总线(FSB)100MHz的系统中。其实PC100是一组很严格的规范,它包含有:内存时钟周期,在100MHZ外频工作时值为10ns;存取时间小于6ns;PCB必须为六层板;内存上必须有SPD等多方面的规定。
PC100中还详细的规定了,内存条上电路的各部分线长最大值与最小值;电路线宽与间距的精确规格;保证6层PCB板制作(分别为:信号层、电源层、信号层、基层、信号层),具备完整的电源层与地线层;具备每层电路板间距离的详细规格;精确符合发送、载入、终止等请求的时间;详细的EEPROM编程规格;详细的SDRAM组成规格;特殊的标记要求;电磁干扰抑制;可选镀金印刷电路板等等。由此可见传输标准是一套相当复杂的内存标准,但具体的内存规范定义,我们没有必要去详细了解,只要了解内存符合这个规范,那么它的数据传输能到达多大,它所能提供的性能怎么样那就足够了。
从性能的角度来说,PC100的内存在主板设置在100MHZ外频,且在主板的BIOS选项中CL设置为2,此内存可以稳定的工作。
PC133
PC133是威盛公司联合了三星、、、、Micron和NEC等数家著名IT厂商联合推出的内存标准,其中的133指的是该内存工作频率可达133MHz。PC133 SDRAM的数据传输速率可以达到1.06GB/s。
严格地说,PC133和PC100内存在制造工艺上没有什么太大的不同,区别只是在制造PC133内存时多了一道"筛选"工序,把内存颗粒中外频超过133 MHz的挑选出来,焊接成高档一些的内存。
严格的说DDR应该叫DDR SDRAM,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内存是在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。
SDRAM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数据传输率。
与SDRAM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CPU完全同步;DDR使用了DLL(Delay Locked Loop,延时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。DDR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SDRA的两倍。
从外形体积上DDR与SDRAM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内存采用的是支持2.5V电压的SSTL2标准,而不是SDRAM使用的3.3V电压的LVTTL标准。
DDR内存的频率可以用工作频率和等效频率两种方式表示,工作频率是内存颗粒实际的工作频率,但是由于DDR内存可以在脉冲的上升和下降沿都传输数据,因此传输数据的等效频率是工作频率的两倍。
DDR内存的频率
DDR SDRAM传输标准
PC1600如果按照传统习惯传输标准的命名,PC1600(DDR200)应该是PC200。在当时DDR内存正在与RDRAM内存进行下一代内存标准之争,此时的RDRAM按照频率命名应该叫PC600和PC800。这样对于不是很了解的人来说,自然会认为PC200远远落后于PC600,而JEDEC基于市场竞争的考虑,将DDR内存的命名规范进行了调整。传统习惯是按照内存工作频率来命名,而DDR内存则以内存传输速率命名。因此才有了今天的PC1600、PC2100、PC2700、PC3200、PC3500等。
PC1600的实际工作频率是100 MHz,而等效工作频率是200 MHz,那么它的数据传输率就为“数据传输率=频率*每次传输的数据位数”,就是200MHz*64bit=12800Mb/s,再除以8就换算为MB为单位,就是1600MB/s,从而命名为PC1600。
DDR SDRAM传输标准
RDRAM(Rambus DRAM)是美国的RAMBUS公司开发的一种内存。与DDR和SDRAM不同,它采用了串行的数据传输模式。在推出时,因为其彻底改变了内存的传输模式,无法保证与原有的制造工艺相兼容,而且内存厂商要生产RDRAM还必须要加纳一定专利费用,再加上其本身制造成本,就导致了RDRAM从一问世就高昂的价格让普通用户无法接收。而同时期的DDR则能以较低的价格,不错的性能,逐渐成为主流,虽然RDRAM曾受到英特尔公司的大力支持,但始终没有成为主流。
RDRAM的数据存储位宽是16位,远低于DDR和SDRAM的64位。但在频率方面则远远高于二者,可以达到400MHz乃至更高。同样也是在一个时钟周期内传输两次次数据,能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据,内存带宽能达到1.6Gbyte/s。
普通的DRAM行缓冲器的信息在写回存储器后便不再保留,而RDRAM则具有继续保持这一信息的特性,于是在进行存储器访问时,如行缓冲器中已经有目标数据,则可利用,因而实现了高速访问。另外其可把数据集中起来以分组的形式传送,所以只要最初用24个时钟,以后便可每1时钟读出1个字节。一次访问所能读出的数据长度可以达到256字节。
RDRAM内存传输标准:
PC600
RDRAM仍旧采用习惯的内存频率来命名。PC600的工作频率为300 MHz,而其也是时钟上升期和下降期都传输数据,因此其等效频率为600 MHz,所以命名为PC600。
PC800
PC800的工作频率为400 MHz,而其也是时钟上升期和下降期都传输数据,因此其等效频率为800 MHz,所以命名为PC800。
PC1066
PC1066的工作频率为533 MHz,而其也是时钟上升期和下降期都传输数据,因此其等效频率为1066 MHz,所以命名为PC1066。
DDR2的定义:
DDR2(Double Data Rate 2) SDRAM是由JEDEC(电子设备工程联合委员会)进行开发的新生代内存技术标准,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。
DDR2内存的频率
此外,由于DDR2标准规定所有DDR2内存均采用FBGA封装形式,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,前端总线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。
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。
DDRII的传输标准:
DDR2可以看作是DDR技术标准的一种升级和扩展:DDR的核心频率与时钟频率相等,但数据频率为时钟频率的两倍,也就是说在一个时钟周期内必须传输两次数据。而DDR2采用“4 bit Prefetch(4位预取)”机制,核心频率仅为时钟频率的一半、时钟频率再为数据频率的一半,这样即使核心频率还在200MHz,DDR2内存的数据频率也能达到800MHz—也就是所谓的DDR2 800。
目前,已有的标准DDR2内存分为DDR2 400和DDR2 533,今后还会有DDR2 667和DDR2 800,其核心频率分别为100MHz、133MHz、166MHz和200MHz,其总线频率(时钟频率)分别为200MHz、266MHz、333MHz和400MHz,等效的数据传输频率分别为400MHz、533MHz、667MHz和800MHz,其对应的内存传输带宽分别为3.2GB/sec、4.3GB/sec、5.3GB/sec和6.4GB/sec,按照其内存传输带宽分别标注为PC2 3200、PC2 4300、PC2 5300和PC2 6400。
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