DDR2 SDRAM

DDR2 SDRAM

DDR2 SDRAM簡稱DDR2是第二代雙倍數據率同步動態隨機存取存儲器(Double-Data-Rate Two Synchronous Dynamic Random Access Memory),是一種電腦存儲器規格。它屬於SDRAM家族的存儲器產品,提供了相較於DDR SDRAM更高的運行效能與更低的電壓,是DDR SDRAM(雙倍數據率同步動態隨機存取存儲器)的後繼者,也是現時流行的存儲器產品。由JEDEC(電子設備工程聯合委員會)進行開發。

結構及特點

DDR2記憶體擁有240個引腳(不包括定位槽),筆記本記憶體為200個引腳

DDR2記憶體的定位槽位於第64和65引腳之間(反面位於第184和185引腳之間)

DDR2記憶體均採用FBGA(細間距球柵陣列)封裝形式,特點是記憶體顆粒晶片引腳在顆粒下面

DDR2 SDRAM DDR2 SDRAM

DDR2記憶體需要1.8V工作電壓和0.9V的上拉電壓(數據線用)

DDR2記憶體每個時鐘能夠以4倍外部匯流排的速度讀寫數據,並且能夠以內部控制匯流排4倍的速度運行

DDR2記憶體主要採用開關電源方式的供電電路,也有少數採用調壓方式供電

定義

DDR2(Double Data Rate 2) SDRAM是由JEDEC(電子設備工程聯合委員會)進行開發的新生代記憶體技術標準,它與上一代DDR記憶體技術標準最大的不同就是,雖然同是採用了在時鐘的上升/下降延同時進行數據傳輸的基本方式,但DDR2記憶體卻擁有兩倍於上一代DDR記憶體預讀取能力(即:4bit數據讀預取)。換句話說,DDR2記憶體每個時鐘能夠以4倍外部匯流排的速度讀/寫數據,並且能夠以內部控制匯流排4倍的速度運行。

此外,由於DDR2標準規定所有DDR2記憶體均採用FBGA封裝形式,而不同於目前廣泛套用的TSOP/TSOP-II封裝形式,FBGA封裝可以提供了更為良好的電氣性能與散熱性,為DDR2記憶體的穩定工作與未來頻率的發展提供了堅實的基礎。回想起DDR的發展歷程,從第一代套用到個人電腦的DDR200經過DDR266、DDR333到今天的雙通道DDR400技術,第一代DDR的發展也走到了技術的極限,已經很難通過常規辦法提高記憶體的工作速度;隨著Intel最新處理器技術的發展,前端匯流排對記憶體頻寬的要求是越來越高,擁有更高更穩定運行頻率的DDR2記憶體將是大勢所趨。

記憶體標準參數

標準名稱 存儲器時鐘頻率 周期 I/O匯流排頻率 數據速率 傳輸方式 模組名稱 極限傳輸率 位寬
DDR2-400 100MHz 10ns 200MHz 400Million 並行 PC2-3200 3200MB/s 64bit
DDR2-533 133MHz 7.5ns 266MHz 533Million 並行 PC2-4200,4300 4266MB/s 64bit
DDR2-667 166MHz 6ns 333MHz 667Million 並行 PC2-5300,5400 5333MB/s 64bit
DDR2-800 200MHz 5ns 400MHz 800Million 並行 PC2-6400 6400MB/s 64bit
DDR2-1066 266MHz 3.75ns 533MHz 1066Million 並行 PC2-8500,8600 8533MB/s 64bit

區別

DDR2與DDR

在了解DDR2記憶體諸多新技術前,先讓我們看一組DDR和DDR2技術對比的數據。

延遲問題

從上表可以看出,在同等核心頻率下,DDR2的實際工作頻率是DDR的兩倍。這得益於DDR2記憶體擁有兩倍於標準DDR記憶體的4BIT預讀取能力。換句話說,雖然DDR2和DDR一樣,都採用了在時鐘的上升延和下降延同時進行數據傳輸的基本方式,但DDR2擁有兩倍於DDR的預讀取系統命令數據的能力。也就是說,在同樣100MHz的工作頻率下,DDR的實際頻率為200MHz,而DDR2則可以達到400MHz。

這樣也就出現了另一個問題:在同等工作頻率的DDR和DDR2記憶體中,後者的記憶體延時要慢於前者。舉例來說,DDR 200和DDR2-400具有相同的延遲,而後者具有高一倍的頻寬。實際上,DDR2-400和DDR 400具有相同的頻寬,它們都是3.2GB/s,但是DDR400的核心工作頻率是200MHz,而DDR2-400的核心工作頻率是100MHz,也就是說DDR2-400的延遲要高於DDR400。

封裝和發熱量

DDR2記憶體技術最大的突破點其實不在於用戶們所認為的兩倍於DDR的傳輸能力,而是在採用更低發熱量、更低功耗的情況下,DDR2可以獲得更快的頻率提升,突破標準DDR的400MHZ限制。

DDR記憶體通常採用TSOP晶片封裝形式,這種封裝形式可以很好的工作在200MHz上,當頻率更高時,它過長的管腳就會產生很高的阻抗和寄生電容,這會影響它的穩定性和頻率提升的難度。這也就是DDR的核心頻率很難突破275MHZ的原因。而DDR2記憶體均採用FBGA封裝形式。不同於目前廣泛套用的TSOP封裝形式,FBGA封裝提供了更好的電氣性能與散熱性,為DDR2記憶體的穩定工作與未來頻率的發展提供了良好的保障。

DDR2記憶體採用1.8V電壓,相對於DDR標準的2.5V,降低了不少,從而提供了明顯的更小的功耗與更小的發熱量,這一點的變化是意義重大的。

DDR2採用的新技術

除了以上所說的區別外,DDR2還引入了三項新的技術,它們是 OCDODTPost CAS

OCD(Off-Chip Driver):也就是所謂的離線驅動調整,DDR II通過OCD可以提高信號的完整性。DDR II通過調整上拉(pull-up)/下拉(pull-down)的電阻值使兩者電壓相等。使用OCD通過減少DQ-DQS的傾斜來提高信號的完整性;通過控制電壓來提高信號品質。

ODT:ODT是內建核心的終結電阻器。我們知道使用DDR SDRAM的主機板上面為了防止數據線終端反射信號需要大量的終結電阻。它大大增加了主機板的製造成本。實際上,不同的記憶體模組對終結電路的要求是不一樣的,終結電阻的大小決定了數據線的信號比和反射率,終結電阻小則數據線信號反射低但是信噪比也較低;終結電阻高,則數據線的信噪比高,但是信號反射也會增加。因此主機板上的終結電阻並不能非常好的匹配記憶體模組,還會在一定程度上影響信號品質。DDR2可以根據自已的特點內建合適的終結電阻,這樣可以保證最佳的信號波形。使用DDR2不但可以降低主機板成本,還得到了最佳的信號品質,這是DDR不能比擬的。

Post CAS:它是為了提高DDR II記憶體的利用效率而設定的。在Post CAS操作中,CAS信號(讀寫/命令)能夠被插到RAS信號後面的一個時鐘周期,CAS命令可以在附加延遲(Additive Latency)後面保持有效。原來的tRCD(RAS到CAS和延遲)被AL(Additive Latency)所取代,AL可以在0,1,2,3,4中進行設定。由於CAS信號放在了RAS信號後面一個時鐘周期,因此ACT和CAS信號永遠也不會產生碰撞衝突。

總的來說,DDR2採用了諸多的新技術,改善了DDR的諸多不足,雖然它目前有成本高、延遲慢能諸多不足,但相信隨著技術的不斷提高和完善,這些問題終將得到解決。

DDR2和DDR3

DDR簡述

DDR記憶體為184引腳(不包括定位槽)

DDR記憶體定位槽位於第52和53引腳之間(反面位於第144和145針腳之間)

DDR記憶體多採用TSOP II封裝形式

DDR記憶體工作電壓2.5V

DDR記憶體預讀取能力為DDR2的二分之一

DDR3簡述

DDR3記憶體的引腳數封裝方式與DDR2相同

DDR3記憶體定位槽位於第72和73引腳之間(反面位於第192和193針腳之間)

DDR3記憶體工作電壓1.5V

DDR3記憶體預讀取能力為DDR2的二倍

附對照表

DDR DDR2 DDR3
電壓 VDD 2.5V 1.8V 1.5V
I/O接口 SSTL_25 SSTL_18 SSTL_15
數據傳輸率 200~400 400~800 800~2000
容量標準 64M~1G 256M~4G 512M~8G
CL值 1.5/2/2.5/3 3/4/5/6 5/6/7/8
預讀取(Bit) 2 4 8
邏輯Bank數量 2/4 4/8 8/16
突髮長度 2/4/8 4/8 8
封裝形式 TSOP FBGA FBGA
針腳數(Pin) 184 240 240

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