DDR3内存的引入:频率极度拉升
● 8倍预读取技术的DDR3
DRAM内存技术从DDR占据市场主流开始步入了无法停止的频率提升漩涡,即使是目前已经大大超出桌面处理器对内存带宽的需求,DDR2还是要被频率更高的DDR3所替代。好在这种技术进步很快就能被规模化生产把产品价格拉低,用户们还是能够乐于接受反反复复的变化。
DDR3的可达到的频率上限超过2000MHz,和DDR2一样,它使用预读取技术提升外部频率并降低存储单元运行频率,这次的预读取位数是8bit,因此目前最高DDR3-1600MHz芯片的存储单元频率也仅和DDR2-800及DDR-400的存储单元频率快相当,提升空间非常大。除了预读取位数翻番带来的突发长度改变,DDR3还在多处对DDR2的技术加以改进并应用:
点对点连接 —— 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的关系(单物理Bank的模组),或者是点对双点的关系(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。
新增的重置功能 —— 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。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 。
逻辑Bank数量 —— DDR2 SDRAM中有4Bank和8Bank的设计,目的就是为了应对未来大容量芯片的需求。而DDR3很可能将从2Gb容量起步,因此起始的逻辑Bank就是8个,另外还为未来的16个逻辑Bank做好了准备。
高级的刷新控制 —— DDR3支持根据温度自动自刷新及局部自刷新等其它一些功能,联合重置功能和1.5V的低操作电压,DDR3在功耗方面要比DDR2更为出色。
DDR3的其他明显的新增特点还包括ZQ校准、分成两部分的参考电压、突发长度和封装等,以下的表格汇总了这些信息:
DDR3 和 DDR2 的 核 心 特 性 比 较 | ||
DDR3 DRAM | DDR2 DRAM | |
芯片封装 | FBGA | FBGA |
Pin脚数目 | 78ball x4、x8 96ball x16 |
60ball x4、x8 78ball x16 |
工作电压 | 1.5V | 1.8V |
组织 | 512Mb - 8Gb | 256Mb - 4Gb |
内部bank数量 | 8 (512Mb、1Gb、2Gb、4Gb、8Gb) | 4 (256Mb、512Mb) 8 (1Gb、2Gb、4Gb) |
预读取 | 8bit | 4bit |
突发长度 | BL4、BL8 | BL4、BL8 |
突发类型 | Fixed、MRS或OTF | Fixed、LMR |
附加延迟(AL) | 0、CL-1、CL-2 | 0、1、2、3、4 |
读取延迟(RL) | AL+CL (CL=5、6、7、8、9、10) |
AL+CL (CL=3、4、5、6) |
写入延迟(CWD) | AL+CWL (CWL=5、6、7、8) |
RL-1 |
频率范围 | 200MHz- 800MHz | 133MHz - 400MHz |
模组频率范围(DDR) | DDR3-800、DDR3-1066、DDR3-1333、DDR3-1600 | DDR3-533、DDR3-667、DDR3-800 |
模组类型 | DIMM、SO-DIMM、Micro-DIMM、FB-DIMM2 | DIMM、SO-DIMM、Micro-DIMM、FB-DIMM |
● 延迟缺点不可忽视、产品换代拉力不足
就像DDR2从DDR转变而来后延迟增加一样,DDR的总体延迟比DDR2有所提高。DDR2的CL范围一般在3~5之间,而DDR3则在6~10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。 同时DDR3写入延迟(CWD)的部分也较DDR2劣化,具体状况在上表中有详细对比。
毫无疑问,这些延迟的提高降低了内存频率提升带来的收益,甚至在某些情况下还形成了频率上升性能下降的例子,这种状况在DDR2替换DDR时就被很多用户所指责,现时的DDR3同样无法回避。
总而言之,双通道DDR2-800、DDR2-1066水平的内存模组提供的内存带宽目前还未成为DIY PC系统的性能瓶颈,因此淘汰DDR2的换代动力并不是很强劲,DDR3只是按技术研发的步伐缓慢的来到我们面前。