第一代记忆棒
DDR内存不向后兼容SDRAM。
DDR内存采用184线结构,DDR内存不向下兼容SDRAM,需要专门为DDR设计的主板和系统。
DDR-II内存将是现有DDR-I内存的替代品,它们的工作时钟预计为400MHz或更高(包括现代在内的许多内存厂商表示不会推出DDR-II 400内存产品)。根据JEDEC组织者制定的DDR-II标准,用于PC和其他市场的DDR-II存储器将具有不同的时钟频率,如400、533、667MHz。
高端DDR-II内存将有800-,1000MHz两种频率。DDR-II内存将在FBGA采用200针、220针和240针封装。原DDR-II内存将采用0.13微米的生产工艺,内存颗粒电压为1.8V,容量密度为512MB。DDR-II将使用与DDR-I存储器相同的指令,但新技术将使DDR-II存储器具有4到8个脉冲的宽度。DDR-II将包含新的性能指标和中断指令,如CAS、OCD和ODT。DDR-II标准还提供了4位和8位512MB内存1KB、16位512MB内存2KB的寻址设置。
DDR-II内存标准还包括4位的4位预取,DDR-I技术的预取位只有2位。
DDR3的市场推出时间预计在2006年下半年,最高数据传输速度标准将达到1600Mbps。然而,在具体设计方面,DDR3和DDR2的基础设施并没有根本的不同。从某种角度来说,DDR3的诞生是为了解决DDR2发展的局限性。
由于DDR2的数据传输频率已经达到800MHz,其核心工作频率已经达到200MHz,因此很难对其进行升级,这就需要新的技术来保证速度的可持续发展。另一方面,由于速度的提高,存储器的地址/命令和控制总线需要全新的拓扑结构,业界也要求存储器具有更低的能耗。因此,DDR3需要满足以下要求:
更高的外部数据传输速率
更先进的地址/命令和控制总线拓扑结构。
在保证性能的同时进一步降低了能耗。
为了满足上述要求,DDR3在DDR2的基础上采用了以下新设计:
8位预取设计,DDR2是4位预取,所以DRAM核心的频率只有接口频率的1/8,DDR3-800的核心工作频率只有100MHz。
采用点对点拓扑结构,以减轻地址/命令和控制总线的负担。
采用100nm以下生产工艺,工作电压由1.8V降至1.5V,并增加了异步复位和ZQ校准功能。
让我们将DDR3与DDR2进行比较,以便更好地了解未来DDR SDRAM家族的最新成员。
DDR3和DDR2的区别
1,逻辑库号
DDR2 SDRAM有4库8库,目的是为了满足未来大容量芯片的需求。DDR3很可能是从2Gb容量开始,所以初期的逻辑库是8个,也为未来的16逻辑库做好了准备。
2.包装
DDR3有一些新功能,所以管脚会增加。8位芯片采用78球FBGA封装,16位芯片采用96球FBGA封装,DDR2有60/68/84球FBGA封装三种规格。而且DDR3必须是绿色包装,不能含有任何有害物质。
3.突发长度(BL,突发长度)
因为DDR3的预取是8位,所以突发长度(BL)也固定为8。对于DDR2和早期的DDR架构系统,BL=4也是常用的。为此,DDR3增加了4位突发模式,即使用BL=4的读操作和BL=4的写操作来合成BL=8的数据突发传输。而且需要指出的是,任何突发中断操作在DDR3内存中都会被禁止和不支持,取而代之的是更灵活的突发传输控制(比如4位顺序突发)。
3.寻址时序
就像DDR2从DDR转型后延迟期数量增加一样,DDR3的CL期也会比DDR2高。DDR2的CL范围一般在2到5之间,而DDR3在5到11之间,附加延迟(al)的设计也有所变化。在DDR2,AL的范围是0到4,而在DDR3中,AL有三个选项,即0、CL-1和CL-2。此外,DDR3还增加了一个新的时序参数——写延迟(CWD),这将取决于具体的工作频率。
4.新功能-重置
复位是DDR3的一个重要新功能,为此专门准备了一个管脚。DRAM行业要求这个功能已经很久了,现在终于在DDR3上实现了。此引脚将简化DDR3的初始化。当复位命令有效时,DDR3存储器将停止所有操作,并切换到最小活动状态以节省功率。在复位期间,DDR3存储器将关闭其大部分内部功能,因此所有数据接收器和发送器都将关闭。所有内部编程设备将被重置,DLL和时钟电路将停止工作,并忽略数据总线上的任何移动。这样DDR3就达到了最省电的目的。
5.新功能-ZQ校准
ZQ也是一个新引脚,一个240欧姆低容差基准电阻连接到该引脚。此引脚通过命令集和片内校准引擎(ODCE)自动检查数据输出驱动器的导通电阻和ODT的端电阻。当系统发出该指令时,导通电阻和ODT电阻将用相应的时钟周期重新校准(通电和初始化后512个时钟周期,自刷新操作后256个时钟周期,其他情况下64个时钟周期)。
6、参考电压分为两路
参考电压信号VREF对于存储系统非常重要,在DDR3系统中会分成两个信号。一个是用于命令和地址信号的VREFCA,一个是用于数据总线的VREFDQ,这将有效提高系统数据总线的信噪比水平。
7.根据温度自刷新温度(SRT)。
为了保证存储的数据不丢失,DRAM必须定期刷新,DDR3也不例外。不过为了最大程度的省电,DDR3采用了全新的自动自刷新设计(ASR)。当ASR启动时,刷新频率将由DRAM芯片内置的温度传感器控制,因为如果刷新频率高,功耗就会大,温度也会升高。另一方面,温度传感器在不丢失数据的情况下,尽可能降低刷新频率和工作温度。但是DDR3的ASR是可选设计,市面上并不是所有的DDR3内存都支持这个功能,所以多了一个功能,即自刷新温度(SRT)。通过模式寄存器,可以选择两个温度范围,一个是普通温度范围(例如0℃到85℃),另一个是扩展温度范围,例如高达95℃。对于DRAM中设置的这两个温度范围,DRAM将以恒定的频率和电流刷新。
8.本地自刷新(RASR)。
这是DDR3的一个选项。利用该功能,DDR3内存芯片可以只刷新部分逻辑库,而不是全部,从而最大限度地降低自刷新带来的功耗。这类似于移动DRAM的设计。
9.点对点连接(P2P)
这是提高系统性能的重要变化,也是与DDR2系统的关键区别。在DDR3系统中,一个内存控制器只会处理一个内存通道,并且这个内存通道只能有一个插槽。因此,内存控制器与DDR3内存模块之间的关系是点对点(单物理库模块)或点对两点(双物理库模块),从而大大降低了地址/命令/控制和数据总线的负载。内存模块方面,与DDR2类似,也有标准DIMM(台式PC)、so-DIMM/micro-DIMM(笔记本电脑)、FB-DIMM2(服务器),其中第二代FB-DIMM将采用规格更高的AMB2(高级内存缓冲区)。但是目前DDR3内存条的标准制定才刚刚开始,管脚设计还没有最终确定。
除了以上九点,DDR3在电源管理和多用途寄存器方面也有新的设计,不过由于还在讨论阶段,并不是太重要,所以这里就不详细介绍了。我们来总结一下DDR3和DDR2的对比:
对比DDR2和DDR3的规格,业界认为DDR3-800将局限于高端应用市场,有点像今天DDR2-400的待遇。预计DDR3在桌面上的启动速度为1066MHz。
从整体规格来看,DDR3在设计思路上与DDR2差别不大,提升传输速率的方式依然是增加预取位数。但是,就像DDR2和DDR的对比一样,在相同的时钟频率下,DDR2和DDR3的数据带宽相同,但DDR3的速度提升潜力更大。因此,我们不必一开始就对DDR3抱有太大期望,就像我们当初对DDR2那样。当然,在能耗控制方面,DDR3显然要好得多,所以它很可能会最先受到移动设备的欢迎,就像DDR2内存不是桌面,而是服务器一样。在CPU外频提升最快的PC桌面领域,DDR3未来也将经历一个缓慢升温的过程。