總體來說,DDR2采用了諸多的新技術,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的定義:
DDR2(Double Data Rate 2) SDRAM是由JEDEC(電子設備工程聯合委員會)進行開發的新生代內存技術標准,它與上一代DDR內存技術標准最大的不同就是,雖然同是采用了在時鐘的上升/下降延同時進行數據傳輸的基本方式,但DDR2內存卻擁有兩倍於上一代DDR內存預讀取能力(即:4bit數據讀預取)。換句話說,DDR2內存每個時鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫數據,並且能夠以內部控制總線4倍的速度運行。
此外,由於DDR2標准規定所有DDR2內存均采用FBGA封裝形式,而不同於目前廣泛應用的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內存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,從第一代應用到個人電腦的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內存的工作速度;隨著Intel最新處理器技術的發展,前端總線對內存帶寬的要求是越來越高,擁有更高更穩定運行頻率的DDR2內存將是大勢所趨。
與雙倍速運行的數據緩沖相結合,DDR2內存實現了在每個時鐘周期處理多達4bit的數據,比傳統DDR內存可以處理的2bit數據高了一倍。DDR2內存另一個改進之處在於,它采用FBGA封裝方式替代了傳統的TSOP方式。
然而,盡管DDR2內存采用的DRAM核心速度和DDR的一樣,但是我們仍然要使用新主板才能搭配DDR2內存,因為DDR2的物理規格和DDR是不兼容的。首先是接口不一樣,DDR2的針腳數量為240針,而DDR內存為184針;其次,DDR2內存的VDIMM電壓為1.8V,也和DDR內存的2.5V不同。
DDR2采用的新技術:
除了以上所說的區別外,DDR2還引入了三項新的技術,它們是OCD、ODT和Post 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。它大大增加了主板的制造成本。實際上,不同的內存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。因此主板上的終結電阻並不能非常好的匹配內存模組,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內存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中進行設置。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沖突。
DDR2與DDR的區別:
在了解DDR2內存諸多新技術前,先讓我們看一組DDR和DDR2技術對比的數據。
1、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內存擁有兩倍於標准DDR內存的4BIT預讀取能力。換句話說,雖然DDR2和DDR一樣,都采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內存中,後者的內存延時要慢於前者。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帶寬。實際上,DDR2-400和DDR 400具有相同的帶寬,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。
2、封裝和發熱量:
DDR2內存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,而是在采用更低發熱量、更低功耗的情況下,DDR2可以獲得更快的頻率提升,突破標准DDR的400MHZ限制。
DDR內存通常采用TSOP芯片封裝形式,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內存均采用FBGA封裝形式。不同於目前廣泛應用的TSOP封裝形式,FBGA封裝提供了更好的電氣性能與散熱性,為DDR2內存的穩定工作與未來頻率的發展提供了良好的保障。
DDR2內存采用1.8V電壓,相對於DDR標准的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。