DDR2与DDR的区别
上一篇 / 下一篇 2009-09-29 00:28:44 / 个人分类：性能测试
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。
DDR2技术规格
DDR2内存起始频率将从DDR内存最高标准频率400Mhz开始，现已定义可以生产的频率支持到533Mhz到667Mhz,标准工作频率工作频率分别是200/266/333MHz，工作电压为1.8V。DDR2采用全新定义的240 PIN DIMM接口标准，完全不兼容于现有DDR的184PIN DIMM接口标准，这就意味着，现有所有DDR标准接口的主板，无法使用DDR2内存。这将成为DDR2内存标准普及的一大障碍，幸而INTEL下一代平台将完整支持240PIN的DDR2接口，给DDR2在2005年的普及打下了基础。
相信大家都已经看见，市面上已经推出多款采用DDR2显存的显卡产品。然而，应用再显卡上的DDR2内存生产标准与方式是与桌面系统应用上的DDR2技术截然不同的，再次篇文章暂不作详细分辨，不过大家要清楚为什么显卡上已经可以大量应用而桌面系统还不行。
DDR2内存技术相对于上一代标准DDR技术，用简单明了的方式来说，虽然DDR2和DDR一样，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，但是最大的区别在于，DDR2内存可进行4bit预读取.两倍于标准DDR内存的2BIT预读取，这就意味着，DDR2拥有两倍于DDR的预读系统命令数据的能力，众看官时看到此处，是否已经明白了什么，认为为此，DDR2则简单的获得两倍于DDR的完整的数据传输能力。那么笔者告诉您，DDR2 400Mhz 同样命名为PC3200，请继续看下去，为什么呢？
DDR2内存技术最大的突破点其实不在于看官们所认为的两倍于DDR的传输能力，而是，在采用更低发热量，更低功耗的情况下，反而获得更快的频率提升，突破标准DDR的400MHZ限制。看起来，这似乎更神奇，突破最高频率限制，竟然还能降低发热量和功耗？虽然DDR2技术还采用了几种全新技术配合完整以上能力，然而关键还在于4BIT的预读取能力,笔者将带大家一步步看来。
DDR2频率与带宽
除了已经发布的三种DDR2内存标准的频率与带宽，值得注意的是，DDR2 400Mhz与DDR400Mhz的所拥有的带宽是一样的3.2GB. 还有，在双通道内存技术的辅助下，667MHZ的DDR2将最高提供10.6GB/S的惊人带宽！
DDR2内存起始容量为256MB，往上可支持到512MB,1G。在桌面系统上提供了充足的容量保障。理论上DDR2内存颗粒所拥有的高密度特色，可以支持最高4G以上的容量，从而广泛应用于专业领域。更也许会在未来几年内，给PC系统带来nGB级的超级容量。
DDR2标准规定所有DDR2内存均采用FBGA封装形式。不同于目前广泛应用的TSOP, TSOP-II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。目前应用再显卡上的DDR2内存颗粒也全部采用的FBGA封装模式。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，同样也让DDR2内存更适应与笔记本与膝上电脑。既然能以这么低的电压工作，是如何实现频率提升的呢？
DDR2工作原理
大家都知道，内存基本工作步骤分为： 从系统预读数据 → 保存在内存单元队列 → 传输到内存I/O缓存 → 传输到CPU系统处理。
DDR内存采用200MHZ的核心频率，通过两条路线同步传输到I/O缓存，实现400MHZ的是实际频率。
DDR2采用100MHZ的核心频率，通过四条传输路线同步传输至I/O缓存，同样实现400MHZ的实际频率。
聪明的看官已经看出来其中奥妙。正是因为DDR2可以预读4BIT数据，所以，可以采用四路传输，而由于DDR只能预读2BIT数据，则只能采用200MHZ的两条传输线路实现400MHZ。这样，DDR2就完全实现了在不降低总频率的情况下，将核心频率降低到100MHZ，从而很轻松能够实现更小散热量，更低电压要求。而且，核心频率可以进一步提升，从而实现133*4 ，166*4 ，最大200*4达到800MHZ的程度。然而，大家都知道，更低的内存延迟，能带来更高的性能，然后，在DDR2中，为了保证4路传输的稳定流畅性，避开电气干扰与数据冲突，采用了稍大于DDR的延迟设定。相信聪明的看官也能看出来，这其实是一个很有远见的设计。
DDR2的全新特征技术
了解了DDR II的技术原理，再来看看DDR II的三个主要新特征：它们分别是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。也就是Pull-up=Pull-down。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是内建核心的终结电阻器，我们知道使用DDR I SDRAM的主板上面需要大量的终结电阻，至少每根数据线需要一个终结电阻，这对主板来说也是不小的成本。信号线上使用终结电阻是为了防止数据线终端反射信号，因此需要一定阻值的终结电阻器。这个阻值太大或者太小都不好，阻值较大线路的信噪比较高但是信号反射较为严重，阻值小可以减小信号反射但是会造成信噪比下降。此外由于不同的内存模组对终结电阻的要求不可能完全一样，因此主板对内存模组也比较"挑剔"。
DDR II内建了终结电阻器，在DRAM颗粒工作时把终结电阻器关掉，而对于不工作的DRAM颗粒则打开终结电阻，减少信号的反射。ODT至少为DDR II带来了两个好处，一个是去掉了主板上的终结电阻器使主板的成本降低，也使PCB板的设计更加容易。第二个好处是终结电阻器可以和内存颗粒的"特性"相符，使DRAM处于最佳状态。
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。
在正常的操作中，此时的各项内存参数为：tRRD=2，tRCD=4，CL=4，AL=0，BL=4(BL就是突发数据长度，Burst Length)。我们看到tRRD（RAS到RAS的延迟）为两个时钟周期，tRCD（RAS到CAS的延迟）是四个时钟周期，因此在第四个时钟周期上面ACT（段激活）和CAS信号产生了碰撞，ACT向后移动一个时钟周期，因此大家可以看到后面的数据传输中间出现了一个时钟周期的BUBBLE
再来看看Post CAS的操作，此时的各项内存参数是：tRRD=2，tRCD=4，CL=4，AL=3，BL=4。RAS被设在ACT信号后的一个时钟周期上，因此CAS和ACT不会产生冲突，tRCD被AL所取代（实际上大家可以想象到tRCD并没有减小，只是在概念上的转变，CAS向后一个时钟周期，但是AL要比tRCD短，通过调整可以取消信号命令的碰撞），在附加延迟过程中DRAM保持读命令。由于这种设计，ACT和CAS不会再有碰撞，内存读取时序中也没有BUBBLE出现。
使用Post CAS加Additive Latency会带来三个好处：
1、可以很容易的取消掉命令总线上的Collision（碰撞）现象
2、提高了命令和数据总线的效率
3、没有了Bubble，可以提高实际的内存带宽
另 普通的DOTHAN的FSB都是533 也就是搭配DDR533的内存刚好能满足内存带宽可是现在的笔记本DDR1最多只有DDR400，一般是333无法满足DOTHAN的FSB这时候内存就成为了系统的瓶颈915平台出来后可以支持DDR2双通道DDR2从400开始，往上还有533。。。。。
这时候 大家也许已经发现了其实单通道DDR2 533已经完全可以满足DOTHAN的FSB也就是说 DDR2 533开双通道，只有FSB=1066的CPU才能和它匹配 在INTEL1066FSB的U出来以前 DDR2 533双通道基本是浪费 所以 DDR2双通道给Sonama平台带来的性能提升是狠微小的 DOTHAN已经成为Sonama系统的瓶颈 对性能要求不是狠苛刻的朋友完全不用把钱花在双通道的DDR2上
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- 更新时间: 2009-04-15
