SDRAM内存

SDRAM内存

存儲器芯片内存
SDRAM是SynchronousDynamicRandomAccessMemory(同步動态随機存儲器)的簡稱,SDRAM采用3.3v工作電壓,帶寬64位,SDRAM将CPU與RAM通過一個相同的時鐘鎖在一起,使RAM和CPU能夠共享一個時鐘周期,以相同的速度同步工作,與EDO内存相比速度能提高50%。SDRAM基于雙存儲體結構,内含兩個交錯的存儲陣列,當CPU從一個存儲體或陣列訪問數據時,另一個就已為讀寫數據做好了準備,通過這兩個存儲陣列的緊密切換,讀取效率就能得到成倍的提高。SDRAM不僅可用作主存,在顯示卡上的顯存方面也有廣泛應用。
    中文名:SDRAM内存 外文名:Synchronous Dynamic Random Access Memory 所屬品牌: 産品類型: 基于:雙存儲體結構 性質:主流内存

主要特點

SDRAM曾經是長時間使用的主流内存,從430TX芯片組到845芯片組都支持SDRAM。但随着DDRSDRAM的普及,SDRAM也正在慢慢退出主流市場。内存一般采用半導體存儲單元,包括随機存儲器(RAM),隻讀存儲器(ROM),以及高速緩存(CACHE)。隻不過因為RAM是其中最重要的存儲器。

S(synchronous)DRAM同步動态随機存取存儲器:SDRAM為168腳,這是目前PENTIUM及以上機型使用的内存。SDRAM将CPU與RAM通過一個相同的時鐘鎖在一起,使CPU和RAM能夠共享一個時鐘周期,以相同的速度同步工作,每一個時鐘脈沖的上升沿便開始傳遞數據,速度比EDO内存提高50%。

DDR(DOUBLEDATARATE)RAM:SDRAM的更新換代産品,他允許在時鐘脈沖的上升沿和下降沿傳輸數據,這樣不需要提高時鐘的頻率就能加倍提高SDRAM的速度。

SDRAM是SynchronousDynamicRandomAccessMemory(同步動态随機存儲器)的簡稱,是前幾年普遍使用的内存形式。SDRAM采用3.3v工作電壓,帶寬64位,SDRAM将CPU與RAM通過一個相同的時鐘鎖在一起,使RAM和CPU能夠共享一個時鐘周期,以相同的速度同步工作,與EDO内存相比速度能提高50%。

SDRAM基于雙存儲體結構,内含兩個交錯的存儲陣列,當CPU從一個存儲體或陣列訪問數據時,另一個就已為讀寫數據做好了準備,通過這兩個存儲陣列的緊密切換,讀取效率就能得到成倍的提高。SDRAM不僅可用作主存,在顯示卡上的顯存方面也有廣泛應用。SDRAM曾經是長時間使用的主流内存,從430TX芯片組到845芯片組都支持SDRAM。但随着DDRSDRAM的普及,SDRAM也正在慢慢退出主流市場。

區别

DDR2與DDR的區别與DDR相比,DDR2最主要的改進是在内存模塊速度相同的情況下,可以提供相當于DDR内存兩倍的帶寬。這主要是通過在每個設備上高效率使用兩個DRAM核心來實現的。作為對比,在每個設備上DDR内存隻能夠使用一個DRAM核心。技術上講,DDR2内存上仍然隻有一個DRAM核心,但是它可以并行存取,在每次存取中處理4個數據而不是兩個數據。

與雙倍速運行的數據緩沖相結合,DDR2内存實現了在每個時鐘周期處理多達4bit的數據,比傳統DDR内存可以處理的2bit數據高了一倍。DDR2内存另一個改進之處在于,它采用FBGA封裝方式替代了傳統的TSOP方式。

然而,盡管DDR2内存采用的DRAM核心速度和DDR的一樣,但是我們仍然要使用新主闆才能搭配DDR2内存,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内存為184針;其次,DDR2内存的VDIMM電壓為1.8V,也和DDR内存的2.5V不同。

DDR2(DoubleDataRate2)SDRAM是由JEDEC(電子設備工程聯合委員會)進行開發的新生代内存技術标準,它與上一代DDR内存技術标準最大的不同就是,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内存卻擁有兩倍于上一代DDR内存預讀取能力(即4bit數據預讀取)。換句話說,DDR2内存每個時鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫數據,并且能夠以内部控制總線4倍的速度運行。

此外,由于DDR2标準規定所有DDR2内存均采用FBGA封裝形式,而不同于目前廣泛應用的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内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的發展曆程,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内存的工作速度;随着Intel最新處理器技術的發展,前端總線對内存帶寬的要求是越來越高,擁有更高更穩定運行頻率的DDR2内存将是大勢所趨。

技術進展

自IntelCeleron系列以及AMDK6處理器以及相關的主闆芯片組推出後,EDODRAM内存性能再也無法滿足需要了,内存技術必須徹底得到個革新才能滿足新一代CPU架構的需求,此時内存開始進入比較經典的SDRAM時代。

第一代SDRAM内存為PC66規範,但很快由于Intel和AMD的頻率之争将CPU外頻提升到了100MHz,所以PC66内存很快就被PC100内存取代,接着133MHz外頻的PIII以及K7時代的來臨,PC133規範也以相同的方式進一步提升SDRAM的整體性能,帶寬提高到1GB/sec以上。由于SDRAM的帶寬為64bit,正好對應CPU的64bit數據總線寬度,因此它隻需要一條内存便可工作,便捷性進一步提高。在性能方面,由于其輸入輸出信号保持與系統外頻同步,因此速度明顯超越EDO内存。

不可否認的是,SDRAM内存由早期的66MHz,發展後來的100MHz、133MHz,盡管沒能徹底解決内存帶寬的瓶頸問題,但此時CPU超頻已經成為DIY用戶永恒的話題,所以不少用戶将品牌好的PC100品牌内存超頻到133MHz使用以獲得CPU超頻成功,值得一提的是,為了方便一些超頻用戶需求,市場上出現了一些PC150、PC166規範的内存。

盡管SDRAMPC133内存的帶寬可提高帶寬到1064MB/S,加上Intel已經開始着手最新的Pentium4計劃,所以SDRAMPC133内存不能滿足日後的發展需求,此時,Intel為了達到獨占市場的目的,與Rambus聯合在PC市場推廣RambusDRAM内存(稱為RDRAM内存)。與SDRAM不同的是,其采用了新一代高速簡單内存架構,基于一種類RISC(ReducedInstructionSetComputing,精簡指令集計算機,這個理論可以減少數據的複雜性,使得整個系統性能得到提高。

在AMD與Intel的競争中,這個時候是屬于頻率競備時代,所以這個時候CPU的主頻在不斷提升,Intel為了蓋過AMD,推出高頻PentiumⅢ以及Pentium4處理器,因此RambusDRAM内存是被Intel看着是未來自己的競争殺手锏,RambusDRAM内存以高時鐘頻率來簡化每個時鐘周期的數據量,因此内存帶寬相當出色,如PC10661066MHz32bits帶寬可達到4.2GByte/sec,RambusDRAM曾一度被認為是Pentium4的絕配。

盡管如此,RambusRDRAM内存生不逢時,後來依然要被更高速度的DDR“掠奪”其寶座地位,在當時,PC600、PC700的RambusRDRAM内存因出現Intel820芯片組“失誤事件”、PC800RambusRDRAM因成本過高而讓Pentium4平台高高在上,無法獲得大衆用戶擁戴,種種問題讓RambusRDRAM胎死腹中,Rambus曾希望具有更高頻率的PC1066規範RDRAM來力挽狂瀾,但最終也是拜倒在DDR内存面前。

1、DDR時代

DDRSDRAM(DoubleDataRateSDRAM)簡稱DDR,也就是“雙倍速率SDRAM”的意思。DDR可以說是SDRAM的升級版本,DDR在時鐘信号上升沿與下降沿各傳輸一次數據,這使得DDR的數據傳輸速度為傳統SDRAM的兩倍。由于僅多采用了下降緣信号,因此并不會造成能耗增加。至于定址與控制信号則與傳統SDRAM相同,僅在時鐘上升緣傳輸。

DDR内存是作為一種在性能與成本之間折中的解決方案,其目的是迅速建立起牢固的市場空間,繼而一步步在頻率上高歌猛進,最終彌補内存帶寬上的不足。第一代DDR200規範并沒有得到普及,第二代PC266DDRSRAM(133MHz時鐘×2倍數據傳輸=266MHz帶寬)是由PC133SDRAM内存所衍生出的,它将DDR内存帶向第一個高潮,目前還有不少賽揚和AMDK7處理器都在采用DDR266規格的内存,其後來的DDR333内存也屬于一種過度,而DDR400内存成為目前的主流平台選配,雙通道DDR400内存已經成為800FSB處理器搭配的基本标準,随後的DDR533規範則成為超頻用戶的選擇對象。

2、DDR2時代随着CPU性能不斷提高,我們對内存性能的要求也逐步升級。不可否認,緊緊依高頻率提升帶寬的DDR遲早會力不從心,因此JEDEC組織很早就開始醞釀DDR2标準,加上LGA775接口的915/925以及最新的945等新平台開始對DDR2内存的支持,所以DDR2内存将開始演義内存領域的今天。

DDR2能夠在100MHz的發信頻率基礎上提供每插腳最少400MB/s的帶寬,而且其接口将運行于1.8V電壓上,從而進一步降低發熱量,以便提高頻率。此外,DDR2将融入CAS、OCD、ODT等新性能指标和中斷指令,提升内存帶寬的利用率。從JEDEC組織者闡述的DDR2标準來看,針對PC等市場的DDR2内存将擁有400、533、667MHz等不同的時鐘頻率。

高端的DDR2内存将擁有800、1000MHz兩種頻率。DDR-II内存将采用200-、220-、240-針腳的FBGA封裝形式。最初的DDR2内存将采用0.13微米的生産工藝,内存顆粒的電壓為1.8V,容量密度為512MB。

内存技術在2005年将會毫無懸念,SDRAM為代表的靜态内存在五年内不會普及。QBM與RDRAM内存也難以挽回頹勢,因此DDR與DDR2共存時代将是鐵定的事實。

PC-100的“接班人”除了PC一133以外,VCM(VIrXualChannelMemory)也是很重要的一員。VCM即“虛拟通道存儲器”,這也是目前大多數較新的芯片組支持的一種内存标準,VCM内存主要根據由NEC公司開發的一種“緩存式DRAM”技術制造而成,它集成了“通道緩存”,由高速寄存器進行配置和控制。

在實現高速數據傳輸的同時,VCM還維持着對傳統SDRAM的高度兼容性,所以通常也把VCM内存稱為VCMSDRAM。VCM與SDRAM的差别在于不論是否經過CPU處理的數據,都可先交于VCM進行處理,而普通的SDRAM就隻能處理經CPU處理以後的數據,所以VCM要比SDRAM處理數據的速度快20%以上。目前可以支持VCMSDRAM的芯片組很多,包括:Intel的815E、VIA的694X等。

RDRAMIntel在推出:PC-100後,由于技術的發展,PC-100内存的800MB/s帶寬已經不能滿足需求,而PC-133的帶寬提高并不大(1064MB/s),同樣不能滿足日後的發展需求。Intel為了達到獨占市場的目的,與Rambus公司聯合在PC市場推廣RambusDRAM(DirectRambusDRAM)。

Rambus使用400MHz的16bit總線,在一個時鐘周期内,可以在上升沿和下降沿的同時傳輸數據,這樣它的實際速度就為400MHz×2=800MHz,理論帶寬為(16bit×2×400MHz/8)1.6GB/s,相當于PC-100的兩倍。另外,Rambus也可以儲存9bit字節,額外的一比特是屬于保留比特,可能以後會作為ECC(ErroI·CheckingandCorrection,錯誤檢查修正)校驗位。

Rambus的時鐘可以高達400MHz,而且僅使用了30條銅線連接内存控制器和RIMM(RambusIn-lineMemoryModules,Rambus内嵌式内存模塊),減少銅線的長度和數量就可以降低數據傳輸中的電磁幹擾,從而快速地提高内存的工作頻率。不過在高頻率下,其發出的熱量肯定會增加,因此第一款Rambus内存甚至需要自帶散熱風扇。

3、DDR3時代

DDR3相比起DDR2有更低的工作電壓,從DDR2的1.8V降落到1.5V,性能更好更為省電;DDR2的4bit預讀升級為8bit預讀。DDR3目前最高能夠達到2000Mhz的速度,盡管目前最為快速的DDR2内存速度已經提升到800Mhz/1066Mhz的速度,但是DDR3内存模組仍會從1066Mhz起跳。

一、DDR3在DDR2基礎上采用的新型設計:1.8bit預取設計,而DDR2為4bit預取,這樣DRAM内核的頻率隻有接口頻率的1/8,DDR3-800的核心工作頻率隻有100MHz。2.采用點對點的拓樸架構,以減輕地址/命令與控制總線的負擔。3.采用100nm以下的生産工藝,将工作電壓從1.8V降至1.5V,增加異步重置(Reset)與ZQ校準功能。

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