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1. O problema do atraso
Sob a mesma frequência central, a frequência operacional real de DDR2 é duas vezes maior que a de DDR. Isso se deve ao fato de que a memória DDR2 tem o dobro da capacidade de pré-leitura de 4BIT da memória DDR padrão. Em outras palavras, embora o DDR2, como o DDR, use o método básico de transmissão de dados ao mesmo tempo que o atraso da subida do relógio e o atraso da queda, o DDR2 tem duas vezes a capacidade do DDR de pré-ler os dados de comando do sistema. Em outras palavras, na mesma frequência de operação de 100 MHz, a frequência real de DDR é 200 MHz, enquanto DDR2 pode chegar a 400 MHz.
Desta forma, surge outro problema: em memórias DDR e DDR2 com a mesma frequência de operação, a latência de memória desta última é mais lenta do que a anterior. Por exemplo, DDR 200 e DDR2-400 têm o mesmo atraso, enquanto o último tem o dobro da largura de banda. Na verdade, DDR2-400 e DDR 400 têm a mesma largura de banda, ambos têm 3.2 GB / s, mas a frequência de operação principal de DDR400 é 200 MHz, e a frequência de operação principal de DDR2-400 é 100 MHz, o que significa o atraso de DDR2 -400 É maior do que DDR400.
2. Embalagem e geração de calor
O maior avanço da tecnologia de memória DDR2, na verdade, não é que os usuários pensem duas vezes a capacidade de transmissão do DDR, mas com menor geração de calor e menor consumo de energia, o DDR2 pode alcançar aumentos de frequência e avanços mais rápidos. O limite de 400 MHz do DDR padrão.
A memória DDR é geralmente empacotada no chip TSOP. Este pacote pode funcionar bem a 200MHz. Quando a frequência é mais alta, seus pinos longos irão gerar alta impedância e capacitância parasita, o que afetará seu desempenho. A dificuldade de estabilidade e melhoria da frequência. É por isso que é difícil para a frequência central do DDR ultrapassar 275MHZ. E a memória DDR2 adota a forma de pacote FBGA. Diferente do pacote TSOP amplamente usado atualmente, o pacote FBGA oferece melhor desempenho elétrico e dissipação de calor, o que fornece uma boa garantia para a operação estável da memória DDR2 e o desenvolvimento de frequências futuras.
A memória DDR2 usa voltagem de 1.8 V, que é muito mais baixa do que o padrão DDR 2.5 V, proporcionando assim um consumo de energia significativamente menor e menos calor. Essa mudança é significativa.
Além das diferenças mencionadas acima, o DDR2 também apresenta três novas tecnologias, elas são OCD, ODT e Post CAS.
① OCD (Driver Off-Chip): Este é o denominado ajuste de driver offline. O DDR II pode melhorar a integridade do sinal por meio do OCD. O DDR II ajusta o valor da resistência pull-up / pull-down para tornar as duas tensões iguais. Use OCD para melhorar a integridade do sinal, reduzindo a inclinação do DQ-DQS; melhorar a qualidade do sinal controlando a tensão.
② ODT: ODT é o resistor de terminação do núcleo embutido. Sabemos que um grande número de resistores de terminação são necessários na placa-mãe usando DDR SDRAM para evitar que o terminal da linha de dados reflita os sinais. Isso aumenta muito o custo de fabricação da placa-mãe. Na verdade, diferentes módulos de memória têm diferentes requisitos para o circuito de terminação. O tamanho do resistor de terminação determina a relação do sinal e a refletividade da linha de dados. Se a resistência de terminação for pequena, a reflexão do sinal da linha de dados é baixa, mas a relação sinal-ruído também é baixa; Se a resistência de terminação for alta, a relação sinal-ruído da linha de dados será alta, mas a reflexão do sinal também aumentará. Portanto, a resistência de terminação na placa-mãe não pode corresponder muito bem ao módulo de memória e afetará a qualidade do sinal até certo ponto. O DDR2 pode construir resistores de terminação adequados de acordo com suas próprias características, de modo a garantir a melhor forma de onda do sinal. Usar DDR2 pode não apenas reduzir o custo da placa-mãe, mas também obter a melhor qualidade de sinal, incomparável com DDR.
③ Pós CAS: É definido para melhorar a eficiência de utilização da memória DDR II. Na operação Pós-CAS, o sinal CAS (leitura / escrita / comando) pode ser inserido um ciclo de clock após o sinal RAS, e o comando CAS pode permanecer válido após o retardo adicional (Latência Aditiva). O tRCD original (RAS para CAS e atraso) é substituído por AL (latência aditiva), que pode ser definido em 0, 1, 2, 3, 4. Uma vez que o sinal CAS é colocado um ciclo de clock após o sinal RAS, o ACT e os sinais CAS nunca irão colidir.
Em geral, o DDR2 usa muitas tecnologias novas para melhorar muitas das deficiências do DDR. Embora atualmente tenha muitas deficiências em termos de alto custo e latência lenta, acredita-se que com a melhoria contínua e o aprimoramento da tecnologia, esses problemas acabarão sendo resolvidos.
(1) especificações técnicas DDR2
A frequência inicial da memória DDR2 começará em 400Mhz, a frequência padrão mais alta da memória DDR. As frequências que podem ser produzidas agora estão definidas para suportar 533Mhz a 667Mhz. A frequência operacional padrão é 200/266/333 MHz e a tensão operacional é 1.8 V. O DDR2 usa o padrão de interface DIMM 240 PIN recém-definido, que é completamente incompatível com o padrão de interface DIMM DDR 184PIN existente. Isso significa que todas as placas-mãe existentes com interfaces padrão DDR não podem usar memória DDR2. Isso se tornará um grande obstáculo para a popularização dos padrões de memória DDR2. Felizmente, a plataforma de próxima geração da INTEL oferecerá suporte total à interface 240PIN DDR2, estabelecendo a base para a popularização do DDR2 em 2005.
Eu acredito que todo mundo já viu que uma variedade de produtos de placa de vídeo usando memória DDR2 foram lançados no mercado. No entanto, os padrões de produção e métodos de memória DDR2 usados em placas gráficas são completamente diferentes da tecnologia DDR2 usada em aplicativos de sistema de desktop. Este artigo não fará uma distinção detalhada por enquanto, mas todos devem saber por que um grande número de aplicativos já está disponível em placas de vídeo, mas os sistemas de desktop não.
Comparada com a geração anterior da tecnologia DDR padrão, a tecnologia de memória DDR2 usa uma maneira simples e clara. Embora o DDR2, como o DDR, use o método básico de transmissão de dados ao mesmo tempo que o atraso da subida do clock e o atraso da queda, a maior diferença é que a memória DDR2 pode realizar pré-leitura de 4 bits. Duas vezes a pré-leitura de 2BIT da memória DDR padrão, o que significa que a DDR2 tem o dobro da capacidade de pré-leitura dos dados de comando do sistema. Eu entendi o que penso, por isso, o DDR2 simplesmente obtém a capacidade completa de transmissão de dados duas vezes maior que o DDR. Portanto, o autor diz a você que DDR2 400Mhz também se chama PC3200, continue lendo, por quê?
O maior ponto de descoberta da tecnologia de memória DDR2 não é realmente a capacidade de transmissão que os juízes acham que é o dobro da DDR, mas, em vez disso, ela atinge um aumento de frequência mais rápido com menor geração de calor e menor consumo de energia. Rompa o limite de 400 MHz do DDR padrão. Parece que isso parece mais mágico, quebrando o limite máximo de frequência e até reduzindo a geração de calor e o consumo de energia? Embora a tecnologia DDR2 também use várias novas tecnologias para completar os recursos acima, a chave está na capacidade de pré-leitura de 4BIT. O autor o acompanhará passo a passo.
(2) frequência DDR2 e largura de banda
Além da frequência e largura de banda dos três padrões de memória DDR2 que foram lançados, é importante notar que DDR2 400Mhz e DDR400Mhz têm a mesma largura de banda de 3.2 GB. Além disso, com a ajuda da tecnologia de memória de canal duplo, 667MHZ DDR2 fornecerá uma incrível largura de banda de até 10.6 GB / S!
A capacidade inicial da memória DDR2 é de 256 MB, até 512 MB, 1G. Fornece garantia de capacidade suficiente no sistema desktop. Teoricamente, os recursos de alta densidade das partículas de memória DDR2 podem suportar uma capacidade máxima de 4G e superior, que é amplamente utilizada em campos profissionais. Pode até trazer supercapacidade de nível nGB para sistemas de PC nos próximos anos.
O padrão DDR2 estipula que todas as memórias DDR2 são empacotadas em FBGA. Diferente do TSOP amplamente utilizado ed Pacotes TSOP-II, o pacote FBGA oferece melhor desempenho elétrico e dissipação de calor, o que fornece uma boa garantia para a operação estável da memória DDR2 e o desenvolvimento de futuras frequências. Atualmente, todas as partículas de memória DDR2 na placa de vídeo são usadas no modo de pacote FBGA. A memória DDR2 usa voltagem de 1.8 V, que é muito mais baixa do que o padrão DDR de 2.5 V, proporcionando consumo de energia significativamente menor e menos calor. Essa mudança é significativa, e também permite DDR2 A memória é mais adequada para notebooks e laptops. Visto que ele pode funcionar em uma tensão tão baixa, como o aumento de frequência pode ser alcançado?
(3) Princípio de funcionamento DDR2
Como todos sabem, as etapas básicas de trabalho da memória são divididas em: pré-leitura dos dados do sistema → salvar na fila da unidade de memória → transferir para o buffer de E / S da memória → transferir para o sistema da CPU para processamento.
A memória DDR usa uma frequência central de 200 MHz, que é transmitida de forma síncrona para o cache de E / S por meio de duas rotas, e é a frequência real para atingir 400 MHz.
O DDR2 usa uma frequência central de 100 MHz, que é transmitida de forma síncrona para o buffer de E / S por meio de quatro rotas de transmissão, e também atinge uma frequência real de 400 MHz.
O sábio magistrado já viu o mistério. É precisamente porque DDR2 pode pré-ler dados 4BIT, pode usar transmissão de quatro vias e como DDR pode pré-ler dados 2BIT, só pode usar duas linhas de transmissão de 200MHZ para atingir 400MHZ. Desta forma, o DDR2 pode reduzir completamente a frequência central para 100MHZ sem reduzir a frequência total, de modo que pode facilmente atingir menor dissipação de calor e menores requisitos de tensão. Além disso, a frequência central pode ser aumentada para atingir 133 * 4, 166 * 4 e um máximo de 200 * 4 para atingir 800MHZ. No entanto, todos sabem que a latência de memória mais baixa pode trazer maior desempenho. Então, em DDR2, para garantir a estabilidade e suavidade da transmissão de 4 canais e evitar interferência elétrica e conflitos de dados, uma memória um pouco maior do que a DDR é usada. Configuração de atraso. Acredito que juízes inteligentes também podem ver que este é, na verdade, um design com visão de longo prazo.
(4) Nova tecnologia de recursos de DDR2
Depois de compreender os princípios técnicos do DDR II, vamos dar uma olhada nos três novos recursos principais do DDR II: Eles são OCD, ODT e Pós CAS.
OCD (driver off-chip), also conhecido como ajuste de unidade off-line, o DDR II pode melhorar a integridade do sinal por meio do OCD. O DDR II ajusta o valor da resistência pull-up / pull-down para tornar as duas tensões iguais. Ou seja, pull-up = pull-down. Use OCD para melhorar a integridade do sinal, reduzindo a inclinação do DQ-DQS; melhorar a qualidade do sinal controlando a tensão.
ODT é um resistor de terminação para o núcleo embutido. Sabemos que um grande número de resistores de terminação são necessários em placas-mãe que usam DDR I SDRAM, pelo menos um resistor de terminação é necessário para cada linha de dados, o que não é um custo pequeno para a placa-mãe. O uso de resistores de terminação na linha de sinal evita que o terminal da linha de dados reflita os sinais, portanto, é necessário um resistor de terminação com uma certa resistência. Essa resistência é muito grande ou muito pequena. A relação sinal-ruído do circuito com uma resistência maior é maior, mas a reflexão do sinal é mais séria. Uma pequena resistência pode reduzir a reflexão do sinal, mas fará com que a relação sinal-ruído caia. Além disso, como diferentes módulos de memória podem não ter exatamente os mesmos requisitos de resistência de terminação, a placa-mãe também é mais exigente com relação aos módulos de memória.
O DDR II tem um resistor de terminação embutido, que desliga o resistor de terminação quando as partículas DRAM estão funcionando e liga o resistor de terminação para partículas DRAM que não funcionam para reduzir a reflexão do sinal. A ODT traz pelo menos dois benefícios para o DDR II. Uma é que a eliminação do resistor de terminação na placa-mãe reduz o custo da placa-mãe e torna o design da placa PCB mais fácil. A segunda vantagem é que o resistor de terminação pode corresponder às "características" das partículas de memória, de forma que a DRAM esteja nas melhores condições.
Após o CAS, é definido para melhorar a eficiência de utilização da memória DDR II. Na operação Pós-CAS, o sinal CAS (leitura / escrita / comando) pode ser inserido um ciclo de clock após o sinal RAS, e o comando CAS pode permanecer válido após o retardo adicional (Latência Aditiva). O tRCD original (RAS para CAS e atraso) é substituído por AL (latência aditiva), que pode ser definido em 0, 1, 2, 3, 4. Uma vez que o sinal CAS é colocado um ciclo de clock após o sinal RAS, o ACT e os sinais CAS nunca irão colidir.
Em operação normal, os vários parâmetros de memória neste momento são: tRRD = 2, tRCD = 4, CL = 4, AL = 0, BL = 4 (BL é o comprimento de dados de burst, Comprimento de Burst). Vemos que tRRD (o atraso de RAS para RAS) é de dois ciclos de clock, e tRCD (o atraso de RAS para CAS) é de quatro ciclos de clock, então os sinais ACT (ativação do segmento) e CAS colidem no quarto ciclo de clock. , ACT se move para trás em um ciclo de clock, então você pode ver que há um ciclo de clock de BUBBLE no meio da transmissão de dados subsequente.
Vamos dar uma olhada no funcionamento do Post CAS. Os parâmetros de memória neste momento são: tRRD = 2, tRCD = 4, CL = 4, AL = 3, BL = 4. RAS é definido em um ciclo de clock após o sinal ACT, então CAS e ACT não entrarão em conflito, tRCD é substituído por AL (na verdade, você pode imaginar que tRCD não foi reduzido, mas é uma mudança conceitual, CAS vai para trás um relógio ciclo, mas AL é mais curto do que tRCD, a colisão do comando de sinal pode ser cancelada ajustando), e a DRAM mantém o comando de leitura durante o atraso adicional. Devido a este projeto, ACT e CAS não irão mais colidir e não haverá BUBBLE no tempo de leitura da memória.
Usar Post CAS mais Additive Latency trará três benefícios:
1. O fenômeno de colisão no barramento de comando pode ser facilmente cancelado
2. Melhorar a eficiência do comando e barramento de dados
3. Sem o Bubble, a largura de banda da memória real pode ser melhorada
Outro DOTHAN FSB comum é o 533, o que significa que a memória com DDR533 pode atender apenas a largura de banda da memória, mas o notebook atual DDR1 só tem DDR400 no máximo, e geralmente 333 não consegue atender o FSB do DOTHAN. Nesse momento, a memória se torna o gargalo do sistema. Depois que a plataforma 915 for lançada, ela pode suportar DDR2 DDR2 de canal duplo a partir de 400 a 533.
Neste momento, você pode ter descoberto que, de fato, o DDR2 533 de canal único pode atender totalmente ao FSB do DOTHAN, ou seja, o DDR2 533 tem canal duplo, apenas FSB = 1066 CPU pode corresponder. Antes do lançamento do INTEL1066FSB U, o DDR2 533 dual-channel é basicamente Waste, então a melhoria de desempenho que o DDR2 dual-channel traz para a plataforma Sonama é muito pequena. A DOTHAN tornou-se o gargalo do sistema Sonama. Amigos que não exigem desempenho não precisam gastar dinheiro em DDR2 de canal duplo.
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