DDR2 (Double Data Rate 2) SDRAM ist ein Speichertechnologiestandard der neuen Generation, der vom JEDEC (Joint Electronic Equipment Engineering Committee) entwickelt wurde. Der größte Unterschied zwischen ihm und dem DDR-Speichertechnologiestandard der vorherigen Generation besteht darin, dass derselbe zwar den steigenden Takt verwendet. dh: 2-Bit-Datenlesevorabruf). Mit anderen Worten, DDR4-Speicher kann Daten mit der 2-fachen Geschwindigkeit des externen Busses pro Takt lesen/schreiben und kann mit der 4-fachen Geschwindigkeit des internen Steuerbusses betrieben werden.
1. Grundprinzipien:
Im Vergleich zu DDR besteht die Hauptverbesserung von DDR2 darin, dass es bei gleicher Geschwindigkeit des Speichermoduls die doppelte Bandbreite von DDR-Speicher bereitstellen kann. Dies wird hauptsächlich durch den effizienten Einsatz von zwei DRAM-Kernen auf jedem Gerät erreicht. Im Gegensatz dazu kann DDR-Speicher nur einen DRAM-Kern auf jedem Gerät verwenden. Technisch gesehen gibt es immer noch nur einen DRAM-Kern auf DDR2-Speicher, aber auf diesen kann parallel zugegriffen werden, wobei bei jedem Zugriff 4 statt zwei Daten verarbeitet werden.
In Kombination mit dem Datenpuffer, der mit doppelter Geschwindigkeit läuft, kann DDR2-Speicher bis zu 4 Bit Daten in jedem Taktzyklus verarbeiten, was doppelt so hoch ist wie die 2-Bit-Daten, die von herkömmlichem DDR-Speicher verarbeitet werden können. Eine weitere Verbesserung des DDR2-Speichers besteht darin, dass er FBGA-Packaging anstelle der traditionellen TSOP-Methode verwendet.
Obwohl DDR2-Speicher dieselbe DRAM-Kerngeschwindigkeit wie DDR verwendet, müssen wir jedoch immer noch ein neues Motherboard verwenden, um DDR2-Speicher zu entsprechen, da die physikalischen Spezifikationen von DDR2 nicht mit DDR kompatibel sind. Erstens ist die Schnittstelle anders. DDR2 hat 240 Pins, während DDR-Speicher 184 Pins hat. Zweitens beträgt die VDIMM-Spannung des DDR2-Speichers 1.8 V, was sich auch von den 2.5 V des DDR-Speichers unterscheidet.
Da der DDR2-Standard außerdem vorschreibt, dass alle DDR2-Speicher im Gegensatz zum derzeit weit verbreiteten TSOP/TSOP-II-Gehäuse in FBGA verpackt sind, kann das FBGA-Gehäuse eine bessere elektrische Leistung und Wärmeableitung bieten, was ein stabiler DDR2-Speicher ist. Die Arbeit und die Entwicklung zukünftiger Frequenzen bilden eine solide Grundlage. In Erinnerung an die Entwicklung von DDR, von der ersten Generation von DDR200, die auf Personalcomputer angewendet wurde, über DDR266, DDR333 bis hin zur heutigen Dual-Channel-DDR400-Technologie, hat die Entwicklung der ersten Generation von DDR die Grenzen der Technologie erreicht und war schwer zu verbessern Gedächtnis durch konventionelle Methoden. Mit der Entwicklung der neuesten Prozessortechnologie von Intel erfordert der Front-Side-Bus immer höhere Speicherbandbreiten und DDR2-Speicher mit höheren und stabileren Betriebsfrequenzen wird der allgemeine Trend sein.
Bevor wir viele neue Technologien des DDR2-Speichers verstehen, betrachten wir zunächst eine Reihe von Daten, die DDR- und DDR2-Technologien vergleichen.
1) Verzögerungsproblem:
Wie aus der obigen Tabelle ersichtlich ist, ist die tatsächliche Betriebsfrequenz von DDR2 bei gleicher Kernfrequenz doppelt so hoch wie die von DDR. Dies liegt daran, dass DDR2-Speicher die doppelte 4BIT-Vorlesefähigkeit von Standard-DDR-Speicher hat. Mit anderen Worten, obwohl DDR2 wie DDR die grundlegende Methode der Datenübertragung gleichzeitig mit der Taktanstiegsverzögerung und -abfallverzögerung verwendet, hat DDR2 die doppelte Fähigkeit von DDR, Systembefehlsdaten vorzulesen. Mit anderen Worten, bei derselben Betriebsfrequenz von 100 MHz beträgt die tatsächliche Frequenz von DDR 200 MHz, während DDR2 400 MHz erreichen kann.
Auf diese Weise tritt ein weiteres Problem auf: Im DDR- und DDR2-Speicher mit derselben Betriebsfrequenz ist die Speicherlatenz des letzteren langsamer als die des ersteren. Zum Beispiel haben DDR 200 und DDR2-400 die gleiche Verzögerung, während letztere die doppelte Bandbreite hat. Tatsächlich haben DDR2-400 und DDR 400 die gleiche Bandbreite, beide sind 3.2 GB / s, aber die Kernbetriebsfrequenz von DDR400 beträgt 200 MHz und die Kernbetriebsfrequenz von DDR2-400 beträgt 100 MHz, was die Verzögerung von DDR2 bedeutet -400 Es ist höher als DDR400.
2) Kapselung und Wärmeerzeugung:
Der größte Durchbruch der DDR2-Speichertechnologie besteht eigentlich nicht darin, dass Benutzer die doppelte Übertragungskapazität von DDR in Betracht ziehen. Mit einer geringeren Wärmeerzeugung und einem geringeren Stromverbrauch kann DDR2 jedoch schnellere Frequenzerhöhungen und Durchbrüche erzielen. Die 400-MHz-Grenze der Standard-DDR.
DDR-Speicher ist normalerweise in einem TSOP-Chip verpackt. Dieses Paket kann gut bei 200MHz arbeiten. Wenn die Frequenz höher ist, erzeugen seine langen Pins eine hohe Impedanz und parasitäre Kapazität, die seine Leistung beeinträchtigen. Die Schwierigkeit der Stabilität und Frequenz nehmen zu. Aus diesem Grund ist es für die Kernfrequenz von DDR schwierig, 275 MHz zu durchbrechen. Und DDR2-Speicher nimmt FBGA-Paketform an. Anders als das derzeit weit verbreitete TSOP-Paket bietet das FBGA-Paket eine bessere elektrische Leistung und Wärmeableitung, was eine gute Garantie für den stabilen Betrieb von DDR2-Speichern und die Entwicklung zukünftiger Frequenzen bietet.
Der DDR2-Speicher verwendet eine Spannung von 1.8 V, die viel niedriger als der DDR-Standard von 2.5 V ist, wodurch ein erheblich geringerer Stromverbrauch und weniger Wärme erzielt werden. Diese Änderung ist erheblich.
2. Neue Technologien, die von DDR2 übernommen wurden:
Zusätzlich zu den oben genannten Unterschieden führt DDR2 drei neue Technologien ein: OCD, ODT und Post CAS.
OCD (Off-Chip Driver): Dies ist die sogenannte Offline-Antriebsanpassung. DDR II kann die Signalintegrität durch OCD verbessern. DDR II passt den Pull-Up/Pull-Down-Widerstandswert an, um die beiden Spannungen gleich zu machen. Verwenden Sie OCD, um die Signalintegrität zu verbessern, indem Sie die Neigung von DQ-DQS reduzieren; Verbesserung der Signalqualität durch Spannungsregelung.
ODT: ODT ist der Abschlusswiderstand des eingebauten Kerns. Wir wissen, dass auf dem Motherboard mit DDR-SDRAM eine große Anzahl von Abschlusswiderständen benötigt wird, um zu verhindern, dass das Signal am Datenleitungsanschluss reflektiert wird. Dies erhöht die Herstellungskosten des Motherboards erheblich. Tatsächlich haben unterschiedliche Speichermodule unterschiedliche Anforderungen an die Abschlussschaltung. Die Größe des Abschlusswiderstands bestimmt das Signalverhältnis und die Reflektivität der Datenleitung. Wenn der Abschlusswiderstand klein ist, ist die Signalreflexion der Datenleitung gering, aber auch das Signal-Rausch-Verhältnis ist gering; Wenn der Abschlusswiderstand hoch ist, wird das Signal-Rausch-Verhältnis der Datenleitung hoch, aber auch die Signalreflexion nimmt zu. Daher kann der Abschlusswiderstand auf dem Motherboard nicht sehr gut mit dem Speichermodul übereinstimmen und beeinflusst die Signalqualität in gewissem Maße. DDR2 kann entsprechend seiner eigenen Eigenschaften geeignete Abschlusswiderstände einbauen, um die beste Signalwellenform zu gewährleisten. Die Verwendung von DDR2 kann nicht nur die Kosten des Motherboards senken, sondern auch die beste Signalqualität erzielen, die von DDR unerreicht ist.
Post-CAS: Es soll die Nutzungseffizienz von DDR II-Speicher verbessern. Im Post-CAS-Betrieb kann das CAS-Signal (Lesen/Schreiben/Befehl) einen Taktzyklus nach dem RAS-Signal eingefügt werden, und der CAS-Befehl kann nach der zusätzlichen Verzögerung gültig bleiben (Additive Latency). Der ursprüngliche tRCD (RAS zu CAS und Verzögerung) wird durch AL (Additive Latency) ersetzt, die in 0, 1, 2, 3, 4 eingestellt werden kann. Da das CAS-Signal einen Taktzyklus nach dem RAS-Signal platziert wird, wird die ACT und CAS-Signale werden niemals kollidieren.
Im Allgemeinen verwendet DDR2 viele neue Technologien, um viele der Mängel von DDR zu beheben. Obwohl es derzeit viele Mängel in Bezug auf hohe Kosten und langsame Latenz aufweist, wird angenommen, dass diese Probleme mit der kontinuierlichen Verbesserung und Verbesserung der Technologie letztendlich gelöst werden. .
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