DDR2 (Double Data Rate 2) SDRAM è uno standard di tecnologia di memoria di nuova generazione sviluppato da JEDEC (Joint Electronic Equipment Engineering Committee). La più grande differenza tra esso e lo standard della tecnologia di memoria DDR della generazione precedente è che sebbene lo stesso utilizzi il clock crescente/Il metodo di base della trasmissione dei dati durante il ritardo decrescente, la memoria DDR2 ha il doppio della capacità di pre-lettura della memoria DDR della generazione precedente ( ad esempio: lettura dei dati a 4 bit pre-lettura). In altre parole, la memoria DDR2 può leggere/scrivere dati a 4 volte la velocità del bus esterno per clock e può funzionare a 4 volte la velocità del bus di controllo interno.
1. Principi di base:
Rispetto a DDR, il principale miglioramento di DDR2 è che può fornire il doppio della larghezza di banda della memoria DDR quando la velocità del modulo di memoria è la stessa. Ciò si ottiene principalmente attraverso l'uso efficiente di due core DRAM su ciascun dispositivo. Al contrario, la memoria DDR può utilizzare solo un core DRAM su ciascun dispositivo. Tecnicamente parlando, c'è ancora solo un core DRAM sulla memoria DDR2, ma è possibile accedervi in parallelo, elaborando 4 dati invece di due in ogni accesso.
In combinazione con il buffer di dati che funziona a velocità doppia, la memoria DDR2 può elaborare fino a 4 bit di dati in ogni ciclo di clock, che è il doppio dei dati a 2 bit che possono essere elaborati dalla memoria DDR tradizionale. Un altro miglioramento della memoria DDR2 è che utilizza il packaging FBGA invece del tradizionale metodo TSOP.
Tuttavia, sebbene la memoria DDR2 utilizzi la stessa velocità del core DRAM di DDR, dobbiamo comunque utilizzare una nuova scheda madre per abbinare la memoria DDR2 perché le specifiche fisiche di DDR2 sono incompatibili con DDR. Innanzitutto, l'interfaccia è diversa. DDR2 ha 240 pin, mentre la memoria DDR ha 184 pin. In secondo luogo, la tensione VDIMM della memoria DDR2 è di 1.8 V, che è anche diversa dai 2.5 V della memoria DDR.
Inoltre, poiché lo standard DDR2 prevede che tutte le memorie DDR2 siano confezionate in FBGA, a differenza del pacchetto TSOP/TSOP-II attualmente ampiamente utilizzato, il pacchetto FBGA può fornire migliori prestazioni elettriche e dissipazione del calore, che è una memoria DDR2 stabile. Il lavoro e lo sviluppo delle frequenze future forniscono una solida base. Ricordando lo sviluppo della DDR, dalla prima generazione di DDR200 applicata ai personal computer attraverso DDR266, DDR333 all'odierna tecnologia DDR400 a doppio canale, lo sviluppo della prima generazione di DDR ha raggiunto il limite della tecnologia, ed è stato difficile migliorare memoria attraverso metodi convenzionali. Con lo sviluppo della più recente tecnologia di processore Intel, il bus front-side richiede una larghezza di banda della memoria sempre maggiore e la memoria DDR2 con frequenze operative sempre più stabili sarà la tendenza generale.
Prima di comprendere molte nuove tecnologie di memoria DDR2, diamo prima un'occhiata a una serie di dati che confrontano le tecnologie DDR e DDR2.
1) Problema di ritardo:
Come si può vedere dalla tabella sopra, a parità di frequenza del core, la frequenza operativa effettiva di DDR2 è il doppio di quella di DDR. Ciò è dovuto al fatto che la memoria DDR2 ha il doppio della capacità di pre-lettura a 4BIT della memoria DDR standard. In altre parole, sebbene DDR2, come DDR, utilizzi il metodo di base della trasmissione dei dati contemporaneamente al ritardo di salita e discesa dell'orologio, DDR2 ha il doppio della capacità di DDR di pre-leggere i dati di comando del sistema. In altre parole, con la stessa frequenza operativa di 100 MHz, la frequenza effettiva di DDR è di 200 MHz, mentre DDR2 può raggiungere i 400 MHz.
In questo modo si pone un altro problema: nelle memorie DDR e DDR2 con la stessa frequenza operativa, la latenza della memoria di queste ultime è più lenta della prima. Ad esempio, DDR 200 e DDR2-400 hanno lo stesso ritardo, mentre quest'ultima ha il doppio della larghezza di banda. In effetti, DDR2-400 e DDR 400 hanno la stessa larghezza di banda, sono entrambe 3.2 GB / s, ma la frequenza operativa principale di DDR400 è 200 MHz e la frequenza operativa principale di DDR2-400 è 100 MHz, il che significa che il ritardo di DDR2 -400 È superiore a DDR400.
2) Incapsulamento e generazione di calore:
Il più grande passo avanti della tecnologia di memoria DDR2 in realtà non è che gli utenti pensino il doppio della capacità di trasmissione di DDR, ma con una minore generazione di calore e un minore consumo energetico, DDR2 può ottenere aumenti di frequenza più rapidi e scoperte. Il limite di 400 MHZ di DDR standard.
La memoria DDR è solitamente impacchettata nel chip TSOP. Questo pacchetto può funzionare bene a 200MHz. Quando la frequenza è più alta, i suoi pin lunghi genereranno un'elevata impedenza e capacità parassita, che influenzeranno le sue prestazioni. La difficoltà di stabilità e frequenza aumenta. Questo è il motivo per cui è difficile che la frequenza centrale di DDR superi i 275 MHZ. E la memoria DDR2 adotta il modulo del pacchetto FBGA. Diverso dal pacchetto TSOP attualmente ampiamente utilizzato, il pacchetto FBGA offre migliori prestazioni elettriche e dissipazione del calore, che fornisce una buona garanzia per il funzionamento stabile della memoria DDR2 e lo sviluppo di frequenze future.
La memoria DDR2 utilizza una tensione di 1.8 V, che è molto inferiore allo standard DDR da 2.5 V, fornendo così un consumo energetico notevolmente inferiore e meno calore. Questo cambiamento è significativo.
2. Nuove tecnologie adottate da DDR2:
Oltre alle differenze sopra menzionate, DDR2 introduce anche tre nuove tecnologie, sono OCD, ODT e Post CAS.
OCD (Driver off-chip): questa è la cosiddetta regolazione dell'unità offline. DDR II può migliorare l'integrità del segnale tramite OCD. DDR II regola il valore della resistenza pull-up/pull-down per rendere uguali le due tensioni. Utilizzare l'OCD per migliorare l'integrità del segnale riducendo l'inclinazione di DQ-DQS; migliorare la qualità del segnale controllando la tensione.
ODT: ODT è la resistenza di terminazione del nucleo integrato. Sappiamo che è necessario un gran numero di resistori di terminazione sulla scheda madre utilizzando DDR SDRAM per evitare che il segnale venga riflesso sul terminale della linea dati. Aumenta notevolmente il costo di produzione della scheda madre. Infatti, moduli di memoria differenti hanno requisiti differenti per il circuito di terminazione. La dimensione del resistore di terminazione determina il rapporto del segnale e la riflettività della linea dati. Se la resistenza di terminazione è piccola, la riflessione del segnale della linea dati è bassa ma anche il rapporto segnale/rumore è basso; Se la resistenza di terminazione è elevata, il rapporto segnale/rumore della linea dati sarà elevato, ma aumenterà anche la riflessione del segnale. Pertanto, la resistenza di terminazione sulla scheda madre non può corrispondere molto bene al modulo di memoria e influirà in una certa misura sulla qualità del segnale. DDR2 può incorporare resistori di terminazione adeguati in base alle proprie caratteristiche, in modo da garantire la migliore forma d'onda del segnale. L'utilizzo di DDR2 può non solo ridurre il costo della scheda madre, ma anche ottenere la migliore qualità del segnale, che non ha eguali in DDR.
Posta CAS: È impostato per migliorare l'efficienza di utilizzo della memoria DDR II. Nell'operazione Post CAS, il segnale CAS (read/write/command) può essere inserito un ciclo di clock dopo il segnale RAS e il comando CAS può rimanere valido dopo il ritardo aggiuntivo (Additive Latency). Il tRCD originale (da RAS a CAS e ritardo) è sostituito da AL (Latenza additiva), che può essere impostato in 0, 1, 2, 3, 4. Poiché il segnale CAS è posizionato un ciclo di clock dopo il segnale RAS, l'ACT e i segnali CAS non si scontreranno mai.
In generale, DDR2 utilizza molte nuove tecnologie per migliorare molte delle carenze di DDR. Sebbene attualmente presenti molte carenze in termini di costi elevati e latenza lenta, si ritiene che con il miglioramento continuo e il miglioramento della tecnologia, questi problemi verranno alla fine risolti. .
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