DDR2 SDRAM

Конструктивно новый тип оперативной памяти DDR2 SDRAM был выпущен в 2004 году. Основываясь на технологии DDR SDRAM, этот тип памяти за счёт технических изменений показывает более высокое быстродействие и предназначен для использования на современных компьютерах. Память может работать с тактовой частотой шины 200, 266, 333, 337, 400, 533, 575 и 600 МГц. При этом эффективная частота передачи данных соответственно будет 400, 533, 667, 675, 800, 1066, 1150 и 1200 МГц. Некоторые производители модулей памяти помимо стандартных частот выпускают и образцы, работающие на нестандартных (промежуточных) частотах. Они предназначены для использования в разогнанных системах, где требуется запас по частоте. Время полного доступа — 25, 11,25, 9, 7,5 нс и менее. Время рабочего цикла — от 5 до 1,67 нс.

Ячейки памяти остались те же, что и у DDR, но теперь используются более быстрые буферы ввода-вывода, также увеличилась ширина шины, которая связывает эти буферы с банками памяти. Например, у DDR2-400 частота ядра памяти равна 100 МГц, а буферов ввода-вывода — 200 МГц.

Основная особенность DDR2 — возможность выборки четырех блоков данных за такт по правилу "4n prefetch", в то время как в DDR использовалось правило "2n prefetch" (два блока данных за такт). Если у DDR частота ядра памяти и буферов ввода-вывода была одинаковой (например, у DDR400 она равнялась 200 МГц), то теперь у DDR2 за счет правила "4n prefetch" частота ядра памяти вдвое ниже частоты буферов ввода-вывода.

Существует ещё одно весомое преимущество DDR2: чем ниже частота ядра, тем меньше процент брака готовых модулей.

Однако существует и обратная сторона медали. Сравним DDR400 и DDR2-400 — пропускная способность у них одинаковая, банки памяти работают на разных частотах (200 МГц и 100 МГц соответственно). Вот и получается, что латентность (задержка) DDR2-400 выше, чем у DDR400.

В DDR2 появилась функция внутричипового терминирования сигнала (on-die termination schemes) — резисторы, гасящие отраженные сигналы, располагаются в чипах памяти, а не на материнских платах, как раньше. Это улучшает характеристики прохождения сигналов по шине памяти.

С приходом DDR2 мы получили новый форм-фактор памяти — 240 контактов (вместо 184-х у DDR). Понизилось энергопотребление — 1,8 Вт (DDR — 2,5 Вт). Кроме того, стандарт DDR2 предусматривает максимальную емкость модулей памяти до 4 Гб (DDR — до 1 Гб).

Рис. 11. Схематическое представление передачи данных в микросхеме памяти
DDR2-800.

Наиболее естественным путем решения проблемы достижения более высоких тактовых частот при переходе от DDR к DDR2 явилось снижение тактовой частоты внутренней шины данных вдвое по отношению к реальной тактовой частоте внешней шины данных (частоте буферов ввода-вывода). Так, в рассматриваемом примере микросхем памяти DDR2-800 (рис. 10) частота буферов ввода-вывода составляет 400 МГц, а «эффективная» частота внешней шины данных — 800 МГц (поскольку сущность технологии Double Data Rate остается в силе — данные по-прежнему передаются как по восходящему, так и по нисходящему полупериоду синхросигнала). При этом частота внутренней шины данных составляет всего 200 МГц, поэтому для передачи 1 бита (по каждой линии данных) за такт внешней шины данных с эффективной частотой 800 МГц на каждом такте 200-МГц внутренней шины данных требуется передача уже 4 бит данных. Иными словами, внутренняя шина данных микросхемы памяти DDR2 должна быть в 4 раза шире по сравнению с ее внешней шиной. Такая схема доступа к данным, реализованная в DDR2, называется схемой «4n-предвыборки» (4n-prefetch). Ее преимущества перед схемой 2 n -prefetch, реализованной в DDR, очевидны. С одной стороны, для достижения равной пиковой пропускной способности можно использовать вдвое меньшую внутреннюю частоту микросхем памяти (200 МГц для DDR-400 и всего 100 МГц для DDR2-400, что позволяет значительно снизить энергопотребление). С другой стороны, при равной внутренней частоте функционирования микросхем DDR и DDR2 (200 МГц как для DDR-400, так и DDR2-800) последние будут характеризоваться вдвое большей теоретической пропускной способностью.

Но очевидны и недостатки — функционирование микросхем DDR2 на вдвое меньшей частоте (в условиях равенства теоретической пропускной способности устройств DDR и DDR2) и использование более сложной схемы преобразования «4-1» приводит к ощутимому возрастанию задержек, что и наблюдалось на практике в ходе исследования первых образцов модулей памяти DDR2

Поиск по сайту: