奇夢達和美光搶先三星推出DDR3內存
“半導體透視(SI)”公司日前披露,內存生廠商奇夢達和美光科技先于三星電子已經開始交付DDR3內存樣品,全球內存“老大”三星電子在DDR3方面處于落后地位。美光科技公司內存部門營銷主管比爾-勞爾(Bill Lauer)表示,今年中期,美光科技將量產1G的DDR3芯片,同時提供2G的芯片樣品。
據悉,DDR3的數據傳輸率高達每秒1.6Gb,是目前DDR2的兩倍。此外,DDR3的電壓從1.8V下降到了1.5V,意味著內存芯片功耗的降低,以及電腦和手機更長的續航時間。此外,在芯片封裝、引腳和信號方面,DDR3也有了全面的技術改進。SI公司的副總裁馬基表示,DDR3可以在不增加功耗的情況下極大提升數據存取性能。這是內存業界期盼已久的事情。據SI估計,DDR3的市場將在今年啟動,其中首先上市的將是800MHz頻率的512M和1G DDR3內存。
突破瓶頸 DDR3內存呼之欲出
2006年是PC處理器市場中波動的一年:AMD平臺接口整體升級,Intel推出了全新微架構的Core核心處理器,雙核處理器逐漸成為主流。隨著工藝制程的革新和新技術的應用,處理器的性能一直在穩步提高。但目前而言,無論是AMD還是Intel,只通過提高倍頻來制造更高主頻產品的辦法似乎已經走到了盡頭:AMD的產品一直無法突破3GHz大關,Intel的4GHz的Netburst微架構處理器也已經破產。
終,大家才發現采用更先進的微架構,使處理器工作在更高的外頻時鐘下才是獲得強大性能的可行辦法,酷睿2處理器的面世可以很好地說明這一點。但這樣又產生了一個新的問題:隨著處理器外頻的不斷提高,前端總線也相應提高,同時對內存帶寬的要求也大大提高。這必然要求有更高頻率的內存與之搭配。隨著高端處理器的陸續上市,DDR2 667內存已經漸漸不能滿足高端處理器對內存帶寬的需求,DDR2 800內存將逐漸替代DDR2 667成為市場的主流。但隨著處理器頻率的不斷提升,即便是DDR2 800內存也會逐漸成為系統性能提升的瓶頸。由于DDR2的數據傳輸頻率發展到800MHz時,其內核工作頻率已經達到了200MHz。因此受到DDR2內存本身設計的限制,其頻率不能滿足更高帶寬的平臺的使用,再向上提升較為困難。這就需要采用新的技術來保證速度的可持續性發展,所以早在幾年前便被提出的DDR3內存呼之欲出,用以滿足更高帶寬的需求。
DDR3比DDR2好在哪里?
DDR3內存采用100nm以下的生產工藝,并將工作電壓從1.8V降至1.5V,可以減少30%的功耗,I/O緩沖的電壓也更低,驅動阻抗也降低了。在工作頻率方面,DDR3內存將會從800MHz起跳,目前能夠達到1600Mhz的速度。由于目前快的DDR2內存已經達到800Mhz/1066Mhz的速度,因而在去年的Computex大展上有多個內存廠商展出了1333Mhz的DDR3內存模組。在性能方面,DDR3內存將擁有比DDR2內存好很多的帶寬功耗比(Bandwidth per watt)。對比現有DDR2-800產品,DDR3-800、1067及1333的功耗比分別為0.72X、0.83X及0.95X,不但內存帶寬大幅提升,功耗表現也比較出色。此外,DDR3內存還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。DDR3還增加了一些新特性,增加了異步重置(Reset)與ZQ校準功能,用ZQ阻值來校準數據。
相對于DDR2內存的4bit預取機制,DDR3內存模組的改進就是采用了8bit預取機制設計,也就是內部同時并發8位數據。在相同Cell頻率下,DDR3的數據傳輸率是DDR2的兩倍。這樣DRAM內核的頻率只有接口頻率的1/8,DDR3-800的核心工作頻率只有100MHz,當DRAM內核工作頻率為200MHz時,接口頻率已經達到了1600MHz。而當DDR3內存技術成熟時,相信有實力的內存廠商將推出DDR3-2000甚至2400的頻率更高的內存。
雖然內存發展出DDR2、DDR3等很多的類型,但是它們都是基于原始的DRAM單元,基本的DRAM架構仍然是現代內存類型的基礎。雖然有很多嘗試希望丟棄這種陳舊的以晶體管為基礎的存儲方式,出現了一些新的存儲技術,如MRAM(MAGnetoreSIStive RAM)、FRAM (Ferroelectric RAM)等,但是它們都沒有獲得足夠的成功。實際上,DRAM是一個晶體管和一個電容的結合體,很簡單也很高效。所有的現代內存類型都繼承了DRAM的優點和缺點:它需要刷新,以及有操作頻率的上限(這也是用電容充電來存儲數據的弊病)。可以說DRAM的頻率發展總是會面臨著瓶頸,廠商只有在讀取架構上做文章,通過多位預取、并行傳輸來提升內存的數據傳輸率。
DDR3內存技術解析
通過上面的介紹,我們也不難發現DDR3的優勢所在:它擁有更高的外部數據傳輸率,更先進的地址/命令與控制總線的拓樸架構,在保證性能的同時將能耗進一步降低。
DDR3在DDR2的基礎上采用了以下新型設計:
1.8bit預取設計。DDR2和早期的DDR架構系統,突發傳輸周期為4也是常用的,DDR2為4bit預取,DDR3為8bit預取,這樣DRAM內核的頻率只有接口頻率的1/8,DDR3-800的核心工作頻率只有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。這是為了提高系統性能而進行的重要改動,也是DDR3與DDR2的一個關鍵區別。在DDR3系統中,一個內存控制器只與一個內存通道打交道,而且這個內存通道只能有一個插槽,因此,內存控制器與DDR3內存模組之間是點對點(P2P)的關系(單物理Bank的模組),或者是點對雙點(Point-to-two-Point,P22P)的關系(雙物理Bank的模組),從而大大地減輕了地址/命令/控制與數據總線的負載。而在內存模組方面,與DDR2的類別相類似,也有標準DIMM(臺式PC)、SO-DIMM/Micro-DIMM(筆記本電腦)、FB-DIMM2(服務器)之分,其中第二代FB-DIMM將采用規格更高的AMB2(內存緩沖器)。
3.采用100nm以下的生產工藝,將工作電壓從1.8V降至1.5V,在DDR3系統中,對于內存系統工作非常重要的參考電壓信號VREF將分為兩個信號,即為命令與地址信號服務的VREFCA和為數據總線服務的VREFDQ,這將有效地提高系統數據總線的信噪等級。
4.增加異步重置(Reset)與ZQ校準功能。重置是DDR3新增的一項重要功能,并為此專門準備了一個引腳。這一引腳將使DDR3的初始化處理變得簡單。當Reset命令有效時,DDR3內存將停止所有操作,并切換至少量活動狀態,以節約電力。在Reset期間,DDR3內存將關閉內在的大部分功能,所有數據接收與發送器都將關閉,所有內部的程序裝置將復位,DLL(延遲鎖相環路)與時鐘電路將停止工作,而且不理睬數據總線上的任何動靜。這樣一來,將使DDR3達到節省電力的目的。
ZQ也是一個新增的腳,在這個引腳上接有一個240歐姆的低公差參考電阻。這個引腳通過一個命令集,通過片上校準引擎(On-Die Calibration Engine,ODCE)來自動校驗數據輸出驅動器導通電阻與ODT的終結電阻值。當系統發出這一指令后,將用相應的時鐘周期(在加電與初始化之后用512個時鐘周期,在退出自刷新操作后用256個時鐘周期、在其他情況下用64個時鐘周期)對導通電阻和ODT電阻進行重新校準。
DDR3內存樣品接連面世 將成未來主流(上)
更新時間: 2007-04-11 13:24:24來源: 粵嵌教育瀏覽量:401