ddr3硬件电路设计——经验

DDR2时代随着CPU性能不断提高,我们对内存性能的要求也逐步升级。不可否认,紧紧依高频率提升带宽的DDR迟早会力不从心,因此JEDEC组织很早就开始酝酿DDR2标准,加上LGA775接口的915/925以及最新的945等新平台开始对DDR2内存的支持,所以DDR2内存将开始演义内存领域的今天。DDR2能够在100MHz的发信频率基础上提供每插脚最少400MB/s的带宽,而且其接口将运行于1.8V电压上,从而进一步降低发热量,以便提高频率。此外,DDR2将融入CAS、OCD、ODT等新性能指标和中断指令,提升内存带宽的利用率。从JEDEC组织者阐述的DDR2标准来看,针对PC等市场的DDR2内存将拥有400、533、667MHz等不同的时钟频率。高端的DDR2内存将拥有800、1000MHz两种频率。DDR-II内存将采用200-、220-、240-针脚的FBGA封装形式。最初的DDR2内存将采用0.13微米的生产工艺,内存颗粒的电压为1.8V,容量密度为512MB。内存技术在2005年将会毫无悬念,SDRAM为代表的静态内存在五年内不会普及。QBM与RDRAM内存也难以挽回颓势,因此DDR与DDR2共存时代将是铁定的事实。PC-100的“接班人”除了PC一133以外,VCM(VirXualChannelMemory)也是很重要的一员。VCM即“虚拟通道存储器”,这也是目前大多数较新的芯片组支持的一种内存标准,VCM内存主要根据由NEC公司开发的一种“缓存式DRAM”技术制造而成,它集成了“通道缓存”,由高速寄存器进行配置和控制。在实现高速数据传输的同时,VCM还维持着对传统SDRAM的高度兼容性,所以通常也把VCM内存称为VCMSDRAM。VCM与SDRAM的差别在于不论是否经过CPU处理的数据,都可先交于VCM进行处理,而普通的SDRAM就只能处理经CPU处理以后的数据,所以VCM要比SDRAM处理数据的速度快20%以上。目前可以支持VCMSDRAM的芯片组很多,包括:Intel的815E、VIA的694X等。3.RDRAMIntel在推出:PC-100后,由于技术的发展,PC-100内存的800MB/s带宽已经不能满足需求,而PC-133的带宽提高并不大(1064MB/s),同样不能满足日后的发展需求。Intel为了达到独占市场的目的,与Rambus公司联合在PC市场推广RambusDRAM(DirectRambusDRAM)。RambusDRAM是:Rambus公司最早提出的一种内存规格,采用了新一代高速简单内存架构,基于一种RISC(ReducedInstructionSetComputing,精简指令集计算机)理论,从而可以减少数据的复杂性,使得整个系统性能得到提高。Rambus使用400MHz的16bit总线,在一个时钟周期内,可以在上升沿和下降沿的同时传输数据,这样它的实际速度就为400MHz×2=800MHz,理论带宽为(16bit×2×400MHz/8)1.6GB/s,相当于PC-100的两倍。另外,Rambus也可以储存9bit字节,额外的一比特是属于保留比特,可能以后会作为:ECC(ErroI·CheckingandCorrection,错误检查修正)校验位。Rambus的时钟可以高达400MHz,而且仅使用了30条铜线连接内存控制器和RIMM(RambusIn-lineMemoryModules,Rambus内嵌式内存模块),减少铜线的长度和数量就可以降低数据传输中的电磁干扰,从而快速地提高内存的工作频率。不过在高频率下,其发出的热量肯定会增加,因此第一款Rambus内存甚至需要自带散热风扇。DDR3时代DDR3相比起DDR2有更低的工作电压,从DDR2的1.8V降落到1.5V,性能更好更为省电;DDR2的4bit预读升级为8bit预读。DDR3目前最高能够达到2000Mhz的速度,尽管目前最为快速的DDR2内存速度已经提升到800Mhz/1066Mhz的速度,但是DDR3内存模组仍会从1066Mhz起跳。一、DDR3在DDR2基础上采用的新型设计:1.8bit预取设计,而DDR2为4bit预取,这样DRAM内核的频率只有接口频率的1/8,DDR3-800的核心工作频率只有100MHz。2.采用点对点的拓朴架构,以减轻地址/命令与控制总线的负担。3.采用100nm以下的生产工艺,将工作电压从1.8V降至1.5V,增加异步重置(Reset)与ZQ校准功能。部分厂商已经推出1.35V的低压版DDR3内存。DDR4时代内存厂商预计在2012年,DDR4时代将开启,起步频率降至1.2V,而频率提升至2133MHz,次年进一步将电压降至1.0V,频率则实现2667MHz。[1]新一代的DDR4内存将会拥有两种规格。根据多位半导体业界相关人员的介绍,DDR4内存将会是Single-endedSignaling(传统SE信号)方式DifferentialSignaling(差分信号技术)方式并存。其中AMD公司的PhilHester先生也对此表示了确认。预计这两个标准将会推出不同的芯片产品,因此在DDR4内存时代我们将会看到两个互不兼容的内存产品。

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