針對(duì)Intel新型芯片的一代內(nèi)存技術(shù)(但目前主要用于顯卡內(nèi)存),頻率在800M以上,和DDR2相比優(yōu)勢(shì)如下:
(1)功耗和發(fā)熱量較?。何×薉DR2的教訓(xùn),在控制成本的基礎(chǔ)上減小了能耗和發(fā)熱量,使得DDR3更易于被用戶和廠家接受。
(2)工作頻率更高:由于能耗降低,DDR3可實(shí)現(xiàn)更高的工作頻率,在一定程度彌補(bǔ)了延遲時(shí)間較長(zhǎng)的缺點(diǎn),同時(shí)還可作為顯卡的賣點(diǎn)之一,這在搭配DDR3顯存的顯卡上已有所表現(xiàn)。
(3)降低顯卡整體成本:DDR2顯存顆粒規(guī)格多為4M X 32bit,搭配中高端顯卡常用的128MB顯存便需8顆。而DDR3顯存規(guī)格多為8M X 32bit,單顆顆粒容量較大,4顆即可構(gòu)成128MB顯存。如此一來(lái),顯卡PCB面積可減小,成本得以有效控制,此外,顆粒數(shù)減少后,顯存功耗也能進(jìn)一步降低。
(4)通用性好:相對(duì)于DDR變更到DDR2,DDR3對(duì)DDR2的兼容性更好。由于針腳、封裝等關(guān)鍵特性不變,搭配DDR2的顯示核心和公版設(shè)計(jì)的顯卡稍加修改便能采用DDR3顯存,這對(duì)廠商降低成本大有好處。
目前,DDR3顯存在新出的大多數(shù)中高端顯卡上得到了廣泛的應(yīng)用。
一、DDR3在DDR2基礎(chǔ)上采用的新型設(shè)計(jì):
DDR3
1.8bit預(yù)取設(shè)計(jì),而DDR2為4bit預(yù)取,這樣DRAM內(nèi)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)的拓樸架構(gòu),以減輕地址/命令與控制總線的負(fù)擔(dān)。
3.采用100nm以下的生產(chǎn)工藝,將工作電壓從1.8V降至1.5V,增加異步重置(Reset)與ZQ校準(zhǔn)功能。
二、DDR3與DDR2幾個(gè)主要的不同之處:
1.突發(fā)長(zhǎng)度(Burst Length,BL)
由于DDR3的預(yù)取為8bit,所以突發(fā)傳輸周期(Burst Length,BL)也固定為8,而對(duì)于DDR2和早期的DDR架構(gòu)系統(tǒng),BL=4也是常用的,DDR3為此增加了一個(gè)4bit Burst Chop(突發(fā)突變)模式,即由一個(gè)BL=4的讀取操作加上一個(gè)BL=4的寫入操作來(lái)合成一個(gè)BL=8的數(shù)據(jù)突發(fā)傳輸,屆時(shí)可通過(guò)A12地址線來(lái)控制這一突發(fā)模式。而且需要指出的是,任何突發(fā)中斷操作都將在DDR3內(nèi)存中予以禁止,且不予支持,取而代之的是更靈活的突發(fā)傳輸控制(如4bit順序突發(fā))。
2.尋址時(shí)序(Timing)
就像DDR2從DDR轉(zhuǎn)變而來(lái)后延遲周期數(shù)增加一樣,DDR3的CL周期也將比DDR2有所提高。DDR2的CL范圍一般在2~5之間,而DDR3則在5~11之間,且附加延遲(AL)的設(shè)計(jì)也有所變化。DDR2時(shí)AL的范圍是0~4,而DDR3時(shí)AL有三種選項(xiàng),分別是0、CL-1和CL-2。另外,DDR3還新增加了一個(gè)時(shí)序參數(shù)——寫入延遲(CWD),這一參數(shù)將根據(jù)具體的工作頻率而定。
3.DDR3新增的重置(Reset)功能
重置是DDR3新增的一項(xiàng)重要功能,并為此專門準(zhǔn)備了一個(gè)引腳。DRAM業(yè)界很早以前就要求增加這一功能,如今終于在DDR3上實(shí)現(xiàn)了。這一引腳將使DDR3的初始化處理變得簡(jiǎn)單。當(dāng)Reset命令有效時(shí),DDR3內(nèi)存將停止所有操作,并切換至最少量活動(dòng)狀態(tài),以節(jié)約電力。
在Reset期間,DDR3內(nèi)存將關(guān)閉內(nèi)在的大部分功能,所有數(shù)據(jù)接收與發(fā)送器都將關(guān)閉,所有內(nèi)部的程序裝置將復(fù)位,DLL(延遲鎖相環(huán)路)與時(shí)鐘電路將停止工作,而且不理睬數(shù)據(jù)總線上的任何動(dòng)靜。這樣一來(lái),將使DDR3達(dá)到最節(jié)省電力的目的。
4.DDR3新增ZQ校準(zhǔn)功能
ZQ也是一個(gè)新增的腳,在這個(gè)引腳上接有一個(gè)240歐姆的低公差參考電阻。這個(gè)引腳通過(guò)一個(gè)命令集,通過(guò)片上校準(zhǔn)引擎(On-Die Calibration Engine,ODCE)來(lái)自動(dòng)校驗(yàn)數(shù)據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)通電阻與ODT的終結(jié)電阻值。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出這一指令后,將用相應(yīng)的時(shí)鐘周期(在加電與初始化之后用512個(gè)時(shí)鐘周期,在退出自刷新操作后用256個(gè)時(shí)鐘周期、在其他情況下用64個(gè)時(shí)鐘周期)對(duì)導(dǎo)通電阻和ODT電阻進(jìn)行重新校準(zhǔn)。
5.參考電壓分成兩個(gè)
在DDR3系統(tǒng)中,對(duì)于內(nèi)存系統(tǒng)工作非常重要的參考電壓信號(hào)VREF將分為兩個(gè)信號(hào),即為命令與地址信號(hào)服務(wù)的VREFCA和為數(shù)據(jù)總線服務(wù)的VREFDQ,這將有效地提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的信噪等級(jí)。
6.點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接(Point-to-Point,P2P)
這是為了提高系統(tǒng)性能而進(jìn)行的重要改動(dòng),也是DDR3與DDR2的一個(gè)關(guān)鍵區(qū)別。在DDR3系統(tǒng)中,一個(gè)內(nèi)存控制器只與一個(gè)內(nèi)存通道打交道,而且這個(gè)內(nèi)存通道只能有一個(gè)插槽,因此,內(nèi)存控制器與DDR3內(nèi)存模組之間是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(P2P)的關(guān)系(單物理Bank的模組),或者是點(diǎn)對(duì)雙點(diǎn)(Point-to-two-Point,P22P)的關(guān)系(雙物理Bank的模組),從而大大地減輕了地址/命令/控制與數(shù)據(jù)總線的負(fù)載。而在內(nèi)存模組方面,與DDR2的類別相類似,也有標(biāo)準(zhǔn)DIMM(臺(tái)式PC)、SO-DIMM/Micro-DIMM(筆記本電腦)、FB-DIMM2(服務(wù)器)之分,其中第二代FB-DIMM將采用規(guī)格更高的AMB2(高級(jí)內(nèi)存緩沖器)。
面向64位構(gòu)架的DDR3顯然在頻率和速度上擁有更多的優(yōu)勢(shì),此外,由于DDR3所采用的根據(jù)溫度自動(dòng)自刷新、局部自刷新等其它一些功能,在功耗方面DDR3也要出色得多,因此,它可能首先受到移動(dòng)設(shè)備的歡迎,就像最先迎接DDR2內(nèi)存的不是臺(tái)式機(jī)而是服務(wù)器一樣。在CPU外頻提升最迅速的PC臺(tái)式機(jī)領(lǐng)域,DDR3未來(lái)也是一片光明。目前Intel所推出的新芯片-熊湖(Bear Lake),其將支持DDR3規(guī)格,而AMD也預(yù)計(jì)同時(shí)在K9平臺(tái)上支持DDR2及DDR3兩種規(guī)格。
DDR3內(nèi)存的技術(shù)改進(jìn)
邏輯Bank數(shù)量
DDR2 SDRAM中有4Bank和8Bank的設(shè)計(jì),目的就是為了應(yīng)對(duì)未來(lái)大容量芯片的需求。而DDR3很可能將從2Gb容量起步,因此起始的邏輯Bank就是8個(gè),另外還為未來(lái)的16個(gè)邏輯Bank做好了準(zhǔn)備。
封裝(Packages)
DDR3由于新增了一些功能,所以在引腳方面會(huì)有所增加,8bit芯片采用78球FBGA封裝,16bit芯片采用96球FBGA封裝,而DDR2則有60/68/84球FBGA封裝三種規(guī)格。并且DDR3必須是綠色封裝,不能含有任何有害物質(zhì)。
突發(fā)長(zhǎng)度(BL,Burst Length)
由于DDR3的預(yù)取為8bit,所以突發(fā)傳輸周期(BL,Burst Length)也固定為8,而對(duì)于DDR2和早期的DDR架構(gòu)的系統(tǒng),BL=4也是常用的,DDR3為此增加了一個(gè)4-bit Burst Chop(突發(fā)突變)模式,即由一個(gè)BL=4的讀取操作加上一個(gè)BL=4的寫入操作來(lái)合成一個(gè)BL=8的數(shù)據(jù)突發(fā)傳輸,屆時(shí)可通過(guò)A12地址線來(lái)控制這一突發(fā)模式。而且需要指出的是,任何突發(fā)中斷操作都將在DDR3內(nèi)存中予以禁止,且不予支持,取而代之的是更靈活的突發(fā)傳輸控制(如4bit順序突發(fā))。
尋址時(shí)序(Timing)
就像DDR2從DDR轉(zhuǎn)變而來(lái)后延遲周期數(shù)增加一樣,DDR3的CL周期也將比DDR2有所提高。DDR2的CL范圍一般在2至5之間,而DDR3則在5至11之間,且附加延遲(AL)的設(shè)計(jì)也有所變化。DDR2時(shí)AL的范圍是0至4,而DDR3時(shí)AL有三種選項(xiàng),分別是0、CL-1和CL-2。另外,DDR3還新增加了一個(gè)時(shí)序參數(shù)——寫入延遲(CWD),這一參數(shù)將根據(jù)具體的工作頻率而定。