DDR2 (Double Data Rate 2) SDRAM es un estándar de tecnología de memoria de nueva generación desarrollado por JEDEC (Comité Conjunto de Ingeniería de Equipos Electrónicos). La mayor diferencia entre este y el estándar de tecnología de memoria DDR de la generación anterior es que, aunque el mismo usa el reloj ascendente / El método básico de transmisión de datos con retardo descendente, la memoria DDR2 tiene el doble de capacidad de lectura previa que la memoria DDR de la generación anterior ( es decir: recuperación previa de lectura de datos de 4 bits). En otras palabras, la memoria DDR2 puede leer / escribir datos a 4 veces la velocidad del bus externo por reloj y puede funcionar a 4 veces la velocidad del bus de control interno.
1. Principios básicos:
En comparación con DDR, la principal mejora de DDR2 es que puede proporcionar el doble de ancho de banda que la memoria DDR cuando la velocidad del módulo de memoria es la misma. Esto se logra principalmente mediante el uso eficiente de dos núcleos DRAM en cada dispositivo. Por el contrario, la memoria DDR solo puede usar un núcleo DRAM en cada dispositivo. Técnicamente hablando, todavía hay un solo núcleo DRAM en la memoria DDR2, pero se puede acceder a él en paralelo, procesando 4 datos en lugar de dos en cada acceso.
En combinación con el búfer de datos que se ejecuta a doble velocidad, la memoria DDR2 puede procesar hasta 4 bits de datos en cada ciclo de reloj, que es el doble de los datos de 2 bits que pueden ser procesados por la memoria DDR tradicional. Otra mejora de la memoria DDR2 es que utiliza el empaquetado FBGA en lugar del método TSOP tradicional.
Sin embargo, aunque la memoria DDR2 usa la misma velocidad del núcleo DRAM que la DDR, todavía tenemos que usar una nueva placa base para que coincida con la memoria DDR2 porque las especificaciones físicas de DDR2 son incompatibles con DDR. Primero, la interfaz es diferente. DDR2 tiene 240 pines, mientras que la memoria DDR tiene 184 pines. En segundo lugar, el voltaje VDIMM de la memoria DDR2 es de 1.8 V, que también es diferente de los 2.5 V de la memoria DDR.
Además, debido a que el estándar DDR2 estipula que todas las memorias DDR2 están empaquetadas en FBGA, a diferencia del paquete TSOP / TSOP-II ampliamente utilizado actualmente, el paquete FBGA puede proporcionar un mejor rendimiento eléctrico y disipación de calor, que es una memoria DDR2 estable. El trabajo y el desarrollo de frecuencias futuras proporcionan una base sólida. Recordando el desarrollo de DDR, desde la primera generación de DDR200 aplicada a computadoras personales a través de DDR266, DDR333 hasta la tecnología DDR400 de doble canal actual, el desarrollo de la primera generación de DDR ha alcanzado el límite de la tecnología y ha sido difícil de mejorar. memoria a través de métodos convencionales. Con el desarrollo de la última tecnología de procesador de Intel, el bus frontal requiere un ancho de banda de memoria cada vez mayor, y la tendencia general será la memoria DDR2 con frecuencias operativas más altas y más estables.
Antes de comprender muchas tecnologías nuevas de memoria DDR2, veamos primero un conjunto de datos que comparan las tecnologías DDR y DDR2.
1) Problema de retraso:
Como se puede ver en la tabla anterior, bajo la misma frecuencia central, la frecuencia operativa real de DDR2 es el doble que la de DDR. Esto se debe al hecho de que la memoria DDR2 tiene el doble de capacidad de lectura previa de 4BIT que la memoria DDR estándar. En otras palabras, aunque DDR2, como DDR, utiliza el método básico de transmisión de datos al mismo tiempo que el retardo de subida y bajada del reloj, DDR2 tiene el doble de capacidad que DDR para pre-leer datos de comandos del sistema. En otras palabras, bajo la misma frecuencia operativa de 100MHz, la frecuencia real de DDR es de 200MHz, mientras que DDR2 puede alcanzar los 400MHz.
De esta forma surge otro problema: en memorias DDR y DDR2 con la misma frecuencia de funcionamiento, la latencia de la memoria de esta última es más lenta que la de la primera. Por ejemplo, DDR 200 y DDR2-400 tienen el mismo retraso, mientras que este último tiene el doble de ancho de banda. De hecho, DDR2-400 y DDR 400 tienen el mismo ancho de banda, ambos son de 3.2GB / s, pero la frecuencia operativa central de DDR400 es 200MHz, y la frecuencia operativa central de DDR2-400 es 100MHz, lo que significa el retraso de DDR2 -400 Es más alto que DDR400.
2) Encapsulación y generación de calor:
El mayor avance de la tecnología de memoria DDR2 no es en realidad que los usuarios piensen el doble de la capacidad de transmisión de DDR, sino que con una menor generación de calor y un menor consumo de energía, DDR2 puede lograr avances y aumentos de frecuencia más rápidos. El límite de 400MHZ de DDR estándar.
La memoria DDR generalmente está empaquetada en un chip TSOP. Este paquete puede funcionar bien a 200MHz. Cuando la frecuencia es más alta, sus pines largos generarán alta impedancia y capacitancia parásita, lo que afectará su rendimiento. La dificultad de estabilidad y frecuencia aumenta. Por eso es difícil que la frecuencia central de DDR supere los 275 MHZ. Y la memoria DDR2 adopta el formato de paquete FBGA. A diferencia del paquete TSOP ampliamente utilizado actualmente, el paquete FBGA proporciona un mejor rendimiento eléctrico y disipación de calor, lo que proporciona una buena garantía para el funcionamiento estable de la memoria DDR2 y el desarrollo de frecuencias futuras.
La memoria DDR2 usa voltaje de 1.8V, que es mucho más bajo que el estándar DDR de 2.5V, lo que proporciona un consumo de energía significativamente menor y menos calor. Este cambio es significativo.
2. Nuevas tecnologías adoptadas por DDR2:
Además de las diferencias mencionadas anteriormente, DDR2 también introduce tres nuevas tecnologías, son OCD, ODT y Post CAS.
TOC - Trastorno Obsesivo Compulsivo (Controlador fuera de chip): este es el llamado ajuste de la unidad fuera de línea. DDR II puede mejorar la integridad de la señal a través de OCD. DDR II ajusta el valor de resistencia de pull-up / pull-down para igualar los dos voltajes. Utilice OCD para mejorar la integridad de la señal reduciendo la inclinación de DQ-DQS; mejorar la calidad de la señal controlando el voltaje.
ODT: ODT es la resistencia de terminación del núcleo integrado. Sabemos que se necesita una gran cantidad de resistencias de terminación en la placa base utilizando DDR SDRAM para evitar que la señal se refleje en el terminal de la línea de datos. Aumenta enormemente el costo de fabricación de la placa base. De hecho, diferentes módulos de memoria tienen diferentes requisitos para el circuito de terminación. El tamaño de la resistencia de terminación determina la relación de señal y la reflectividad de la línea de datos. Si la resistencia de terminación es pequeña, la reflexión de la señal de la línea de datos es baja pero la relación señal / ruido también es baja; Si la resistencia de terminación es alta, la relación señal / ruido de la línea de datos será alta, pero la reflexión de la señal también aumentará. Por lo tanto, la resistencia de terminación en la placa base no puede coincidir muy bien con el módulo de memoria y afectará la calidad de la señal hasta cierto punto. DDR2 puede incorporar resistencias de terminación adecuadas de acuerdo con sus propias características, para garantizar la mejor forma de onda de señal. El uso de DDR2 no solo puede reducir el costo de la placa base, sino también obtener la mejor calidad de señal, que no tiene comparación con DDR.
Publicar CAS: Está configurado para mejorar la eficiencia de uso de la memoria DDR II. En la operación Post CAS, la señal CAS (lectura / escritura / comando) se puede insertar un ciclo de reloj después de la señal RAS, y el comando CAS puede permanecer válido después del retardo adicional (latencia aditiva). El tRCD original (RAS a CAS y retardo) se reemplaza por AL (latencia aditiva), que se puede configurar en 0, 1, 2, 3, 4. Dado que la señal CAS se coloca un ciclo de reloj después de la señal RAS, el ACT y las señales CAS nunca colisionarán.
En general, DDR2 utiliza muchas tecnologías nuevas para mejorar muchas de las deficiencias de DDR. Aunque actualmente tiene muchas deficiencias en términos de alto costo y latencia lenta, se cree que con la mejora continua y la mejora de la tecnología, estos problemas eventualmente se resolverán. .
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