DDR3内存的优势Word文件下载.docx

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容量标准

512MB-8GB

256MB-4GB

CL（CAS潜伏期）

5/6/7/8/9/10/11

3/4/5/6

AL（附加潜伏期）

0/CL-1/CL-2

0/1/2/3/4

RL（读取潜伏期）

AL+CL

WL（写入潜伏期）

AL+CWLCWL=5/6/7/8

RL-1

预取设计（bit）

8

4

逻辑Bank数量

8（512MB/1GB/2GB/4GB/8GB）

16

4（256MB/512MB）

8（1GB/2GB/4GB）

突发长度

BC4/BL8

BL4/BL8

封装

FBGA

78-ball:

x4/x8

96-ball:

x16

60-ball:

84-ball:

引脚标准

240PinDIMM

DDR3和DDR2基本规格对比

　　在上面那张规格对比表上，能看到DDR3相对于DDR2作了许多改良性和突破性的设计，在接下来的文章中，我们将尽可能用浅显的文字去理解DDR3的一些重要设计。

◆DDR3核心设计：

8-bit预取，提升带宽的关键技术

　　在本文开始就谈到，DDR3的催生是源于处理器外频增加引起的对内存带宽增长需求，也就是说，DDR3它存在的最根本意义在于能提供比DDR2更高的数据传输率。

下面这张表列举了目前DDR2/DDR3所能提供的带宽：

内存

标准

核心

频率

I/O

有效传输

频　　率

单通道

带　宽

双通道

DDR2-667

PC2-5300

166MHz

333MHz

667MHz

5.3GB/s

10.6GB/s

DDR2-800

PC2-6400

200MHz

400MHz

800MHz

6.4GB/s

12.8GB/s

DDR3-800

PC3-6400

100MHz

DDR3-1066

PC3-8500

133MHz

533MHz

1066MHz

8.5GB/s

17.0GB/s

DDR3-1333

PC3-10600

1333MHz

21.3GB/s

DDR3-1600

PC3-12800

1600MHz

25.6GB/s

　在同样核心频率下，DDR3能提供两倍于DDR2的带宽。

相信很快能制造核心频率为266MHz的DDR3出来，那样的话，数据传输频率可以达到2133MHz，双通道带宽能达到惊人的34GB/s。

　　我们知道DRAM内部存储单元的核心频率提高比较困难且成本较高，DDR2-800的核心频率已经达到了200MHz，为了解决外部数据传输率和核心速度之间的矛盾，必须引进新的技术也保证数据传输率持续的增长。

DDR3的8-bitPrefetch（数据预取架构）技术也应运而生。

　　DDR3800内部Cell（存储单元）的核心频率仅为100MHz，采用8-bit的预取技术后，却能提供和核心频率为200MHz的DDR2-800同样的带宽。

也就是说引入DDR3，通过这种并行运行的方式来增加内部带宽，可以让内存频率提升回到一个新的起跑线。

　　实际上，Prefetch并不是什么新技术，在DDR1已经就开始应用了，我们以前经常能看到这样描述DDR，“在时钟周期的上沿和下沿都能传输数据，所以传输率比SDRAM快了一倍”，这就说上沿传输一位数据，下沿传输一位数据，在一个时钟周期内一共传输两位数据（2-bit）给北桥，但这2-bit数据得先从存储单元预取出来才行（一个时间周期）。

换句话说，一次读2-bit的数据，然后在I/O时钟上升沿和下降沿传输出去，这就是2-bitPrefetch技术。

当然这只是表面的解释，实际情况要比这复杂得多，要注意是，这儿是2-bit，是指2位数据，即2倍芯片位宽的数据。

　　在DDR2时代，使用了4-bit预取技术，一次从存储单元预取4-bit的数据，然后在I/O时钟上升沿和下降沿传输出去，由于4-bit需要2个时钟周期才能完成传输，这就是为什么DDR2的I/O时钟频率为存储单元频率两倍的原因。

　　到了DDR3，8-bit预取技术也自然水到渠成，一次从存储单元预取8-bit的数据，在I/O端口处上下沿触发传输，8-bit需要4个时钟周期完成，所以DDR3的I/O时钟频率是存储单元核心频率的4倍，由于是上下沿都在传输数据，所以实际有效的数据传输频率达到了核心频率的8倍。

比如，核心频率为200MHz的DDR3-1600，其I/O时钟频率为800MHz，有效数据传输频率为1600MHz。

　　显然，通过使用Prefetch架构可以解决存储单元内部数据总线频率（核心频率）较低的瓶颈。

8-bit预取，正是DDR3提升带宽的关键技术。

同样的核心频率，DDR3能提供两倍于DDR2的带宽。

◆DDR3：

更低功耗的架构

KingstonDDR3-1066标签上注明为1.5V

　　内存频率越来越高，带来负面影响就是功耗的增加，所以新一代的内存都会在功耗上作些改进，以抵消频率提高带来的负面影响。

最通常的方式就是降低内存的核心电压。

DDR1的核心电压为2.5V，DDR2的核心电压为1.8V，DDR3的核心电压进一步降低了，仅有1.5V。

　　DDR3内存模块拥有比DDR2更好的带宽功耗比（Bandwitdhperwatt）。

对比现有的DDR2-800产品，DDR3-800、1066的功耗比分别为0.72X、0.83X，不单内存带宽大幅提升，功耗表现也比上代更好。

　除了更低的核心电压外，DDR3还有许多节能方面的改进：

　　·

重置（Reset）

　重置是DDR3新增的一项重要功能，将使DDR3的初始化处理变得简单。

当Reset命令有效时，DDR3内存将停止所有的操作，并切换至最少量活动的状态，以节约电力。

在Reset期间，DDR3内存将关闭内在的大部分功能，所以有数据接收与发送器都将关闭。

所有内部的程序装置将复位，DLL（延迟锁定回路）与时钟电路将停止工作，而且不理睬数据总线上的任何动静，将使DDR3达到最节省电力的目的。

　事实上，业界对重置功能早就有所要求，此次DDR3总算是响应“号召”了。

　DDR3低功耗在实际应用中的优势很明显

　·

根据温度自刷新（SRT）

　　之所以称为DRAM，就是因为它要不断进行刷新（Refresh）才能保留住数据，它是DRAM最重要的操作，刷新操作分为两种：

自动刷新（AutoRefresh，简称AR）与自刷新（SelfRefresh，简称SR）。

为了最大的节省电力，DDR3采用了一种新型的自动自刷新设计（ASR，AutomaticSelf-Refresh）。

当开始ASR之后，将通过一个内置于DRAM芯片的温度传感器来控制刷新的频率，因为刷新频率高的话，温度也随之升高。

而温度传感器则在保证数据不丢失的情况下，尽量减少刷新频率，降低工作温度。

　不过DDR3的ASR是可选设计，并不见得市场上的DDR3内存都支持这一功能，因此还有一个附加的功能就是自刷新温度范围（SRT，Self-RefreshTemperature）。

通过模式寄存器，可以选择两个温度范围，一个是普通的的温度范围（例如0℃至85℃），另一个是扩展温度范围，比如最高到95℃。

对于DRAM内部设定的这两种温度范围，DRAM将以恒定的频率和电流进行刷新操作。

局部自刷新（RASR，PartialArraySelf-Refresh）

　这是DDR3的一个可选项，通过这一功能，DDR3内存芯片可以只刷新部分逻辑Bank，而不是全部刷新，从而最大限度的减少因自刷新产生的电力消耗。

这个功能对于移动计算的意义将会更为重要，使得笔记本电脑厂商可以在系统未处于最高性能模式下时，通过更少的刷新循环节省更多的电能。

　小知识：

什么是逻辑Bank

　DRAM的内部是一个存储阵列。

因为如果是管道式存储（就如排队买票），就很难做到随机访问了。

阵列就如同表格一样，先指定一个行，再指定一个列，就可以准确地找到所需要的单元格，这是内存芯片寻址的基本原理。

对于内存，这个单元格可称为存储单元，而这个表格（存储阵列）就是逻辑Bank（LogicalBank）。

　　DDR3在功耗方面作了许多努力，一方面能保证它可以达到更高的频率，另一方面，低功耗也可以让DDR3在小型移动设备中得到广泛应用。