DDR3-RAM-Introduce.ppt

1、,DDR3 RAM Introduce,AdaLi,2009-3-10,目录,三通道内存控制器DDR3DDR3 在测试平台上的应用,三通道内存控制器,内存控制器决定了计算机系统所能使用的最大内存容量、内存BANK数、内存类型和速度、内存颗粒数据深度和数据宽度等等重要参数，也就是说决定了计算机系统的内存性能，从而也对计算机系统的整体性能产生较大影响。传统的计算机系统其内存控制器位于主板芯片组的北桥芯片内部，CPU要和内存进行数据交换，需要经过“CPU-北桥-内存-北桥-CPU”五个步骤，在此模式下数据经由多级传输，数据延迟显然比较大从而影响计算机系统的整体性能；而从AMD的K8系列CPU,Int

2、el Nehalem 架构CPU内部则整合了内存控制器，CPU与内存之间的数据交换过程就简化为“CPU-内存-CPU”三个步骤，省略了两个步骤，与传统的内存控制器方案相比显然具有更低的数据延迟，这有助于提高计算机系统的整体性能。,CPU内部整合内存控制器的优缺点,CPU内部整合内存控制器的优点，就是可以有效控制内存控制器工作在与CPU核心同样的频率上，而且由于内存与CPU之间的数据交换无需经过北桥，可以有效降低传输延迟。打个比方，这就如同将货物仓库直接搬到了加工车间旁边，大大减少了原材料和制成品在货物仓库和加工车间之间往返运输所需要的时间，极大地提高了生产效率。这样一来系统的整体性能也得到了提

3、升.整合内存控制器虽然可以达到高宽带和低延迟，但是其升级换代就成了一个大问题，如果一种新的内存标准推出，芯片组厂商可以直接开发支持新内存的芯片组来支持。而内存控制器整合到处理器核心中，就造成升级的困难，因为改一下支持内存的规格就需要改内核。,Nehalem处理器的集成DDR3内存控制器,Nehalem处理器集成了全新的DDR3内存控制器，这不是双通道而是三通道控制器！因此总计内存总线带宽从128字节提升到了192字节。内存控制器本身的处理能力带宽最大限度为每秒64GB。但在处理器采用了集成内存控制器后，它就能直接与物理存储器阵列相连接，从而极大程度上减少了内存延迟的现象。集成内存控制器可以支持

4、DDR3-800,DDR3-1066,DDR3-1333 JEDEC标准，也为将来的升级预留了空间.不过由于内存控制器的处理能力为每秒64GB，一个三通道的DDR3-1333控制器所能执行的带宽最大负荷只有每秒32GB。每个处理器都使用三通道，每个通道都能支持3组双列直插内存模块（DIMM）。这就意味着一个处理器最大限度能支持9列内存插槽。最少也能支持3列，即每个通道采用1组双列直插内存模块。这主要取决于所使用的主板的级别，每个主板都能配置为3列，6列或9列内存插槽。,Nehalem架构引入三通道内存技术,Intel PM45架构,Nehalem在测试平台中的应用,Nikita1.0(SP7)

5、:Intel 5 Series Express Chipsets:PM55-Platform Controller Hub(PCH-Ibex Peak-M)PM57-Platform Controller Hub(PCH-Ibex Peak-M)Processor:Nehalem架构 Intel Core 2 Quad(Clarksfield-Socket rPGA 939)(四核心)Intel Core 2 Duo(Aarrandale-Socket rPGA 939)(双核心)Jones2.0/Cujo(UP6/UP7):Intel 5 Series Express chipsets(Ib

6、ex Peak-M)Processor:Intel Core 2 Duo(Aubrundale-uPGA Socket 35W)(UP7无)Intel Core 2 Quad(Clarksfield-rPGA Socket,45W),DDR3在DDR2基础上采用的新型设计,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。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。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。,DDR3内存规格,PC3-

7、6400,6.4GB/S,tCK=2.5ns,fCK=400MHz,Date Rate=800MB/sPC3-8500,8.5GB/S,tCK=1.875ns,fCK=533MHz,Date Rate=1066MB/sPC3-10600,10.6GB/S,tCK=1.5ns,fCK=667MHz,Date Rate=1333MB/sPC3-12800,12.8GB/S,tCK=1.25ns,fCK=800MHz,Date Rate=1600MB/sDDR3采用8bit预取机制以及4倍的时钟频率.DDR3:数据频率=2倍时钟频率,时钟频率=4倍核心频率.内存带宽总量(MB)=最大时钟速频率(MH

8、z)总线宽度(bits)每时钟数据段数量/8.,DDR3与DDR2的不同之处,突发长度（Burst Length，BL）由于DDR3的预取为8bit，所以突发传输周期（Burst Length，BL）也固定为8，而对于DDR2和早期的DDR架构系统，BL=4也是常用的，DDR3为此增加了一个4bit Burst Chop（突发突变）模式，即由一个BL=4的读取操作加上一个BL=4的写入操作来合成一个BL=8的数据突发传输，届时可通过A12地址线来控制这一突发模式。而且需要指出的是，任何突发中断操作都将在DDR3内存中予以禁止，且不予支持，取而代之的是更灵活的突发传输控制（如4bit顺序突发）。

9、寻址时序（Timing）就像DDR2从DDR转变而来后延迟周期数增加一样，DDR3的CL周期也将比DDR2有所提高。DDR2的CL范围一般在25之间，而DDR3则在511之间，且附加延迟（AL）的设计也有所变化。DDR2时AL的范围是04，而DDR3时AL有三种选项，分别是0、CL-1和CL-2。另外，DDR3还新增加了一个时序参数写入延迟（CWD），这一参数将根据具体的工作频率而定。,DDR3新增的重置（Reset）功能 重置是DDR3新增的一项重要功能，并为此专门准备了一个引脚。DRAM业界很早以前就要求增加这一功能，如今终于在DDR3上实现了。这一引脚将使DDR3的初始化处理变得简单。当

10、Reset命令有效时，DDR3内存将停止所有操作，并切换至最少量活动状态，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（延迟锁相环路）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。这样一来，将使DDR3达到最节省电力的目的。DDR3新增ZQ校准功能 ZQ也是一个新增的脚，在这个引脚上接有一个240欧姆的低公差参考电阻。这个引脚通过一个命令集，通过片上校准引擎（On-Die Calibration Engine，ODCE）来自动校验数据输出驱动器导通电阻与ODT的终结电阻值。当系统发出这一指令后，将用相应

11、的时钟周期（在加电与初始化之后用512个时钟周期，在退出自刷新操作后用256个时钟周期、在其他情况下用64个时钟周期）对导通电阻和ODT电阻进行重新校准。,参考电压分成两个 在DDR3系统中，对于内存系统工作非常重要的参考电压信号VREF将分为两个信号，即为命令与地址信号服务的VREFCA和为数据总线服务的VREFDQ，这将有效地提高系统数据总线的信噪等级。点对点连接（Point-to-Point，P2P）这是为了提高系统性能而进行的重要改动，也是DDR3与DDR2的一个关键区别。在DDR3系统中，一个内存控制器只与一个内存通道打交道，而且这个内存通道只能有一个插槽，因此，内存控制器与DDR3

12、内存模组之间是点对点（P2P）的关系（单物理Bank的模组），或者是点对双点（Point-to-two-Point，P22P）的关系（双物理Bank的模组），从而大大地减轻了地址/命令/控制与数据总线的负载。而在内存模组方面，与DDR2的类别相类似，也有标准DIMM（台式PC）、SO-DIMM/Micro-DIMM（笔记本电脑）、FB-DIMM2（服务器）之分，其中第二代FB-DIMM将采用规格更高的AMB2（高级内存缓冲器）。,对比现有的DDR2-800产品，DDR3-800、1066及1333的功耗比分别为0.72X、0.83X及0.95X，不但内存带宽大幅提升，功耗表现也比上代更好。,D

13、DR3拥有更高内存带宽,测试平台RAM 配置情况,目前测试平台上常用RAM一般为:DDR2-800,1GB,2GB 厂家为:Micron，Elpida，Qimonda，Samsung，Hynix DDR2-800，4GB,Samsung，Qimonda(UT1/2,Soyuz3.0)DDR3 RAM:UP6/UP7(Jones2.0/Cujo2.0):support DDR3 1066/1333MHz,up to 8GB max system RAM 目前机器上标配DDR3-1066 1GB,2GB,4GB Samsung,Elpida,Hynix,MicronBond:1GB soldere

14、d(焊接)memory（Samsung 1GB）+one SODIMM slot(up to 4GB,total 5GB)PC3-8500(DDR3-1066):Elpida 2GB,Hynix 2GB,Micron 2GB Samsung 2GB Elpida 1GB,Samsung 1GB,Nikita(SP7):4 SODIMM slot,support up 16GB system max memory标配:PC3-10600 2GB X2DRR3-1066 Dual channel support(Uses 1066MHz/1333MHz parts and downgrade to

15、 1066 MHz due to CPU memory controller limitation)DDR3-1333MHz/2048MB(1 x 2048)DDR3-1333MHz/4096MB(2 x 2048)DDR3-1333MHz/6144MB(3 x 2048)DDR3-1333MHz/8192MB(4 x 2048)DDR3-1066MHz/8192MB(2 x 4096)DDR3-1333MHz/1066MHz/10240MB(3 x 2048+1 x 4096)DDR3-1066MHz/16384MB(4 x 4096)Morpheus2.0(UT8A_NB10P):PC3-

16、10600(DDR3 1333MHz)1GB,2GB Micron,Elpida.support up to Max size 8GB一般平台支持DDR2 2 SODIMM slot,support up to 8GB.,Prescoot1.0(FP6):Chipset:nVidia MCP79MHProcessor:Intel Atom N270 1.60GHz,512KB L2,533MHz FSB Intel Atom N280 1.66GHz,512KB L2,667MHz FSBMemory:On board 1GB(8 pcs 128Mbx8)DDR3+One DDR3 SODIMM slotsupport up to 3GB maxDDR3-1066MHz dual channel supportDDR3-1333MHz dual channel support(Downgrade speed to 1066Mhz),Q&A,2009-3-10,