Интерфейс DDR2

НАЦИОНАЛЬНЫЙ АВИАЦИОННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ АЭРОКОСМИЧЕСКИХ СИСЕМ УПРАВЛЕНИЯ

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

По курсу «ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ»

на тему «интерфейс DDR2»

КИЕВ 2011

СОДЕРЖАНИЕ

1.   Вступление…………………………………………………………………….3

2.      Общая информация……………………………………………………………4

2.1. Микросхемы  ………………………………………………………………4

2.2. Модули……………………………………………………………………...5

3.      Структура DDR2………………………………………………………………6

3.1. Выборка данных…………………………………………………………..6

3.2. Внутрочиповое терминирование………………………………………...9

3.3. Добавочная задержка…………………………………………………….9

3.4. Задержка выдачи CAS…………………………………………………...11

3.5. Задержка записи………………………………………………………...13

3.6. Восстановление после записи…………………………………………..14

4.      Результаты тестирования в RightMark Memory Analyze…………………..14

4.1. Конфигурации тестовых стендов и ПО…………………………….....14

4.2. Максимальная реальная пропускная способность памяти…………..14

4.3. Латентность памяти…………………………………………………..16

5. Заключение……………………………………………………………………20

Ресурсы Интернета………………………………………………………………21

1. Вступление.

DDR2 — новый стандарт памяти, утвержденный JEDEC (Joint Electronic Device Engineering Council), в состав которого входят многие производители микросхем и модулей памяти, а также чипсетов. Ранние версии стандарта были опубликованы уже в марте 2003 года, окончательно он был утвержден лишь в январе 2004 года и получил наименование DDR2 SDRAM SPECIFICATION, JESD79-2, ревизия A (JESD79-2A). DDR2 основывается на хорошо известной и зарекомендовавшей себя технологии DDR (Double Data Rate). Можно даже сказать так: «DDR2 начинается там, где заканчивается DDR». Другими словами, первые DDR2 будут работать на частотах, являющихся пределом для текущего поколения памяти DDR-400 (стандарт PC3200, тактовая частота 200 МГц), а ее дальнейшие варианты существенно его превзойдут. Первым поколением памяти DDR2, уже производимым в настоящее время такими вендорами, как Samsung, Infineon, Micron, Crucial, Kingston и Corsair, являются ее разновидности DDR2-400 и DDR2-533, работающие на частотах 200 МГц и 266 МГц, соответственно. Далее ожидается появление нового поколения модулей DDR2-667 и DDR2-800, хотя отмечается, что они вообще вряд ли появятся и, тем более, получат широкое распространение даже к концу этого года.

Справедливости ради стоит заметить, что память типа DDR2, как таковая, появилась уже довольно давно — конечно же, имеется в виду память на видеокартах. Тем не менее, эта разновидность DDR2 (называемая GDDR2), на самом деле, является особым типом памяти, разработанным специально для рынка видеокарт и слегка отличающимся от «десктопного» варианта DDR2, которому и посвящен настоящий обзор.

2. Общая информация.

Итак, «десктопная» DDR2-SDRAM рассматривается как эволюционная замена текущего поколения памяти — DDR. Принцип ее функционирования абсолютно тот же — передача данных (на уровне модуля памяти) осуществляется по 64-разрядной шине по обеим частям синхросигнала (восходящему — «фронту», и нисходящему — «срезу»), что обеспечивает удвоенную эффективную скорость передачи данных по отношению к ее частоте. Разумеется, при этом в DDR2 реализован ряд нововведений, которые позволяют осуществить скачок к гораздо более высоким частотам (а, следовательно, большей пропускной способности) и большим емкостям массивов микросхем, с одной стороны, и уменьшенному энергопотреблению модулей, - с другой. За счет чего это достигается, мы увидим позже, а пока обратимся к «макроскопическим» фактам. Модули памяти типа DDR2 производятся в новом форм-факторе, в виде 240-контактных модулей DIMM, электрически не совместимых со слотами для модулей памяти типа DDR (по количеству выводов, расстоянию между выводами и цоколевке модулей). Таким образом, стандарт DDR2 не предусматривает обратной совместимости с DDR.

В представленной ниже таблице приведены утвержденные соглашения о наименованиях и спецификации первых трех стандартов DDR2. Легко заметить, что DDR2-400 характеризуется такой же пропускной способностью, как и ныне существующий тип памяти DDR-400.

Первые модули памяти DDR2 будут поставляться в вариантах 256 МБ, 512 МБ и 1 ГБ. Тем не менее, стандарт предусматривает возможность построения модулей существенно большей емкости — вплоть до 4 ГБ, которые, однако, являются специализированными модулями (не совместимыми с десктопными вариантами, по крайней мере, на данный момент). В дальнейшем ожидается появление модулей, обладающих еще большей емкостью.

Чипы DDR2 будут изготавливаться с использованием упаковки типа FBGA (Fine Ball Grid Array), более компактной, чем традиционный вариант TSOP-II, позволяющей достичь больших емкостей микросхем при меньшем размере и улучшенных электрических и термических характеристиках. Такой метод упаковки уже используется некоторыми производителями DDR в качестве варианта, но является рекомендованным к использованию с точки зрения стандарта JEDEC.

Потребляемое модулями DDR2 напряжение, согласно стандарту — 1.8 V, что значительно меньше по сравнению с напряжением питания устройств DDR (2.5 V). Вполне ожидаемым (хотя и не столь очевидным) следствием этого факта является уменьшение энергопотребления, что важно для производителей, как ноутбуков, так и крупных рабочих станций и серверов, где проблема рассеиваемой модулями памяти мощности занимает далеко не последнее место.

2.1. Микросхемы.

2.2. Модули.

Для использования в ПК, DDR2 RAM поставляется в модулях DIMM с 240 контактами и одним ключом (прорезью в полосе контактов). DIMM’ы различаются по максимальной скорости передачи данных (часто называемой пропускной способностью)

Быстрейшей серийно выпускаемой памятью DDR2 является Team Xtreem PC2-10400, которая, однако, имеет большие задержки - 6-6-6-х и повышенное напряжение питания - 2.35-2.45 В. Для таймингов 5-5-5-х, по-видимому, быстрейшими серийными модулями являются PC2-9600, а для 4-4-4-х - PC2-8888 производства Corsair и Geil Ultra Plus PC2-9280. Существуют также модули с наименьшими задержками, CL3, со значительно меньшей скоростью работы. Самыми быстрыми из них являются PC2-6400.
Помимо разделения по пропускной способности и ёмкости, модули делятся по:

                    наличию дополнительного чипа памяти для кода коррекции ошибок. Обозначаются символами ECC, например так: PC2-6400 ECC;

                    наличию специализированной микросхемы адресации — register.
«Обычные» модули обозначаются как "non-registered" или "unbuffered". Регистр в буферированных — "registered" — модулях улучшает качество сигнала командно-адресных линий (ценой дополнительного такта задержки при обращении), что позволяет поднять частоты и использовать до 36 микросхем памяти на модуль, создавая модули повышенной емкости, которые обычно применяются в серверах и рабочих станциях. Практически все выпускающиеся сейчас модули DDR2 Reg также оснащены ECC.

                    наличию микросхемы AMB (Advanced Memory Buffer). Такие модули называются полностью буферированными (fully buffered), обозначаются буквами F или FB и имеют другое расположение ключа на модуле. Это дальнейшее развитие идеи registered модулей — Advanced Memory Buffer осуществляет буферизацию не только сигналов адреса, но и данных, и использует последовательную шину к контроллеру памяти вместо параллельной. Эти модули нельзя устанавливать в материнские платы, разработанные для других типов памяти, и положение ключа этому препятствует.

Как правило, даже если контроллер памяти поддерживает registered модули, модули разных типов (registered и unbuffered) не могут работать совместно на одном канале.

Преимущества по сравнению с DDR.

                    Более высокая полоса пропускания

                    Как правило, меньшее энергопотребление

                    Улучшенная конструкция, способствующая охлаждению

Недостатки по сравнению с DDR.

                    Обычно более высокая CAS-латентность (от 3 до 6)

                    Итоговые задержки при одинаковых (или даже более высоких) частотах оказываются выше

3. Структура DDR2.

              Стандарт DDR2 включает в себя несколько важных изменений спецификации DDR, связанных с передачей данных, которые позволяют достигать более высоких частот при более низкой потребляемой мощности. Как именно достигается снижение рассеиваемой мощности при одновременном увеличении скорости модулей, мы рассмотрим прямо сейчас.

3.1. Выборка данных.