DDR2和DDR3内存有什么区别?如何辨别?价位分别是多少?

DDR2和DDR3内存有什么区别?如何辨别?价位分别是多少?,第1张

DDR2/DDR II(Double Data Rate 2)SDRAM是由JEDEC(电子设备工程联合委员会)进行开发的新生代内存技术标准,它与上一代DDR内存技术标准最大的不同就是,虽然同是采用了在时钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式,但DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力(即:4bit数据读预取)。换句话说,DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据,并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。 此外,由于DDR2标准规定所有DDR2内存均采用FBGA封装形式,而不同于目前广泛应用的TSOP/TSOP-II封装形式,FBGA封装可以提供了更为良好的电气性能与散热性,为DDR2内存的稳定工作与未来频率的发展提供了坚实的基础。回想起DDR的发展历程,从第一代应用到个人电脑的DDR200经过DDR266、DDR333到今天的双通道DDR400技术,第一代DDR的发展也走到了技术的极限,已经很难通过常规办法提高内存的工作速度;随着Intel最新处理器技术的发展,前端总线对内存带宽的要求是越来越高,拥有更高更稳定运行频率的DDR2内存将是大势所趋。 [编辑本段]DDR2与DDR的区别: 1、延迟问题: 从上表可以看出,在同等核心频率下,DDR2的实际工作频率是DDR的两倍。这得益于DDR2内存拥有两倍于标准DDR内存的4BIT预读取能力。换句话说,虽然DDR2和DDR一样,都采用了在时钟的上升延和下降延同时进行数据传输的基本方式,但DDR2拥有两倍于DDR的预读取系统命令数据的能力。也就是说,在同样100MHz的工作频率下,DDR的实际频率为200MHz,而DDR2则可以达到400MHz。 这样也就出现了另一个问题:在同等工作频率的DDR和DDR2内存中,后者的内存延时要慢于前者。举例来说,DDR 200和DDR2-400具有相同的延迟,而后者具有高一倍的带宽。实际上,DDR2-400和DDR 400具有相同的带宽,它们都是3.2GB/s,但是DDR400的核心工作频率是200MHz,而DDR2-400的核心工作频率是100MHz,也就是说DDR2-400的延迟要高于DDR400。 2、封装和发热量: DDR2内存技术最大的突破点其实不在于用户们所认为的两倍于DDR的传输能力,而是在采用更低发热量、更低功耗的情况下,DDR2可以获得更快的频率提升,突破标准DDR的400MHZ限制。 DDR内存通常采用TSOP芯片封装形式,这种封装形式可以很好的工作在200MHz上,当频率更高时,它过长的管脚就会产生很高的阻抗和寄生电容,这会影响它的稳定性和频率提升的难度。这也就是DDR的核心频率很难突破275MHZ的原因。而DDR2内存均采用FBGA封装形式。不同于目前广泛应用的TSOP封装形式,FBGA封装提供了更好的电气性能与散热性,为DDR2内存的稳定工作与未来频率的发展提供了良好的保障。 DDR2内存采用1.8V电压,相对于DDR标准的2.5V,降低了不少,从而提供了明显的更小的功耗与更小的发热量,这一点的变化是意义重大的。 [编辑本段]DDR2采用的新技术: 除了以上所说的区别外,DDR2还引入了三项新的技术,它们是OCD、ODT和Post CAS。 OCD(Off-Chip Driver):也就是所谓的离线驱动调整,DDR II通过OCD可以提高信号的完整性。DDR II通过调整上拉(pull-up)/下拉(pull-down)的电阻值使两者电压相等。使用OCD通过减少DQ-DQS的倾斜来提高信号的完整性;通过控制电压来提高信号品质。 ODT:ODT是内建核心的终结电阻器。我们知道使用DDR SDRAM的主板上面为了防止数据线终端反射信号需要大量的终结电阻。它大大增加了主板的制造成本。实际上,不同的内存模组对终结电路的要求是不一样的,终结电阻的大小决定了数据线的信号比和反射率,终结电阻小则数据线信号反射低但是信噪比也较低;终结电阻高,则数据线的信噪比高,但是信号反射也会增加。因此主板上的终结电阻并不能非常好的匹配内存模组,还会在一定程度上影响信号品质。DDR2可以根据自己的特点内建合适的终结电阻,这样可以保证最佳的信号波形。使用DDR2不但可以降低主板成本,还得到了最佳的信号品质,这是DDR不能比拟的。 Post CAS:它是为了提高DDR II内存的利用效率而设定的。在Post CAS *** 作中,CAS信号(读写/命令)能够被插到RAS信号后面的一个时钟周期,CAS命令可以在附加延迟(Additive Latency)后面保持有效。原来的tRCD(RAS到CAS和延迟)被AL(Additive Latency)所取代,AL可以在0,1,2,3,4中进行设置。由于CAS信号放在了RAS信号后面一个时钟周期,因此ACT和CAS信号永远也不会产生碰撞冲突。 采用双通道运行,速度是DDR的2倍。 总的来说,DDR2采用了诸多的新技术,改善了DDR的诸多不足,虽然它目前有成本高、延迟慢能诸多不足,但相信随着技术的不断提高和完善,这些问题终将得到解决。 [编辑本段]双通道内存的搭建: 需要INTEL芯片组的支持,内存的CAS延迟、容量需要相同。 不过,INTEL的d性双通道的出现使双通道的形成条件更加宽松,不同容量的内存甚至都能组建双通道。 DDR3 概述 针对Intel新型芯片的一代内存技术(但目前主要用于显卡内存),频率在800M以上,和DDR2相比优势如下: (1)功耗和发热量较小:吸取了DDR2的教训,在控制成本的基础上减小了能耗和发热量,使得DDR3更易于被用户和厂家接受。 (2)工作频率更高:由于能耗降低,DDR3可实现更高的工作频率,在一定程度弥补了延迟时间较长的缺点,同时还可作为显卡的卖点之一,这在搭配DDR3显存的显卡上已有所表现。 (3)降低显卡整体成本:DDR2显存颗粒规格多为16M X 32bit,搭配中高端显卡常用的128MB显存便需8颗。而DDR3显存颗粒规格多为32M X 32bit,单颗颗粒容量较大,4颗即可构成128MB显存。如此一来,显卡PCB面积可减小,成本得以有效控制,此外,颗粒数减少后,显存功耗也能进一步降低。 (4)通用性好:相对于DDR变更到DDR2,DDR3对DDR2的兼容性更好。由于针脚、封装等关键特性不变,搭配DDR2的显示核心和公版设计的显卡稍加修改便能采用DDR3显存,这对厂商降低成本大有好处。 目前,DDR3显存在新出的大多数中高端显卡上得到了广泛的应用。 [编辑本段]设计 一、DDR3在DDR2基础上采用的新型设计: DDR3 1.8bit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。 2.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。 3.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。 二、DDR3与DDR2几个主要的不同之处 : 1.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 *** 作加上一个BL=4的写入 *** 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 *** 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)。 2.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2~5之间,而DDR3则在5~11之间,且附加延迟(AL)的设计也有所变化。DDR2时AL的范围是0~4,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。 3.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Reset命令有效时,DDR3内存将停止所有 *** 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。 4.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 *** 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。 5.参考电压分成两个 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。 6.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)。 面向64位构架的DDR3显然在频率和速度上拥有更多的优势,此外,由于DDR3所采用的根据温度自动自刷新、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,它可能首先受到移动设备的欢迎,就像最先迎接DDR2内存的不是台式机而是服务器一样。在CPU外频提升最迅速的PC台式机领域,DDR3未来也是一片光明。目前Intel所推出的新芯片-熊湖(Bear Lake),其将支持DDR3规格,而AMD也预计同时在K9平台上支持DDR2及DDR3两种规格。 [编辑本段]发展 早在2002年6月28日,JEDEC就宣布开始开发DDR3内存标准,但从2006的情况来看,DDR2才刚开始普及,DDR3标准更是连影也没见到。不过目前已经有众多厂商拿出了自己的DDR3解决方案,纷纷宣布成功开发出了DDR3内存芯片,从中我们仿佛能感觉到DDR3临近的脚步。而从已经有芯片可以生产出来这一点来看,DDR3的标准设计工作也已经接近尾声。 半导体市场调查机构iSuppli预测DDR3内存将会在2008年替代DDR2成为市场上的主流产品,iSuppli认为在那个时候DDR3的市场份额将达到55%。截至2008年11月底的情况看,这个预期还是比较准确,市场上已经占据了很多运行频率为1066,1333,1600,甚至2000MHz的DDR3内存,接口类型有200和240 PIN两种。不过,就具体的设计来看,DDR3与DDR2的基础架构并没有本质的不同。从某种角度讲,DDR3是为了解决DDR2发展所面临的限制而催生的产物。 由于DDR2内存的各种不足,制约了其进一步的广泛应用,DDR3内存的出现,正是为了解决DDR2内存出现的问题,具体有: 更高的外部数据传输率 更先进的地址/命令与控制总线的拓朴架构 在保证性能的同时将能耗进一步降低 为了满足这些要求,DDR3内存在DDR2内存的基础上所做的主要改进包括: 8bit预取设计,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,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。 [编辑本段]DDR3内存的技术改进 逻辑Bank数量 DDR2 SDRAM中有4Bank和8Bank的设计,目的就是为了应对未来大容量芯片的需求。而DDR3很可能将从2Gb容量起步,因此起始的逻辑Bank就是8个,另外还为未来的16个逻辑Bank做好了准备。 封装(Packages) DDR3由于新增了一些功能,所以在引脚方面会有所增加,8bit芯片采用78球FBGA封装,16bit芯片采用96球FBGA封装,而DDR2则有60/68/84球FBGA封装三种规格。并且DDR3必须是绿色封装,不能含有任何有害物质。 突发长度(BL,Burst Length) 由于DDR3的预取为8bit,所以突发传输周期(BL,Burst Length)也固定为8,而对于DDR2和早期的DDR架构的系统,BL=4也是常用的,DDR3为此增加了一个4-bit Burst Chop(突发突变)模式,即由一个BL=4的读取 *** 作加上一个BL=4的写入 *** 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 *** 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)。 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2至5之间,而DDR3则在5至11之间,且附加延迟(AL)的设计也有所变化。DDR2时AL的范围是0至4,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。 从环保角度去看,降低功耗对业界是有着实实在在的贡献的,全球的PC每年的耗电量相当惊人,即使是每台PC减低1W的幅度,其省电量都是非常可观的。 降低功耗 DDR3内存在达到高带宽的同时,其功耗反而可以降低,其核心工作电压从DDR2的1.8V降至1.5V,相关数据预测DDR3将比现时DDR2节省30%的功耗,当然发热量我们也不需要担心。就带宽和功耗之间作个平衡,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. 在这个冬季即将结束,三星正式推出目前世界上单颗密度最大的DDR3芯片,基于50纳米制造工艺,推单颗容量到了4GB,这个终于使得我们可以更快的跨入64位的时代,因为单根PC内存条的容量已达到了惊人的32GB。 新的芯片比先前的DDR3芯片功耗降低了40%, 其次,这也为单根32GB的内存条的上市扫清了障碍,最初面市的32GB的RDIMM内存用于服务器领域采取双面封装(每一面由4×4GDDR3芯片组成),同时会面对桌面市场提供8G的UDIMM内存提供给工作站和PC平台,以及8GB的SO-DIMM笔记本电脑内存。 新的低功耗DDR3内存设计工作电压为1.35伏,比之前1.5伏的DDR3芯片降低大约20%功耗,同时最大吞吐速度达到1.6Gbps。 另外,DDR2的价格恐怕会依然疲软,我在想我的本本是不是应该升级到DDR2 4GB了呢?而根据IDC的预测DDR3内存市场份额将从目前的29%到2011年达到72%。 与DDR2的不同之处 逻辑Bank数量,DDR2 SDRAM中有4Bank和8Bank的设计,目的就是为了应对未来大容量芯片的需求。而DDR3很可能将从2GB容量起步,因此起始的逻辑Bank就是8个,另外还为未来的16个逻辑Bank做好了准备。 封装(Packages),DDR3由于新增了一些功能,所以在引脚方面会有所增加,8bit芯片采用78球FBGA封装,16bit芯片采用96球FBGA封装,而DDR2则有60/68/84球FBGA封装三种规格。并且DDR3必须是绿色封装,不能含有任何有害物质。 突发长度(BL,Burst Length),由于DDR3的预取为8bit,所以突发传输周期(BL,Burst Length)也固定为8,而对于DDR2和早期的DDR架构的系统,BL=4也是常用的,DDR3为此增加了一个4-bit Burst Chop(突发突变)模式,即由一个BL=4的读取 *** 作加上一个BL=4的写入 *** 作来合成一个BL=8的数据突发传输,届时可透过A12位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 *** 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)。 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有所提升。DDR2的CL范围一般在2至5之间,而DDR3则在5至11之间,且附加延迟(AL)的设计也有所变化。DDR2时AL的范围是0至4,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。 新增功能——重置(Reset),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业界已经很早以前就要求增这一功能,如今终于在DDR3身上实现。这一引脚将使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 *** 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。所有内部的程式装置将复位,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。 新增功能——ZQ校准,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。这个引脚透过一个命令集,经由片上校准引擎(ODCE,On-Die Calibration Engine)来自动校验数据输出驱动器导通电阻与终结电阻器(ODT,On-Die Termination)的终结电阻值。当系统发出这一指令之后,将用相对应的时钟周期(在加电与初始化之后用512个时钟周期,在退出自刷新 *** 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。[

在计算机的组成结构中,有一个很重要的部分,就是存储器。存储器是用来存储程序和数据的部件,对于计算机来说,有了存储器,才有记忆功能,才能保证正常工作。存储器的种类很多,按其用途可分为主存储器和辅助存储器,主存储器又称内存储器(简称内存).内存在电脑中起着举足轻重的作用。内存一般采用半导体存储单元,包括随机存储器(RAM),只读存储器(ROM),以及高速缓存(CACHE)。只不过因为RAM是其中最重要的存储器。S(SYSNECRONOUS)DRAM 同步动态随机存取存储器:SDRAM为168脚,这是目前PENTIUM及以上机型使用的内存。SDRAM将CPU与RAM通过一个相同的时钟锁在一起,使CPU和RAM能够共享一个时钟周期,以相同的速度同步工作,每一个时钟脉冲的上升沿便开始传递数据,速度比EDO内存提高50%。DDR(DOUBLE DATA RAGE)RAM :SDRAM的更新换代产品,他允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据,这样不需要提高时钟的频率就能加倍提高SDRAM的速度。

●内存

内存就是存储程序以及数据的地方,比如当我们在使用WPS处理文稿时,当你在键盘上敲入字符时,它就被存入内存中,当你选择存盘时,内存中的数据才会被存入硬(磁)盘。在进一步理解它之前,还应认识一下它的物理概念。

●只读存储器(ROM)

ROM表示只读存储器(Read Only Memory),在制造ROM的时候,信息(数据或程序)就被存入并永久保存。这些信息只能读出,一般不能写入,即使机器掉电,这些数据也不会丢失。ROM一般用于存放计算机的基本程序和数据,如BIOS ROM。其物理外形一般是双列直插式(DIP)的集成块。

●随机存储器(RAM)

随机存储器(Random Access Memory)表示既可以从中读取数据,也可以写入数据。当机器电源关闭时,存于其中的数据就会丢失。我们通常购买或升级的内存条就是用作电脑的内存,内存条(SIMM)就是将RAM集成块集中在一起的一小块电路板,它插在计算机中的内存插槽上,以减少RAM集成块占用的空间。目前市场上常见的内存条有128M/条、256M/条、512M/条等。

●高速缓冲存储器(Cache)

Cache也是我们经常遇到的概念,它位于CPU与内存之间,是一个读写速度比内存更快的存储器。当CPU向内存中写入或读出数据时,这个数据也被存储进高速缓冲存储器中。当CPU再次需要这些数据时,CPU就从高速缓冲存储器读取数据,而不是访问较慢的内存,当然,如需要的数据在Cache中没有,CPU会再去读取内存中的数据。

当你理解了上述概念后,也许你会问,内存就是内存,为什么又会出现各种内存名词,这到底又是怎么回事呢?

在回答这个问题之前,我们再来看看下面这一段。

物理存储器和地址空间

物理存储器和存储地址空间是两个不同的概念。但是由于这两者有十分密切的关系,而且两者都用B、KB、MB、GB来度量其容量大小,因此容易产生认识上的混淆。初学者弄清这两个不同的概念,有助于进一步认识内存储器和用好内存储器。

物理存储器是指实际存在的具体存储器芯片。如主板上装插的内存条和装载有系统的BIOS的ROM芯片,显示卡上的显示RAM芯片和装载显示BIOS的ROM芯片,以及各种适配卡上的RAM芯片和ROM芯片都是物理存储器。

存储地址空间是指对存储器编码(编码地址)的范围。所谓编码就是对每一个物理存储单元(一个字节)分配一个号码,通常叫作“编址”。分配一个号码给一个存储单元的目的是为了便于找到它,完成数据的读写,这就是所谓的“寻址”(所以,有人也把地址空间称为寻址空间)。

地址空间的大小和物理存储器的大小并不一定相等。举个例子来说明这个问题:某层楼共有17个房间,其编号为801~817。这17个房间是物理的,而其地址空间采用了三位编码,其范围是800~899共100个地址,可见地址空间是大于实际房间数量的。

对于386以上档次的微机,其地址总线为32位,因此地址空间可达232即4GB。但实际上我们所配置的物理存储器通常只有1MB、2MB、4MB、8MB、16MB、32MB等,远小于地址空间所允许的范围。

好了,现在可以解释为什么会产生诸如:常规内存、保留内存、上位内存、高端内存、扩充内存和扩展内存等不同内存类型。

各种内存概念

这里需要明确的是,我们讨论的不同内存的概念是建立在寻址空间上的。

IBM推出的第一台PC机采用的CPU是8088芯片,它只有20根地址线,也就是说,它的地址空间是1MB。

PC机的设计师将1MB中的低端640KB用作RAM,供DOS及应用程序使用,高端的384KB则保留给ROM、视频适配卡等系统使用。从此,这个界限便被确定了下来并且沿用至今。低端的640KB就被称为常规内存即PC机的基本RAM区。保留内存中的低128KB是显示缓冲区,高64KB是系统BIOS(基本输入/输出系统)空间,其余192KB空间留用。从对应的物理存储器来看,基本内存区只使用了512KB芯片,占用0000至80000这512KB地址。显示内存区虽有128KB空间,但对单色显示器(MDA卡)只需4KB就足够了,因此只安装4KB的物理存储器芯片,占用了B0000至B10000这4KB的空间,如果使用彩色显示器(CGA卡)需要安装16KB的物理存储器,占用B8000至BC000这16KB的空间,可见实际使用的地址范围都小于允许使用的地址空间。

在当时(1980年末至1981年初)这么“大”容量的内存对PC机使用者来说似乎已经足够了,但是随着程序的不断增大,图象和声音的不断丰富,以及能访问更大内存空间的新型CPU相继出现,最初的PC机和MS-DOS设计的局限性变得越来越明显。

1.什么是扩充内存?

EMS工作原理

到1984年,即286被普遍接受不久,人们越来越认识到640KB的限制已成为大型程序的障碍,这时,Intel和Lotus,这两家硬、软件的杰出代表,联手制定了一个由硬件和软件相结合的方案,此方法使所有PC机存取640KB以上RAM成为可能。而Microsoft刚推出Windows不久,对内存空间的要求也很高,因此它也及时加入了该行列。

在1985年初,Lotus、Intel和Microsoft三家共同定义了LIM-EMS,即扩充内存规范,通常称EMS为扩充内存。当时,EMS需要一个安装在I/O槽口的内存扩充卡和一个称为EMS的扩充内存管理程序方可使用。但是I/O插槽的地址线只有24位(ISA总线),这对于386以上档次的32位机是不能适应的。所以,现在已很少使用内存扩充卡。现在微机中的扩充内存通常是用软件如DOS中的EMM386把扩展内存模拟或扩充内存来使用。所以,扩充内存和扩展内存的区别并不在于其物理存储器的位置,而在于使用什么方法来读写它。下面将作进一步介绍。

前面已经说过扩充存储器也可以由扩展存储器模拟转换而成。EMS的原理和XMS不同,它采用了页帧方式。页帧是在1MB空间中指定一块64KB空间(通常在保留内存区内,但其物理存储器来自扩展存储器),分为4页,每页16KB。EMS存储器也按16KB分页,每次可交换4页内容,以此方式可访问全部EMS存储器。符合EMS的驱动程序很多,常用的有EMM386.EXE、QEMM、TurboEMS、386MAX等。DOS和Windows中都提供了EMM386.EXE。

2.什么是扩展内存?

我们知道,286有24位地址线,它可寻址16MB的地址空间,而386有32位地址线,它可寻址高达4GB的地址空间,为了区别起见,我们把1MB以上的地址空间称为扩展内存XMS(eXtend memory)。

在386以上档次的微机中,有两种存储器工作方式,一种称为实地址方式或实方式,另一种称为保护方式。在实方式下,物理地址仍使用20位,所以最大寻址空间为1MB,以便与8086兼容。保护方式采用32位物理地址,寻址范围可达4GB。DOS系统在实方式下工作,它管理的内存空间仍为1MB,因此它不能直接使用扩展存储器。为此,Lotus、Intel、AST及Microsoft公司建立了MS-DOS下扩展内存的使用标准,即扩展内存规范XMS。我们常在Config.sys文件中看到的Himem.sys就是管理扩展内存的驱动程序。

扩展内存管理规范的出现迟于扩充内存管理规范。

3.什么是高端内存区?

在实方式下,内存单元的地址可记为:

段地址:段内偏移

通常用十六进制写为XXXX:XXXX。实际的物理地址由段地址左移4位再和段内偏移相加而成。若地址各位均为1时,即为FFFF:FFFF。其实际物理地址为:FFF0+FFFF=10FFEF,约为1088KB(少16字节),这已超过1MB范围进入扩展内存了。这个进入扩展内存的区域约为64KB,是1MB以上空间的第一个64KB。我们把它称为高端内存区HMA(High Memory Area)。HMA的物理存储器是由扩展存储器取得的。因此要使用HMA,必须要有物理的扩展存储器存在。此外HMA的建立和使用还需要XMS驱动程序HIMEM.SYS的支持,因此只有装入了HIMEM.SYS之后才能使用HMA。

4.什么是上位内存?

为了解释上位内存的概念,我们还得回过头看看保留内存区。保留内存区是指640KB~1024KB(共384KB)区域。这部分区域在PC诞生之初就明确是保留给系统使用的,用户程序无法插足。但这部分空间并没有充分使用,因此大家都想对剩余的部分打主意,分一块地址空间(注意:是地址空间,而不是物理存储器)来使用。于是就得到了又一块内存区域UMB。

UMB(Upper Memory Blocks)称为上位内存或上位内存块。它是由挤占保留内存中剩余未用的空间而产生的,它的物理存储器仍然取自物理的扩展存储器,它的管理驱动程序是EMS驱动程序。

5.什么是SHADOW(影子)内存?

对于细心的读者,可能还会发现一个问题:即是对于装有1MB或1MB以上物理存储器的机器,其640KB~1024KB这部分物理存储器如何使用的问题。由于这部分地址空间已分配为系统使用,所以不能再重复使用。为了利用这部分物理存储器,在某些386系统中,提供了一个重定位功能,即把这部分物理存储器的地址重定位为1024KB~1408KB。这样,这部分物理存储器就变成了扩展存储器,当然可以使用了。但这种重定位功能在当今高档机器中不再使用,而把这部分物理存储器保留作为Shadow存储器。Shadow存储器可以占据的地址空间与对应的ROM是相同的。Shadow由RAM组成,其速度大大高于ROM。当把ROM中的内容(各种BIOS程序)装入相同地址的Shadow RAM中,就可以从RAM中访问BIOS,而不必再访问ROM。这样将大大提高系统性能。因此在设置CMOS参数时,应将相应的Shadow区设为允许使用(Enabled)。

6、什么是奇/偶校验?

奇/偶校验(ECC)是数据传送时采用的一种校正数据错误的一种方式,分为奇校验和偶校验两种。

如果是采用奇校验,在传送每一个字节的时候另外附加一位作为校验位,当实际数据中“1”的个数为偶数的时候,这个校验位就是“1”,否则这个校验位就是“0”,这样就可以保证传送数据满足奇校验的要求。在接收方收到数据时,将按照奇校验的要求检测数据中“1”的个数,如果是奇数,表示传送正确,否则表示传送错误。

同理偶校验的过程和奇校验的过程一样,只是检测数据中“1”的个数为偶数。

总 结

经过上面分析,内存储器的划分可归纳如下:

●基本内存 占据0~640KB地址空间。

●保留内存 占据640KB~1024KB地址空间。分配给显示缓冲存储器、各适配卡上的ROM和系统ROM BIOS,剩余空间可作上位内存UMB。UMB的物理存储器取自物理扩展存储器。此范围的物理RAM可作为Shadow RAM使用。

●上位内存(UMB) 利用保留内存中未分配使用的地址空间建立,其物理存储器由物理扩展存储器取得。UMB由EMS管理,其大小可由EMS驱动程序设定。

●高端内存(HMA) 扩展内存中的第一个64KB区域(1024KB~1088KB)。由HIMEM.SYS建立和管理。

●XMS内存 符合XMS规范管理的扩展内存区。其驱动程序为HIMEM.SYS。

●EMS内存 符合EMS规范管理的扩充内存区。其驱动程序为EMM386.EXE等。 支持内存类型是指主板所支持的具体内存类型。不同的主板所支持的内存类型是不相同的。早期的主板使用的内存类型主要有FPM、EDO、,SDRAM、RDRAM,目前主板常见的有DDR、DDR2内存。

FPM内存

FPM是Fast Page Mode(快页模式)的简称,是较早的PC机普遍使用的内存,它每隔3个时钟脉冲周期传送一次数据。现在早就被淘汰掉了。

EDO内存

EDO是Extended Data Out(扩展数据输出)的简称,它取消了主板与内存两个存储周期之间的时间间隔,每隔2个时钟脉冲周期传输一次数据,大大地缩短了存取时间,使存取速度提高30%,达到60ns。EDO内存主要用于72线的SIMM内存条,以及采用EDO内存芯片的PCI显示卡。这种内存流行在486以及早期的奔腾计算机系统中,它有72线和168线之分,采用5V工作电压,带宽32 bit,必须两条或四条成对使用,可用于英特尔430FX/430VX甚至430TX芯片组主板上。目前也已经被淘汰,只能在某些老爷机上见到。

SDRAM内存

SDRAM是Synchronous Dynamic Random Access Memory(同步动态随机存储器)的简称,是前几年普遍使用的内存形式。SDRAM采用3.3v工作电压,带宽64位,SDRAM将CPU与RAM通过一个相同的时钟锁在一起,使RAM和CPU能够共享一个时钟周期,以相同的速度同步工作,与 EDO内存相比速度能提高50%。SDRAM基于双存储体结构,内含两个交错的存储阵列,当CPU从一个存储体或阵列访问数据时,另一个就已为读写数据做好了准备,通过这两个存储阵列的紧密切换,读取效率就能得到成倍的提高。SDRAM不仅可用作主存,在显示卡上的显存方面也有广泛应用。SDRAM曾经是长时间使用的主流内存,从430TX芯片组到845芯片组都支持SDRAM。但随着DDR SDRAM的普及,SDRAM也正在慢慢退出主流市场。

RDRAM内存

RDRAM是Rambus Dynamic Random Access Memory(存储器总线式动态随机存储器)的简称,是Rambus公司开发的具有系统带宽、芯片到芯片接口设计的内存,它能在很高的频率范围下通过一个简单的总线传输数据,同时使用低电压信号,在高速同步时钟脉冲的两边沿传输数据。最开始支持RDRAM的是英特尔820芯片组,后来又有840,850芯片组等等。RDRAM最初得到了英特尔的大力支持,但由于其高昂的价格以及Rambus公司的专利许可限制,一直未能成为市场主流,其地位被相对廉价而性能同样出色的DDR SDRAM迅速取代,市场份额很小。

DDR SDRAM内存

DDR SDRAM是Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory(双数据率同步动态随机存储器)的简称,是由VIA等公司为了与RDRAM相抗衡而提出的内存标准。DDR SDRAM是SDRAM的更新换代产品,采用2.5v工作电压,它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据,这样不需要提高时钟的频率就能加倍提高SDRAM的速度,并具有比SDRAM多一倍的传输速率和内存带宽,例如DDR 266与PC 133 SDRAM相比,工作频率同样是133MHz,但内存带宽达到了2.12 GB/s,比PC 133 SDRAM高一倍。目前主流的芯片组都支持DDR SDRAM,是目前最常用的内存类型。

DDR2

DDR2(Double Data Rate 2) SDRAM是由JEDEC(电子设备工程联合委员会)进行开发的新生代内存技术标准,它与上一代DDR内存技术标准最大的不同就是,虽然同是采用了在时钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式,但DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力(即:4bit数据读预取)。换句话说,DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据,并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。

DDR2内存的频率

此外,由于DDR2标准规定所有DDR2内存均采用FBGA封装形式,而不同于目前广泛应用的TSOP/TSOP-II封装形式,FBGA封装可以提供了更为良好的电气性能与散热性,为DDR2内存的稳定工作与未来频率的发展提供了坚实的基础。回想起DDR的发展历程,从第一代应用到个人电脑的DDR200经过DDR266、DDR333到今天的双通道DDR400技术,第一代DDR的发展也走到了技术的极限,已经很难通过常规办法提高内存的工作速度;随着Intel最新处理器技术的发展,前端总线对内存带宽的要求是越来越高,拥有更高更稳定运行频率的DDR2内存将是大势所趋。

DDR2与DDR的区别:

在了解DDR2内存诸多新技术前,先让我们看一组DDR和DDR2技术对比的数据。

1、延迟问题:

从上表可以看出,在同等核心频率下,DDR2的实际工作频率是DDR的两倍。这得益于DDR2内存拥有两倍于标准DDR内存的4BIT预读取能力。换句话说,虽然DDR2和DDR一样,都采用了在时钟的上升延和下降延同时进行数据传输的基本方式,但DDR2拥有两倍于DDR的预读取系统命令数据的能力。也就是说,在同样100MHz的工作频率下,DDR的实际频率为200MHz,而DDR2则可以达到400MHz。

这样也就出现了另一个问题:在同等工作频率的DDR和DDR2内存中,后者的内存延时要慢于前者。举例来说,DDR 200和DDR2-400具有相同的延迟,而后者具有高一倍的带宽。实际上,DDR2-400和DDR 400具有相同的带宽,它们都是3.2GB/s,但是DDR400的核心工作频率是200MHz,而DDR2-400的核心工作频率是100MHz,也就是说DDR2-400的延迟要高于DDR400。

2、封装和发热量:

DDR2内存技术最大的突破点其实不在于用户们所认为的两倍于DDR的传输能力,而是在采用更低发热量、更低功耗的情况下,DDR2可以获得更快的频率提升,突破标准DDR的400MHZ限制。

DDR内存通常采用TSOP芯片封装形式,这种封装形式可以很好的工作在200MHz上,当频率更高时,它过长的管脚就会产生很高的阻抗和寄生电容,这会影响它的稳定性和频率提升的难度。这也就是DDR的核心频率很难突破275MHZ的原因。而DDR2内存均采用FBGA封装形式。不同于目前广泛应用的TSOP封装形式,FBGA封装提供了更好的电气性能与散热性,为DDR2内存的稳定工作与未来频率的发展提供了良好的保障。

DDR2内存采用1.8V电压,相对于DDR标准的2.5V,降低了不少,从而提供了明显的更小的功耗与更小的发热量,这一点的变化是意义重大的。

DDR2采用的新技术:

除了以上所说的区别外,DDR2还引入了三项新的技术,它们是OCD、ODT和Post CAS。

OCD(Off-Chip Driver):也就是所谓的离线驱动调整,DDR II通过OCD可以提高信号的完整性。DDR II通过调整上拉(pull-up)/下拉(pull-down)的电阻值使两者电压相等。使用OCD通过减少DQ-DQS的倾斜来提高信号的完整性;通过控制电压来提高信号品质。

ODT:ODT是内建核心的终结电阻器。我们知道使用DDR SDRAM的主板上面为了防止数据线终端反射信号需要大量的终结电阻。它大大增加了主板的制造成本。实际上,不同的内存模组对终结电路的要求是不一样的,终结电阻的大小决定了数据线的信号比和反射率,终结电阻小则数据线信号反射低但是信噪比也较低;终结电阻高,则数据线的信噪比高,但是信号反射也会增加。因此主板上的终结电阻并不能非常好的匹配内存模组,还会在一定程度上影响信号品质。DDR2可以根据自已的特点内建合适的终结电阻,这样可以保证最佳的信号波形。使用DDR2不但可以降低主板成本,还得到了最佳的信号品质,这是DDR不能比拟的。

Post CAS:它是为了提高DDR II内存的利用效率而设定的。在Post CAS *** 作中,CAS信号(读写/命令)能够被插到RAS信号后面的一个时钟周期,CAS命令可以在附加延迟(Additive Latency)后面保持有效。原来的tRCD(RAS到CAS和延迟)被AL(Additive Latency)所取代,AL可以在0,1,2,3,4中进行设置。由于CAS信号放在了RAS信号后面一个时钟周期,因此ACT和CAS信号永远也不会产生碰撞冲突。

总的来说,DDR2采用了诸多的新技术,改善了DDR的诸多不足,虽然它目前有成本高、延迟慢能诸多不足,但相信随着技术的不断提高和完善,这些问题终将得到解决。

ECC并不是内存类型,ECC(Error Correction Coding或Error Checking and Correcting)是一种具有自动纠错功能的内存,英特尔的82430HX芯片组就开始支持它,使用该芯片组的主板都可以安装使用ECC内存,但由于ECC内存成本比较高,所以主要应用在要求系统运算可靠性比较高的商业电脑中,例如服务器/工作站等等。由于实际上存储器出错的情况不会经常发生,而且普通的主板也并不支持ECC内存,所以一般的家用与办公电脑也不必采用ECC内存。

参考资料:http://baike.baidu.com/view/1082.html

什么是DDR2?

DDR2是由JEDEC(电子设备工程联合委员会)进行开发的,而JEDEC 的成员来自主流大公司的工程师,比如AMD、Intel、Micron和Corsair 等著名的半导体公司,因为这些工程师身在技术开发的第一线,因此他们知道消费者需要的是什么,并且由于精通这些技术才能开发出更具前瞻性的标准,而这些标准一旦确立,就将被整个工业界采纳成为规范。

DDR 2的内存能够提供比传统SDRAM快四倍,且比DDR快两倍的工作频率。DDR2包含一些新的特性改善速度以及带宽。DDR以及DDR2同样都是64BIT的介面,DDR2需要240针脚,而DDR只需184针脚。DDR2的工作电压是1.8V,DDR是2.5V。DDR颗粒容量为128Mb-1Gb,DDR2是256Mb-2Gb(或者更高),DDR的消耗功耗为527MW,DDR2是247MW。DDR2借由4位元的预存取长度以及双倍外部时钟信号来增加它的速度,并且使用FBGA封装技术,1.8伏特的工作电压,拥有良好的电气性能以及较低的功耗。

DDR2包含下列5个特性:

1.8V的工作电压

4BIT的预存取长度(DDR为2BIT)

包含记忆体上的信号终止器(ON DIE TERMINATION)

POSTED CAS以及ADDITIVE LATENCY(AL)

OCD(OFF-CHIP DRIVER)

目前关于DDR2,在消费者和商家之间被广泛讨论,他们对这些觉得很多疑问,DDR2真的就比DDR 快吗?DDR2 由于比DDR 先进,它的工作频率也更高了。当然,现在DDR 的速度仍旧可以提升,而DDR2 大规模的速度也未可预料。

那么为什么DDR2 的速度可以如此高呢?这主要是由于芯片使用了新的技术和特征,改进了数据信号的集成度,使得有能力运作在更快速的时钟速度。这些技术包括了“On-Die Termination”和“Off-Chip Driver Calibration”,当然还有很多其它的新技术,比如DDR2 有更大的4-bit 预取,增强的寄存器,还增加了延迟的时间。On-Die Termination 或者ODT ,意味着Mount Termination Register(装载终端晶体管),已经从主板的本身转移到了DRAM 芯片上面。这样,可以通过控制在传输路径中的反射噪音,从而改进信号的完整性,并且由于更好地处理好了终端晶体管的放置和布线,系统的设计也更加简单了。

Off-Chip Driver Calibration 或者OCD ,是一些I/O驱动电阻,它可以通过调整电压而平衡Pull-up/Pull-down 电阻。通过最少DQ-DQS 畸变,改进了信号的完整性,并且通过控制overshoot和undershoot,还有通过I/O 驱动电压校验,改进信号的质量。

在4-bit 预取的架构里面,DDR2 SDRAM 每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据,并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。这里有点想请大家注意,那就是DDR2 的内部时钟要比DDR1 更慢,不过由于它的预取要比DDR1 大,因此外部时钟被加倍了。例如,我们使用DDR2 的4-bit 预取在今天的DDR400 上面,那么它将运作在DDR800 。不过既然这是不可能的,因此DDR2 400模组的内部时钟仅能够降低到100MHz,而DDR2-533 则为133MHz ,DDR400和DDR2 400 有相似的性能。

对于我们这些需要最新最快速技术的人,这究竟以意味什么?基本上来说,没有,也就是说从DDR400 到DDR2 400没有性能的增长,甚至从DDR-533 到DDR2-533 也依然如此。

目前DDR2 面临的最大挑战,是它没有向后的兼容性,虽然说DDR2 和DDR 都使用了相同的插座,但是要知道DDR2 使用了240pin 的封装,而DDR 的封装则为184pin ,且两种类型内存凹口的位置也并不相同。未来很可能会发布DDR2 内存以适应当前的DDR1 主板,但是并不会带来很大的性能增长,如果我们真正想享受DDR2 内存的乐趣,就要购买真正支持DDR 2内存的主板。

大家已经看出DDR2目前的性能的确未比DDR提升多少,但DDR2注定为内存的发展趋势,AMD就仅仅出于目前的性能的考虑就放弃对DDR2的支持吗?这不免会令人产生疑问!DDR2的性能问题的确是AMD放弃今年对其支持的一个原因却不一定会是主要原因,根本原因到底是什么呢?这就要看AMD的市场策略了,大家都知道AMD产品一直是以其较低的价格和优良的性能和Intel相抗衡。那我们就看看AMD前两年都做了些什么吧。

AMD频繁更换处理器的Socket,已经让芯片组设计商和主板制造商吃不消了,要知道Opteron 和Athlon64、Athlon FX 都有使用不同Socket的版本,AMD 的伙伴认为开发需要的费用还没有赚回来,就又要投入大量的经费进行技术研究,纷纷对AMD 提出抗议,因此而迫使了AMD 939-pin 处理器的发布日期被迫推迟,如果在今年再支持DDR2 的话,相信AMD首先面临芯片组设计商和主板制造商的巨大阻力。

再者64-bit 处理器本身就较为昂贵,再支持DDR2 内存的话,想想它们的身价已经达到了几何?价格之昂贵,我相信真的并非一般爱好者能够吃得消。AMD 本身就非常推崇性能、价格和实用,在三者没有达到最佳平衡点之前,恐怕AMD不会轻易出手。

大家从上面不免有看出了AMD的一丝无奈,感觉不支持DDR2也是AMD没办法的事情。然而我们千万不要小看AMD,其实它还是很聪明很有技术含量的。为什么说它聪明呢?我们都看到了不支持DDR2可能会给AMD的产品带来不利的影响,但仔细考虑一下也没有必要为这个担心。毕竟AMD是处理器市场的老二,它要是不支持DDR2定会影响DDR2的推广速度。从现在到667MHz DDR2存储芯片推出时这段时间内,消费者对DDR2的产品也会采取一定的观望态度。这为AMD的939-pin 处理器争取了时间,相信大家也都看到了这样一则关于AMD的新闻: “超微公司(AMD)首席执行官(CEO)Hector Ruiz博士开始在任期内首度访台行程,走访多家台系芯片组业者及ODM龙头大厂。据芯片组业者透露,超微为阻止英特尔(Intel)64位大军,规划在第二季度(Q2)加快平台转换脚步,K8平台产品将在Q2跃居出货主力,而且在Q3季度出货增长将达40%,尽管超微规划的数字不免有夸大嫌疑,但在英特尔独大且其产品线无利可图情况下,台湾厂商也只能姑且信之。”

事实上,对于台湾业者而言,不管是芯片组厂或是主板厂商,都将AMD平台产品视为是获利的重要来源,以主板产品为例,由于超微(AMD)平台芯片组不需要缴交授权金,加上是通路内销市场热门产品,因此,超微K8平台产品毛利就是比P4高出3~5%。我想2005年,AMD就是想通过不支持DDR2来和Intel打价格战,这个策略的确是可行的,今年为了更深入推广DDR2,Intel一定会使自己的产品进一步向DDR2技术过渡直至其全面占领市场。而2005年还会是过度的一年,也就是说在2005年,Intel的DDR2产品的价格还是不菲的,无疑AMD的产品会在这段时间内会占据一定的优势。这就是AMD的聪明之处。

上面说的AMD很有技术含量又是怎样一回事呢?是这样的:Intel的实现DDR2的方法比较困难,如果它想要使用更高时钟速度的内存,就必须同时升级处理器的FSB 时钟,还有内存控制器,也就是说主板制造商必须使用全新设计的支持DDR2 内存的北桥芯片。而由于AMD 的处理器使用了内建的内存控制器,因此它支持的内存时钟也是被限制定了。只要内存控制器更换了,主板制造商也只需把184pin DDR1 DIMM 换为240pin DIMM 就可以支持DDR2了,无须使用新的北桥芯片,非常方便。支持DDR2能使AMD产品性能得到更高的提升,这样AMD可以延续自己的竞争力,这可以说这是AMD的一张王牌。而且时机未到AMD这张王牌是不会出手的。


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