記憶體傳輸標準

基本介紹

主機板和記憶體的關係

不同類型的記憶體其傳輸標準是不相同的。主機板支持記憶體傳輸標準決定著，主機板所能採用最高性能的記憶體規格，是選擇購買主機板的關鍵之一。

AMD A75晶片組主機板最大能支持64G記憶體

在選購好CPU和主機板之後選購記憶體時，必須注意該主機板所支持的記憶體類型和記憶體傳輸標準，以及是否支持雙通道等等。要選購符合該主機板要求的記憶體才能獲得最佳的性能。

記憶體傳輸率和記憶體大小沒有必然的關係，不過因為速度快和容量大的記憶體都是科技進步帶來的產品，所以一般容量較大的傳輸率也較大，絕大多數2G的記憶體都為DDR2系列，有533、667、800、1066、1333等頻率。

越老的主機板支持的傳輸率就越低，大部分現在的主機板都能支持到800。某些質量好的主機板可以支持到1066和1333，有些主機板在超頻的狀態下也會支持這么高的頻率。

主機板支持的記憶體傳輸率是一個重要的指標，在主機板的技術參數上肯定會標註。只要知道主機板的具體型號就能查到所支持的傳輸率。.

支持記憶體傳輸標準

主機板所能支持記憶體的最大容量是指最大能在該主機板上插入多大容量的記憶體條，超過容量的記憶體條即便插在主機板上， 主機板也無不支持。主機板支持的最大記憶體容量理論上由晶片組所決定，北橋決定了整個晶片所能支持的最大記憶體容量。但在實際套用中，主機板支持的最大記憶體容量還受到主機板上記憶體插槽數量的限制，主機板製造商出於設計、成本上的需要，可能會在主機板上採用較少的記憶體插槽，此時即便晶片組支持很大的記憶體容量，但主機板上並沒有足夠的記憶體插槽供適用，就沒法達到理論最大值。

傳輸標準

RDRAM記憶體傳輸標準

RDRAM有PC600，PC800，PC1066和PC1600等，其工作頻率分別為300MHz，400MHz，533MHz和800MHz，其對應的記憶體傳輸頻寬分別為1.2GB/sec，1.6G B/sec，2.12GB/sec和2.4GB/sec，並可組成雙通道或四通道獲得驚人的記憶體頻寬。使用RDRAM時必須將記憶體插槽全部插滿，如果記憶體條數量不夠，必須使用專用的連線器插滿記憶體插槽。

RDRAM記憶體傳輸標準表

在選購好CPU和主機板之後選購記憶體時，必須注意該主機板所支持的記憶體類型和記憶體傳輸標準，以及是否支持雙通道等等。要選購符合該主機板要求的記憶體才能獲得最佳的性能。

RDRAM（Rambus DRAM）是美國的RAMBUS公司開發的一種記憶體。與DDR和SDRAM不同，它採用了串列的數據傳輸模式。在推出時，因為其徹底改變了記憶體的傳輸模式，無法保證與原有的製造工藝相兼容，而且記憶體廠商要生產RDRAM還必須要加納一定專利費用，再加上其本身製造成本，就導致了RDRAM從一問世就高昂的價格讓普通用戶無法接收。而同時期的DDR則能以較低的價格，不錯的性能，逐漸成為主流，雖然RDRAM曾受到英特爾公司的大力支持，但始終沒有成為主流。

RDRAM的數據存儲位寬是16位，遠低於DDR和SDRAM的64位。但在頻率方面則遠遠高於二者，可以達到400MHz乃至更高。同樣也是在一個時鐘周期內傳輸兩次次數據，能夠在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次數據，記憶體頻寬能達到1.6Gbyte/s。

普通的DRAM行緩衝器的信息在寫回存儲器後便不再保留，而RDRAM則具有繼續保持這一信息的特性，於是在進行存儲器訪問時，如行緩衝器中已經有目標數據，則可利用，因而實現了高速訪問。另外其可把數據集中起來以分組的形式傳送，所以只要最初用24個時鐘，以後便可每1時鐘讀出1個位元組。

一次訪問所能讀出的數據長度可以達到256位元組。

PC600

RDRAM仍舊採用習慣的記憶體頻率來命名。PC600的工作頻率為300 MHz，而其也是時鐘上升期和下降期都傳輸數據，因此其等效頻率為600 MHz，所以命名為PC600。

PC800

PC800的工作頻率為400 MHz，而其也是時鐘上升期和下降期都傳輸數據，因此其等效頻率為800 MHz，所以命名為PC800。

PC1066

PC1066的工作頻率為533 MHz，而其也是時鐘上升期和下降期都傳輸數據，因此其等效頻率為1066 MHz，所以命名為PC1066。

SDRAM記憶體傳輸標準

標準的SDRAM分為66MHz SDRAM（即俗稱的PC66，但PC66並非正規術語），PC100以及PC133，其標準工作頻率分別為66MHz，100MHz和133MHz，對應的記憶體傳 輸頻寬分別為533MB/sec，800MB/sec和1.06GB/sec。非標準的還有PC150等。需要注意的是，對所有的記憶體而言，記憶體的標準工作頻率只是指其在此頻率下能穩定工作，而並非只能工作在該頻率下。

SDRAM記憶體傳輸標準表

高標準的SDRAM可以工作在較低的頻率下，例如PC133也可以工作在100MHz，只是此時記憶體性能不能得到完全發揮，性能大打折扣；而低標準的記憶體通過超頻也可以工作在較高頻率上以獲得較高的記憶體性能，只是穩定性和可靠性要大打折扣。

DDR SDRAM記憶體傳輸標準

標準的DDR SDRAM分為DDR200，DDR266，DDR333以及DDR400，其標準工作頻率分別100MHz，133MHz，166MHz和200MHz，對應的記憶體傳輸頻寬分別為1. 6GB/sec，2.12GB/sec，2.66GB/sec和3.2GB/sec，非標準的還有DDR 433，DDR 500等等。

DDR SDRAM記憶體傳輸標準表

初學者常被DDR 266，PC2100等字眼搞混淆，DDR 266與PC 2100其實就是一回事，只是表述方法不同罷了。DDR266是指的該記憶體的工作頻率（實際工作頻率為133MHz，等效於266MHz 的SDRAM），而PC2100則是指其記憶體傳輸頻寬（2100MB/sec）。同理，PC1600就是DDR 200，PC2700就是DDR333，PC3200就是DDR400。

DDR2記憶體傳輸標準

DDR2可以看作是DDR技術標準的一種升級和擴展：DDR的核心頻率與時鐘頻率相等，但數據頻率為時鐘頻率的兩倍，也就是說在一個時鐘周期內必須傳輸兩次數據。而DDR2採用“4 bit Prefetch(4位預取)”機制，核心頻率僅為時鐘頻率的一半、時鐘頻 率再為數據頻率的一半，這樣即使核心頻率還在200MHz，DDR2記憶體的數據頻率也能達到800MHz—也就是所謂的DDR2 800。

DDR2記憶體傳輸標準表

已有的標準DDR2記憶體分為DDR2 400和DDR2 533，今後還會有DDR2 667和DDR2 800，其核心頻率分別為100MHz、133MHz、166MHz和200MHz，其匯流排頻率(時鐘頻率)分別為200MHz、266MHz、333MHz和400MHz，等效的數據傳輸頻率分別為400MHz、533MHz、667MHz和800MHz，其對應的記憶體傳輸頻寬分別為3.2GB/sec、4.3GB/sec、5.3GB/sec和6.4GB/sec，按照其記憶體傳輸頻寬分別標註為PC23200、PC24300、PC25300和PC26400。

記憶體傳輸標準-DDR2與DDR的區別

延遲問題：

從上表可以看出，在同等核心頻率下，DDR2的實際工作頻率是DDR的兩倍。這得益於DDR2記憶體擁有兩倍於標準DDR記憶體的4BIT預讀取能力。換句話說，雖然DDR2和DDR一樣，都採用了在時鐘的上升延和下降延同時進行數據傳輸的基本方式，但DDR2擁有兩倍於DDR的預讀取系統命令數據的能力。也就是說，在同樣100MHz的工作頻率下，DDR的實際頻率為200MHz，而DDR2則可以達到400MHz。

這樣也就出現了另一個問題：在同等工作頻率的DDR和DDR2記憶體中，後者的記憶體延時要慢於前者。舉例來說，DDR 200和DDR2-400具有相同的延遲，而後者具有高一倍的頻寬。實際上，DDR2-400和DDR 400具有相同的頻寬，它們都是3.2GB/s，但是DDR400的核心工作頻率是200MHz，而DDR2-400的核心工作頻率是100MHz，也就是說DDR2-400的延遲要高於DDR400。

封裝和發熱量：

DDR2記憶體技術最大的突破點其實不在於用戶們所認為的兩倍於DDR的傳輸能力，而是在採用更低發熱量、更低功耗的情況下，DDR2可以獲得更快的頻率提升，突破標準DDR的400MHZ限制。

DDR記憶體通常採用TSOP晶片封裝形式，這種封裝形式可以很好的工作在200MHz上，當頻率更高時，它過長的管腳就會產生很高的阻抗和寄生電容，這會影響它的穩定性和頻率提升的難度。這也就是DDR的核心頻率很難突破275MHZ的原因。而DDR2記憶體均採用FBGA封裝形式。不同於目前廣泛套用的TSOP封裝形式，FBGA封裝提供了更好的電氣性能與散熱性，為DDR2記憶體的穩定工作與未來頻率的發展提供了良好的保障。

DDR2記憶體採用1.8V電壓，相對於DDR標準的2.5V，降低了不少，從而提供了明顯的更小的功耗與更小的發熱量，這一點的變化是意義重大的。

DDR2採用的新技術

除了以上所說的區別外，DDR2還引入了三項新的技術，它們是OCD、ODT和Post CAS。

OCD（Off-Chip Driver）：也就是所謂的離線驅動調整，DDR II通過OCD可以提高信號的完整性。DDR II通過調整上拉（pull-up）/下拉（pull-down）的電阻值使兩者電壓相等。使用OCD通過減少DQ-DQS的傾斜來提高信號的完整性；通過控制電壓來提高信號品質。

ODT：ODT是內建核心的終結電阻器。我們知道使用DDR SDRAM的主機板上面為了防止數據線終端反射信號需要大量的終結電阻。它大大增加了主機板的製造成本。實際上，不同的記憶體模組對終結電路的要求是不一樣的，終結電阻的大小決定了數據線的信號比和反射率，終結電阻小則數據線信號反射低但是信噪比也較低；終結電阻高，則數據線的信噪比高，但是信號反射也會增加。因此主機板上的終結電阻並不能非常好的匹配記憶體模組，還會在一定程度上影響信號品質。DDR2可以根據自已的特點內建合適的終結電阻，這樣可以保證最佳的信號波形。使用DDR2不但可以降低主機板成本，還得到了最佳的信號品質，這是DDR不能比擬的。

Post CAS：它是為了提高DDR II記憶體的利用效率而設定的。在Post CAS操作中，CAS信號（讀寫/命令）能夠被插到RAS信號後面的一個時鐘周期，CAS命令可以在附加延遲（Additive Latency）後面保持有效。原來的tRCD（RAS到CAS和延遲）被AL（Additive Latency）所取代，AL可以在0，1，2，3，4中進行設定。由於CAS信號放在了RAS信號後面一個時鐘周期，因此ACT和CAS信號永遠也不會產生碰撞衝突。

總的來說，DDR2採用了諸多的新技術，改善了DDR的諸多不足，雖然它目前有成本高、延遲慢能諸多不足，但相信隨著技術的不斷提高和完善，這些問題終將得到解決。

DDR3記憶體傳輸標準

對於一些初級DIY愛好者來說，更高性能的代表就是更高的頻率，這樣的表述在一定意義上也是正確的，不過這樣的標準顯然並不適合用來表述DDR3記憶體。提到DDR3記憶體我們就不得不提這個標準的制定者JEDEC，這個協會組織囊括了目前最主要的上游晶片廠商和製造廠商，對記憶體的性能和標準制定起著決定性的作用。而在DDR3記憶體的標準制定之初，它就被定義為降低至少30%的功耗，以及至少15%的性能提升，下邊我們就來看看DDR3記憶體是如何實現這樣的性能的。

DDR3記憶體有幾個區別於DDR2記憶體的特性：　　1．8bit預取設計，而DDR2為4bit預取，這樣DRAM核心的頻率只有接口頻率的1/8，DDR3-800的核心工作頻率只有100MHz。

2．採用點對點的拓樸架構，以減輕地址/命令與控制匯流排的負擔。

3．採用100nm以下的生產工藝，將工作電壓從1.8V降至1.5V，增加異步重置（Reset）與ZQ校準功能。

DDR3與DDR2幾個主要的不同之處：　突髮長度（Burst Length，BL）

由於DDR3的預取為8bit，所以突發傳輸周期（Burst Length，BL）也固定為8，而對於DDR2和早期的DDR架構系統，BL=4也是常用的，DDR3為此增加了一個4bit Burst Chop（突發突變）模式，即由一個BL=4的讀取操作加上一個BL=4的寫入操作來合成一個BL=8的數據突發傳輸，屆時可通過A12地址線來控制這一突發模式。而且需要指出的是，任何突發中斷操作都將在DDR3記憶體中予以禁止，且不予支持，取而代之的是更靈活的突發傳輸控制（如4bit順序突發）。

定址時序（Timing）

就像DDR2從DDR轉變而來後延遲周期數增加一樣，DDR3的CL周期也將比DDR2有所提高。DDR2的CL範圍一般在2～5之間，而DDR3則在5～11之間，且附加延遲（AL）的設計也有所變化。DDR2時AL的範圍是0～4，而DDR3時AL有三種選項，分別是0、CL-1和CL-2。另外，DDR3還新增加了一個時序參數——寫入延遲（CWD），這一參數將根據具體的工作頻率而定。

DDR3新增的重置（Reset）功能

重置是DDR3新增的一項重要功能，並為此專門準備了一個引腳。DRAM業界很早以前就要求增加這一功能，如今終於在DDR3上實現了。這一引腳將使DDR3的初始化處理變得簡單。當Reset命令有效時，DDR3記憶體將停止所有操作，並切換至最少量活動狀態，以節約電力。

在Reset期間，DDR3記憶體將關閉內在的大部分功能，所有數據接收與傳送器都將關閉，所有內部的程式裝置將復位，DLL（延遲鎖相環路）與時鐘電路將停止工作，而且不理睬數據匯流排上的任何動靜。這樣一來，將使DDR3達到最節省電力的目的。

DDR3新增ZQ校準功能

ZQ也是一個新增的腳，在這個引腳上接有一個240歐姆的低公差參考電阻。這個引腳通過一個命令集，通過片上校準引擎（On-Die Calibration Engine，ODCE）來自動校驗數據輸出驅動器導通電阻與ODT的終結電阻值。當系統發出這一指令後，將用相應的時鐘周期（在加電與初始化之後用512個時鐘周期，在退出自刷新操作後用256個時鐘周期、在其他情況下用64個時鐘周期）對導通電阻和ODT電阻進行重新校準。

參考電壓分成兩個

在DDR3系統中，對於記憶體系統工作非常重要的參考電壓信號VREF將分為兩個信號，即為命令與地址信號服務的VREFCA和為數據匯流排服務的VREFDQ，這將有效地提高系統數據匯流排的信噪等級。

點對點連線（Point-to-Point，P2P）

這是為了提高系統性能而進行的重要改動，也是DDR3與DDR2的一個關鍵區別。在DDR3系統中，一個記憶體控制器只與一個記憶體通道打交道，而且這個記憶體通道只能有一個插槽，因此，記憶體控制器與DDR3記憶體模組之間是點對點（P2P）的關係（單物理Bank的模組），或者是點對雙點（Point-to-two-Point，P22P）的關係（雙物理Bank的模組），從而大大地減輕了地址/命令/控制與數據匯流排的負載。而在記憶體模組方面，與DDR2的類別相類似，也有標準DIMM（台式PC）、SO-DIMM/Micro-DIMM（筆記本電腦）、FB-DIMM2（伺服器）之分，其中第二代FB-DIMM將採用規格更高的AMB2（高級記憶體緩衝器）。