DDR是一種繼SDRAM後產生的內存技術,DDR,英文原意為「DoubleDataRate」,顧名思義,就是雙數據傳輸模式。之所以稱其為「雙」,也就意味著有「單」,我們日常所使用的SDRAM都是「單數據傳輸模式」,這種內存的特性是在一個內存時鐘週期中,在一個方波上升沿時進行一次操作(讀或寫),而DDR則引用了一種新的設計,其在一個內存時鐘週期中,在方波上升沿時進行一次操作,在方波的下降沿時也做一次操作,之所以在一個時鐘週期中,DDR則可以完成SDRAM兩個週期才能完成的任務,所以理論上同速率的DDR內存與SDR內存相比,性能要超出一倍,可以簡單理解為100MHZ DDR=200MHZ SDR。
DDR內存不向後兼容SDRAM
DDR內存採用184線結構,DDR內存不向後兼容SDRAM,要求專為DDR設計的主板與系統,如下圖:
●DDR vs. DDR-2最大的不同之處
這個話題是割裂AMD和Intel陣營的風水嶺之一。因為AMD平台不支持DDR-2並且在短期內也不會支持DDR-2,我們這裡討論的測試實際上並不包含對於AMD平台的評估。
DDR-2是基於DDR內存標準發展而來的。首先讓我們來簡要概述一下兩種技術以及它們之間的主要區別。為了在不提升內存速度的前提下提高整體數據傳送吞吐量,必須增加內部cell array的數據率(內存顆粒內部單元我們稱之為Cell)。DDR-2使用兩個並行運行的cell,每個cell使用兩位(bit),這樣組成了總共四位的系統。相比之下DDR只有兩位。為了讓數據緩存跟上DDR-2的節奏,緩存運行在相對於cell array兩倍的頻率下。這樣,系統允許DDR-2運行在4倍於實際內存模塊速度的有效頻率上。也就是說,一個運行於400MHz的DDR-2內存實際上cell的頻率只有100MHz,而對於之前的DDR來說cell的頻率必須達到200MHz。
DDR-2的另一個主要區別就是片內信號終結器(On-Die signal termination)。DDR1的最大的問題之一就是與其它模塊的兼容性,與主板的兼容性問題也時有耳聞。其實這個問題的根源就是信號終結器。DDR內存使用了一系列的板載電阻來屏蔽內存信道上的總線信號干擾。這樣做的問題有二:
1)當使用來自於不同製造商的內存模塊時,如果一個模塊從系統總線傳送了過多的干擾到其他內存模塊,內存可能就會不穩定。
2)如果主板沒有使用足夠的電阻或者其中一些電阻的質量不行,會導致內存的穩定性問題。
DDR-2實際上把為總線信號服務的終結器放在了內存模塊上。這樣,模塊本身就能就具有良好的兼容性了。另一個具有優勢的地方是信號終結器離內存模塊更近了,這樣的好處就是能夠提供更少的總線干擾,更少的干擾給速度的提高提供了保障。
●關於延遲--Timings vs. 帶寬
現在我們來看看讓DDR-2引起不小波瀾的因素--更高的延遲。DDR1在延遲這方面比DDR-2要好。DDR的延遲時間一般在2.0ns、2.5ns最高才3.0ns。2ns的延遲時間是AMD Athlon用戶非常熟悉的,它確實對性能很有益處。然而,Intel不吃這一套。擁有雙倍緩存頻率的DDR-2把延遲時間壓制到了3ns、4ns甚至5ns。配置有片內內存控制器的AMD Athlon 64使用一個快的多的交錯存取裝置(crossbar)來完成訪問內存的任務。此舉的結果就是模塊與控制器同步的越好,整體的性能就越好。
由於Intel Pentium 4的傳統前端系統總線的特性以及Netburst架構的高帶寬適應能力,延遲時間的似乎沒有在系統中扮演重要角色。
為了防止有超大管線的Intel Pentium 4處理器處於無事可幹的尷尬境地,Pentium 4在每個時鐘週期內需要大量的數據;也就是說,內存需要有非常大的吞吐量來保證數據的供應。Intel把普通Pentium 4設計成800MHz的前端系統總線,另外超級版本的Pentium 4更是有1066MHz的前端系統總線。算一下,800 FSB的P4帶寬達到6.4GB/s,1066 FSB的P4的帶寬高達恐怖的8.5GB/s。這樣的帶寬絕對超過DDR的工作能力,然而,DDR-2卻可以勝任這樣的工作。DDR-2工作在比CPU時鐘速度高的特點也讓異步工作成為可能。
傳統觀念可能認為DDR-2有延遲時間上的問題,然而考慮到DDR-2的特性,有異步功能的DDR-2應該會在提升Pentium 4系統性能方面比以前做的更好。