DDR的接班人──DDRⅡ內(nèi)存
作為DDR的接班人，DDRⅡ在規(guī)范制定之初就引起了廣泛的關(guān)注。DDRⅡ總體上保留了DDR的大部分特性，但也有了不少的改進(jìn)。
1.先進(jìn)的制程、先進(jìn)的封裝技術(shù)
DDRⅡ?qū)⑹褂孟冗M(jìn)0.09μm制程(其后將改用更加先進(jìn)的0.065μm制程)及對芯片核心的內(nèi)部改進(jìn)，并把工作電壓從DDR的2.5V降到1.8V。這預(yù)示著DDRⅡ的功耗和發(fā)熱量都會在一定程度上得以降低。在封裝技術(shù)的方面，DDRⅡ改用更先進(jìn)的CSP(Chip Scale Package 芯片級封裝)封裝技術(shù)。此封裝技術(shù)的最大優(yōu)點是可以在晶圓上做好了封裝布線，可以大大提高可靠性。
2.四位預(yù)讀取架構(gòu)
在數(shù)據(jù)包預(yù)讀取方面，DDRⅡ采用了4位預(yù)讀取架構(gòu)(如圖)，可以認(rèn)為是端口數(shù)據(jù)傳輸率和內(nèi)存Cell之間數(shù)據(jù)讀/寫的倍率(注：DDR采用的是2位預(yù)讀取架構(gòu))。這個4位預(yù)讀取技術(shù)有點類似于Rambus的4倍信號模型技術(shù)，它可以在芯片核心頻率較低的情況下實現(xiàn)較高的數(shù)據(jù)傳輸率。以DDRⅡ533為例，其核心頻率/時鐘頻率/數(shù)據(jù)傳輸率分別是133MHz/266MHz/533Mbps，雖說DDRⅡ 533的核心頻率和DDRⅡ266是一樣的，但是利用4位預(yù)讀取技術(shù)使它的數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到了核心工作頻率的4倍(是DDRⅡ266數(shù)據(jù)傳輸率的2倍)。所以內(nèi)存生產(chǎn)商生產(chǎn)DDRⅡ芯片并不需要對現(xiàn)有技術(shù)做太大的改進(jìn)，這無疑具有很大的成本優(yōu)勢。但大家要注意一點，DDRⅡ雖然采用4位預(yù)讀取，但在實際性能上與DDR是相同的。因此在相同的核心頻率下，DDRⅡ的帶寬要達(dá)到DDR帶寬兩倍的水準(zhǔn)有一個前提條件：DDRⅡ的外部時鐘頻率必須是DDR和SDRAM的兩倍。為了保持較高的數(shù)據(jù)傳輸率，DDRⅡ采用了雙向數(shù)據(jù)控制針腳，針腳數(shù)也由DDR的184針變?yōu)?40針(注：DDRⅡ針腳數(shù)量有200針、220針、240針3種，其中240針的DDRⅡ?qū)⒂糜谧烂鍼C系列。)
3.ODT功能
DDRⅡ另一個革新是加入了ODT功能。ODT的英文全稱為On Die Terminator，中文意思是片內(nèi)終結(jié)器設(shè)計，其主要作用是吸收沒有被電路終端吸收的多余信號，減少信號反射，這樣可以提高信號的品質(zhì)，避免數(shù)據(jù)運算出錯。DDR由于沒有ODT功能，必須通過在主板上集成終結(jié)電阻來解決信號干擾問題，這也無形中增加了主板的生產(chǎn)成本，而且由于不同的內(nèi)存模組對終結(jié)電阻的要求不可能完全一樣，也造成了所謂的“內(nèi)存兼容性問題”。而在DDRⅡ?qū)⒔K結(jié)電阻設(shè)于內(nèi)存芯片內(nèi)，這樣可以簡化了主板的設(shè)計，降低了主板的成本，而且還可以減少內(nèi)存與主板的兼容問題的出現(xiàn)。
4.其他
DDRⅡ的延遲時間有所改進(jìn)，其延遲時間介于1.8ns到2.2ns之間(由廠商根據(jù)工作頻率不同而設(shè)定)，遠(yuǎn)低于DDR的2.9ns。由于延遲時間的降低，從而使DDRⅡ可以達(dá)到更高的頻率，最高可以達(dá)到1GHz以上的有效頻率。
此外，針對服務(wù)器領(lǐng)域，DDRⅡ還引入了COD、Posted CAS等技術(shù)，由于這些技術(shù)對我們普通用戶用處并不大，在這里就不再贅述了。
Rambus卷土重來──XDR內(nèi)存
隨著RDRAM內(nèi)存淡出主流內(nèi)存市場，Rambus的名字也似乎被人們淡忘，但此時Rambus發(fā)布了其最新的XDR內(nèi)存技術(shù)而重返PC市場。XDR DRAM全稱為eXtreme Data Rate DRAM，這是此前Rambus公司發(fā)布的“黃石(Yellowstone)”技術(shù)的最終命名。XDR擁有此前RDRAM所發(fā)布的所有技術(shù)特性，也帶來了技術(shù)上的創(chuàng)新。
1.改良的串行模塊結(jié)構(gòu)
串行模塊結(jié)構(gòu)最早出現(xiàn)在Rambus的RDRAM內(nèi)存上，其完全不同于DDR中所采用的并行架構(gòu)。在DDR內(nèi)存中，不管數(shù)據(jù)流量多與少，所有芯片都處于讀取工作狀態(tài)。而在RDRAM內(nèi)存中，各個內(nèi)存芯片是通過一條連續(xù)的總線連接，其讀取數(shù)據(jù)的方式有點像接力賽：當(dāng)前面的芯片寫滿數(shù)據(jù)后，后面的芯片才開始讀入數(shù)據(jù)。這個串行模塊結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是尋址方式和數(shù)據(jù)傳輸方式一樣，可以簡化產(chǎn)品設(shè)計。但串行模塊結(jié)構(gòu)有一個致命缺點，由于芯片之間存在一定的距離，而內(nèi)存芯片不是同時運行，需要依次啟動才能完全讀入所有數(shù)據(jù)，因此各芯片在響應(yīng)時間上存在很大的差異。為了能有序地控制總線的運作，整條模塊的延遲時間被迫以最未端的芯片為準(zhǔn)，只好以提高延遲時間的方式來解決。
而XDR采用了改良的串行模塊結(jié)構(gòu)。雖然XDR同樣采用串行模塊結(jié)構(gòu)，其尋址/指令總線還是需要經(jīng)過所有的內(nèi)存模塊，不過每顆芯片都增加了一條直接與內(nèi)存控制器相連接的數(shù)據(jù)傳輸通道。這樣一旦尋址完畢，芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)就可以馬上通過這條專線直接傳送到內(nèi)存控制器中，而不必等待最未端的芯片完成數(shù)據(jù)的讀取，從而有效地降低延遲并實現(xiàn)高頻率傳輸。
2.ODR八倍數(shù)據(jù)傳輸率
DDRⅡ引入了4位預(yù)讀取架構(gòu)，每個時鐘周期可以傳送4bit數(shù)據(jù)，而XDR則引入了8倍數(shù)據(jù)傳輸率，這樣可以使XDR獲得比DDRⅡ更快傳輸率和更高的時鐘頻率。
利用8倍數(shù)據(jù)傳輸率技術(shù)可以在一個時鐘周期內(nèi)進(jìn)行8次數(shù)據(jù)傳輸，而DDRⅡ在每個時鐘周期內(nèi)只能傳輸兩次。因此XDR可以在較低核心頻率下實現(xiàn)高數(shù)據(jù)傳輸率，以此實現(xiàn)低功耗，增加穩(wěn)定性。
當(dāng)然，這些模塊的峰值帶寬都是基于單通道情況下的數(shù)值，RDRAM和DDRⅡ都可以運行在雙通道模式，理論上可以將峰值帶寬增加一倍。不過XDR同樣可以支持多通道工作模式下，而且提供組合方案更靈活。Rambus的技術(shù)文檔宣稱，如果需要，XDR可以擴(kuò)展到8通道運行模式，未來甚至可能達(dá)到更高水準(zhǔn)：一條運行在3.2GHz的16位XDR內(nèi)存通道能實現(xiàn)6.4GB/s的傳輸帶寬；兩條16位通道則是12.8GB/s；如果在8通道模式下，你能得到51.2GB/s的驚人帶寬。
3.FlexPhase技術(shù)
此外，XDR之所以能提供如此高的連接速度，另一方面要得益于Rambus公司在電路板設(shè)計方面的創(chuàng)新──FlexPhase技術(shù)。目前的平行總線技術(shù)可以快速傳輸數(shù)據(jù)，但要求數(shù)據(jù)在芯片之間傳輸時保持同步。為了保持?jǐn)?shù)據(jù)的同步，就要求電路板設(shè)計人員在確保不同芯片之間連線長度的相等方面保持高度的精確性，要不就會出現(xiàn)時序余量問題。目前為了解決此問題，設(shè)計人員一般讓這些連線保持蜿蜒姿態(tài)，使兩組金手指的連線中最短與最長的連線的長度相等。就當(dāng)前的生產(chǎn)工藝來說，這種設(shè)計雖可以做到，但成本較高。而FlexPhase技術(shù)的出現(xiàn)則為解決這一問題提供一個相對簡單的方案。
FlexPhase屬于一種用于解決不斷減少的時序余量問題的技術(shù)，其原理是根據(jù)線路的長度預(yù)先對每個信號的相位進(jìn)行了調(diào)節(jié)：即每條線路都配備一個相位調(diào)節(jié)器，對接收到的信號在發(fā)送前都進(jìn)行了精細(xì)的調(diào)節(jié)，以達(dá)到芯片之間同步傳輸數(shù)據(jù)。通過FlexPhase技術(shù)可以在簡單的邏輯系統(tǒng)中，以更簡單、聯(lián)系更緊密、更低的成本實現(xiàn)數(shù)G級的數(shù)據(jù)傳輸速度效果。
4.DRSL技術(shù)
DRSL是Rambus公司開發(fā)的一種信號表達(dá)專利技術(shù)，屬于一種雙向的傳輸技術(shù)，作用有點類似于DDRⅡ中的ODT。利用此技術(shù)，XDR可以使用標(biāo)準(zhǔn)的PCB板和標(biāo)準(zhǔn)阻抗，將終結(jié)電阻設(shè)置到了芯片內(nèi)部，因此像DDRⅡ一樣不需要額外的終結(jié)器，這可以大大簡化RDRAM模組的使用和配置，并且可以降低系統(tǒng)的成本。
展 望
與DDR相比，在性能上DDRⅡ有了很大的改進(jìn)，要求的配合基礎(chǔ)也非常容易實現(xiàn)(如向后兼容DDR，不需要特殊的、非標(biāo)準(zhǔn)接口的支持)，而且Micron、Samsung等廠商在去年就推出了DDRⅡ芯片樣板，但由于雙通道DDR技術(shù)的出現(xiàn)，DDR400通過JEDEC認(rèn)證等等諸多原因，大大延長了DDR的生命力，削弱了市場上對DDRⅡ的渴望。因此DDRⅡ何時接DDR的班，其所面臨的主要問題不在內(nèi)存技術(shù)本身，而是內(nèi)存所要求的系統(tǒng)(CPU和芯片組)。Intel平臺的發(fā)展方向?qū)DRⅡ的起著舉足輕重的作用。如果沒有Intel的支持，新的內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)就很難成為市場主流，DDR400內(nèi)存的推廣就是最佳說明。目前針對PC系統(tǒng)主內(nèi)存，DDRⅡ只發(fā)展到400MHz、533MHz和667MHz 3種標(biāo)準(zhǔn)，最高帶寬只達(dá)到5.3GB/s。而隨著英特爾推出800MHz FSB P4，在單通道之下DDRⅡ已經(jīng)無法滿足P4的帶寬需求，而如果使用雙通道的話，它又面對價格更低廉的DDR400的挑戰(zhàn)。最重要的一點的是，明年英特爾產(chǎn)品的前端總線仍將停留在800MHz之上，雖說英特爾曾表示其下一代Grantsdale芯片組將支持DDRⅡ，但在未來一年里DDRⅡ仍將處于一個比較危險、尷尬的境地，何時成為主流還是個未知數(shù)。
Rambus推出XDR的最終目的是重返PC市場。如果僅在單通道之下，XDR對DDRⅡ的性能優(yōu)勢不明顯。但由于XDR提供比較靈活的多通道支持模式，可以從雙通道擴(kuò)展到4通道、8通道甚至更高通道組合方案，性能可以在原基礎(chǔ)之上繼續(xù)翻幾番，因此從技術(shù)上來說，XDR遠(yuǎn)勝于DDRⅡ。但目前DDR在PC平臺之上已經(jīng)是根深蒂固，DDRⅡ取代DDR也將是大勢所趨，因此就目前來說，Rambus單憑自身力量是無法與整個DDR市場對抗的。而Rambus還面臨一個最大問題：其XDR技術(shù)恐怕要等到2004年～2005年才能看到實際產(chǎn)品。對于IT業(yè)界，一年半甚至是兩年已經(jīng)足夠漫長，因為技術(shù)的發(fā)展往往超出人們的預(yù)期。
不過競爭總是一件好事，有競爭才有發(fā)展！我們也希望XDR和DDR Ⅱ競爭能夠帶來性能更強(qiáng)、價格更低的內(nèi)存系統(tǒng)。
