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DDR,DDR2,DDR3内存区别在哪些地方?

[08-23]   来源:http://www.68lou.com  电脑硬件知识   阅读:743

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正文:

DDR SDRAM:严格的说DDR应该叫DDR SDRAM,人们习惯称为DDR,部分初学者也常看到DDR SDRAM,就认为是SDRAM。DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的缩写,是双倍速率同步动态随机存储器的意思。DDR内存是在SDRAM内存基础上发展而来的,仍然沿用SDRAM生产体系,因此对于内存厂商 而言,只需对制造普通SDRAM的设备稍加改进,即可实现DDR内存的生产,可有效的降低成本。

SDRAM在一个时钟周期内只传输一次数据,它是在时钟的上升期进行数据传输;而DDR内存则是一个时钟周期内传输两次次数据,它能够在时钟的上升期和下 降期各传输一次数据,因此称为双倍速率同步动态随机存储器。DDR内存可以在与SDRAM相同的总线频率下达到更高的数据传输率。

与SDRAM相比:DDR运用了更先进的同步电路,使指定地址、数据的输送和输出主要步骤既独立执行,又保持与CPU完全同步;DDR使用了 DLL(Delay Locked Loop,延时锁定回路提供一个数据滤波信号)技术,当数据有效时,存储控制器可使用这个数据滤波信号来精确定位数据,每16次输出一次,并重新同步来自 不同存储器模块的数据。DDL本质上不需要提高时钟频率就能加倍提高SDRAM的速度,它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿读出数据,因而其速度是标准 SDRA的两倍。

从外形体积上DDR与SDRAM相比差别并不大,他们具有同样的尺寸和同样的针脚距离。但DDR为184针脚,比SDRAM多出了16个针脚,主要包含了 新的控制、时钟、电源和接地等信号。DDR内存采用的是支持2.5V电压的SSTL2标准,而不是SDRAM使用的3.3V电压的LVTTL标准。

DDR2的详解

RDRAM:RDRAM(Rambus DRAM)是美国的RAMBUS公司开发的一种内存。与DDR和SDRAM不同,它采用了串行的数据传输模式。在推出时,因为其彻底改变了内存的传输模 式,无法保证与原有的制造工艺相兼容,而且内存厂商要生产RDRAM还必须要加纳一定专利费用,再加上其本身制造成本,就导致了RDRAM从一问世就高昂 的价格让普通用户无法接收。而同时期的DDR则能以较低的价格,不错的性能,逐渐成为主流,虽然RDRAM曾受到英特尔公司的大力支持,但始终没有成为主 流。

RDRAM的数据存储位宽是16位,远低于DDR和SDRAM的64位。但在频率方面则远远高于二者,可以达到400MHz乃至更高。同样也是在一个时钟 周期内传输两次次数据,能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据,内存带宽能达到1.6Gbyte/s。

普通的DRAM行缓冲器的信息在写回存储器后便不再保留,而RDRAM则具有继续保持这一信息的特性,于是在进行存储器访问时,如行缓冲器中已经有目标数 据,则可利用,因而实现了高速访问。另外其可把数据集中起来以分组的形式传送,所以只要最初用24个时钟,以后便可每1时钟读出1个字节。一次访问所能读 出的数据长度可以达到256字节。

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3月4日更新

“上古”时代的FP/EDO内存,由于半导体工艺的限制,频率只有25MHz/50MHz,自SDR以后频率从66MHz一路飙升至133MHz,终于遇 到了难以逾越的障碍。此后所诞生的DDR1/2/3系列,它们存储单元官方频率(JEDEC制定)始终在100MHz-200MHz之间徘徊,非官方(超 频)频率也顶多在250MHz左右,很难突破300MHz。事实上高频内存的出错率很高、稳定性也得不到保证,除了超频跑简单测试外并无实际应用价值。既 然存储单元的频率(简称内核频率,也就是电容的刷新频率)不能无限提升,那么就只有在I/O(输入输出)方面做文章,通过改进I/O单元,这就诞生了 DDR1/2/3、GDDR1/2/3/4/5等形形色色的内存种类。
通常大家所说的DDR-400、DDR2-800、DDR3-1600等,其实并非是内存的真正频率,而是业界约定俗成的等效频率,这些DDR1/2/3 内存相当于老牌SDR内存运行在400MHz、800MHz、1600MHz时的带宽,因此频率看上去很夸张,其实真正的内核频率都只有200MHz而 已!

内存有三种不同的频率指标,它们分别是核心频率、时钟频率和有效数据传输频率。核心频率即为内存Cell阵列(Memory Cell Array,即内部电容)的刷新频率,它是内存的真实运行频率;时钟频率即I/O Buffer(输入/输出缓冲)的传输频率;而有效数据传输频率就是指数据传送的频率。

近年来内存的频率虽然在成倍增长,可实际上真正存储单元的频率一直在133MHz-200MHz之间徘徊,这是因为电容的刷新频率基本到了上限。而每一代 DDR的推出,都能够以较低的存储单元频率,实现更大的带宽,并且为将来频率和带宽的提升留下了一定的潜力。

虽然存储单元的频率一直都没变,但内存颗粒的I/O频率却一直在增长,再加上DDR是双倍数据传输,因此内存的数据传输率可以达到核心频率的8倍之多!

相信很多人都知道,DDR1/2/3内存最关键的技术就是分别采用了2/4/8bit数据预取技术(Prefetch),由此得以将带宽翻倍,与此同时I /O控制器也必须做相应的改进。预取,顾名思义就是预先/提前存取数据,也就是说在I/O控制器发出请求之前,存储单元已经事先准备好了2/4/8bit 数据。简单来说这就是把并行传输的数据转换为串行数据流,我们可以把它认为是存储单元内部的Raid/多通道技术,可以说是以电容为单位的。

这种存储阵列内部的实际位宽较大,但是数据输出位宽却比较小的设计,就是所谓的数据预取技术,它可以让内存的数据传输频率倍增。试想如果我们把一条细水管 安装在粗水管之上,那么水流的喷射速度就会翻几倍。

DDR3内存的优势:低功耗低发热

通过8bit预取技术,DDR3内存的有效频率在DDR2的基础上再次翻倍,延续了SDR/DDR的生命。但DDR3并非是片面提升频率从而得到高带宽, 实际上DDR3除了高频率之外,还有很多不为人知的优点。

工作电压从1.8V降至1.5V,频率翻倍的同时功耗下降20-30%

众所周知,半导体芯片的功耗与晶体管数成正比,与工作电压的平方成正比,所以电压对其功耗与发热的影响最大。和CPU/GPU的发展类似,DRAM在提高 频率和容量的同时,电压也在不断的降低。DDR1的标准电压为2.5V、DDR2下降至1.8V、DDR3则进一步压缩至1.5V。

理论上来说,同频率下DDR3会比DDR2省电达30%之多,这里需要强调的是,DDR3-1600的核心频率与DDR2-800是相同的(都是 200MHz),DDR3的IO频率虽然翻了一倍但对功耗发热的贡献不大,此消彼长之后DDR3-1600比DDR2-800省电23%!

但是,在DDR3发展初期,很多内存厂商为了片面追求高频率,推出过不少高压高频内存条,默认1.8V-2V甚至2.2V的内存都有,这些内存的功耗与发 热显然不会比DDR2低,这也就导致大家对DDR3产生不好的印象。

使用更先进的工艺制造,容量翻倍的同时功耗再降

时代在发展工艺在进步,DDR3作为最新产品自然会使用最先进的工艺制程,与早期6Xnm工艺的颗粒相比,新投产的5Xnm可以将DRAM颗粒的功耗再降 33%,还不到DDR2的一半!

经常关注笔记本的朋友应该会发现2008下半年很多品牌都开始标配DDR3内存,笔记本领先台式机开始普及DDR3,虽然笔记本CPU尚无法利用到 DDR3内存的巨大带宽,但超低的功耗是非常诱人的,一些专为笔记本设计的内存将电压进一步降至1.35V,功耗仅为DDR2的37%,确实不可思议!

DDR3的最大误区:相对延迟变大,绝对延迟变小

在DDR3发布初期,由于其性能表现并没有想象中的那么好,所以很多人认为DDR3被它较高的延迟拖了后腿,事实上这个论调在DDR2初代内存身上也出现 过,并不稀奇。那么DDR3真的是延迟太高影响性能了吗?

DDR3的I/O频率相比DDR2有了成倍的增加,为了保证高频率下数据精确的传递,DDR3的总体延迟相比DDR2有所提高。这些延迟的提高会一定程度 上造成内存性能下降,但绝不会超过高频率带来的性能提升。事实上除了理论CL值这些延迟之外,内存真正的延迟还与工作频率有关。

片面地认为CL数值大就是DDR3延迟表现不及DDR2,是完全错误无知的观念。事实上,JEDEC定下的DDR2-533的CL 4-4-4、DDR2-667的CL 5-5-5及DDR2-800的 CL6-6-6,其内存延迟均为15ns。

内存实际延迟 = CL值*1000/IO频率

通过公式代入计算就能得出,DDR3-1066 C7、DDR3-1333 C8、DDR3-1600 C9的实际延迟都要低于DDR2默认的15ns,和主流的DDR2-800 C5差不多。不论DDR2还是DDR3都有高频低延迟的型号,DDR3依然占据上风。

3个的区别是频率,还有延时,DDR1的最高速度是DDR400,DDR2最高可达1150(极个别的超频条子),而DDR3最低都有1333左右,这个 就跟电脑处理器的主频是差不多的,但是呢,随着频率的提高,延时也加大了,所以,最低的DDR3速度不会比最高的DDR2快,同样,DDR2 533也比DDR400快不到哪里去

但同一类型不同频率的内存可以混用
只不过频率高的内存会自动降频至频率低的内存的工作频率 这样会造成性能浪费.
SDR有PC-100 和 PC-133
DDR有226 333 400
DDR2有533 667 800 1066
DDR3有1066 1333 1600 2000 甚至更高
 




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