DDR3是一种计算机记忆体规格。它属于SDRAM家族的记忆体产品,提供了相较于DDR2 SDRAM更高的运行效能与更低的电压,是DDR2 SDRAM(同步动态动态随机存取记忆体)的后继者(增加至八倍),也是现时流行的记忆体产品规格。
基本介绍
- 中文名DDR3
- 外文名DDR3
- 属性电脑记忆体规格
- 属于SDRAM家族的记忆体产品
- 特点更省电、传输效率更快
- 使用接口SSTL 15的I/O
- 工作电压1.35V~1.5V
- 包装方式CSP、FBGA封装方式包装
- 新增功能CWD、Reset、ZQ、SRT、RASR功能
技术概论
CWD是作为写入延迟之用,Reset提供了超省电功能的命令,可以让DDR3 SDRAM记忆体颗粒电路停止运作、进入超省电待命模式,ZQ则是一个新增的终端电阻校準功能,新增这个线路脚位提供了ODCE(On Die Calibration Engine)用来校準ODT(On Die Termination)内部终端电阻,新增了SRT(Self-Reflash Temperature)可程式化温度控制记忆体时脉功能,SRT的加入让记忆体颗粒在温度、时脉和电源管理上进行最佳化,可以说在记忆体内,就做了电源管理的功能,让记忆体颗粒的稳定度也大为提升,确保记忆体颗粒不致于工作时脉过高导致烧毁的状况,DDR3 SDRAM还加入PASR(Partial Array Self-Refresh)局部Bank刷新的功能,可以说针对整个记忆体Bank做更有效的资料读写以达到省电功效。
新型设计
1.8bit预取设计,而DDR2为4bit预取,这样DRAM核心的频率只有等效数据频率的1/8,DDR3-800的核心工作频率(核心频率)只有100MHz。
2.採用点对点的拓扑架构,以减轻地址/命令与控制汇流排的负担。
3.採用100nm以下的生产工艺,将工作电压从DDR2的1.8V降至1.5V,增加异步重置(Reset)与ZQ校準功能。
与DDR2比较
1.突髮长度(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4bitBurst Chop(突发突变)模式,即由一个BL=4的读取操作加上一个BL=4的写入操作来合成一个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,任何突发中断操作都将在DDR3记忆体中予以禁止,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.定址时序(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範围一般在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的範围是0~4,而DDR3时AL有三种选项,分别是0、CL-1和CL-2。,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,并为此专门準备了一个引脚。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记忆体将停止所有操作,并切换至最少量活动状态,以节约电力。 在Reset期间,DDR3记忆体将关闭内在的大部分功能,所有数据接收与传送器都将关闭,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,而且不理睬数据汇流排上的任何动静。这样一来,将使DDR3达到最节省电力的目的。
4.DDR3新增ZQ校準功能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,通过片上校準引擎(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,在退出自刷新操作后用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电阻进行重新校準。
5.参考电压分成两个在DDR3系统中,对于记忆体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和为数据汇流排服务的VREFDQ,这将有效地提高系统数据汇流排的信噪等级。
6.点对点连线(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,一个记忆体控制器只与一个记忆体通道打交道,而且这个记忆体通道只能有一个插槽,,记忆体控制器与DDR3记忆体模组之间是点对点(P2P)的关係(单物理Bank的模组),或者是点对双点(Point-to-two-Point,P22P)的关係(双物理Bank的模组),从而大大地减轻了地址/命令/控制与数据汇流排的负载。而在记忆体模组方面,与DDR2的类别相类似,也有标準DIMM(台式PC)、SO-DIMM/Micro-DIMM(笔记本电脑)、FB-DIMM2(伺服器)之分,其中第二代FB-DIMM将採用规格更高的AMB2(高级记忆体缓冲器)。 面向64位构架的DDR3显然在频率和速度上拥有更多的优势,,由于DDR3所採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,,它可能受到移动设备的欢迎,就像最先迎接DDR2记忆体的不是台式机而是伺服器一样。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。Intel所推出的新晶片-熊湖(Bear Lake),其将支持DDR3规格,而AMD也预计在K9平台上支持DDR2及DDR3两种规格。
记忆体改进
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晶片的需求。而DDR3很可能将从2Gb容量起步,起始的逻辑Bank就是8个,还为未来的16个逻辑Bank做好了準备。
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晶片採用78球FBGA封装,16bit晶片採用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。
降低功耗
DDR3记忆体在达到高频宽的,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,发热量我们也不需要担心。就频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,不但记忆体频宽大幅提升,功耗表现也比上代更好
性能优势
(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,还可作为显示卡的卖点之一,这在搭配DDR3显存的显示卡上已有所表现。
(3)降低显示卡整体成本DDR2显存颗粒规格多为16M X 32bit,搭配中高端显示卡常用的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,显示卡PCB面积可减小,成本得以有效控制,,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示卡稍加修改便能採用DDR3显存,这对厂商降低成本大有好处。
DDR3显存在新出的大多数中高端显示卡上得到了广泛的套用。 许多低端的显示卡也有採用DDR3显存的。
发展历史
2002年 DDR3宣称
早在2002年6月28日,JEDEC就宣布开始开发DDR3记忆体标準,但从2006的情况来看,DDR2才刚开始普及,DDR3标準更是连影也没见到。不过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记忆体晶片,从中我们仿佛能感觉到DDR3临近的脚步。而从已经有晶片可以生产出来这一点来看,DDR3的标準设计工作也已经接近尾声。
2008年 DDR3的市场份额将达到55%
半导体市场调查机构iSuppli预测DDR3记忆体将会在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,这个预期还是比较準确,市场上已经占据了很多运行频率为1066,1333,1600,甚至2000MHz的DDR3记忆体,接口类型有204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。
DDR3记忆体新特点
由于DDR2记忆体的各种不足,制约了其进一步的广泛套用,DDR3记忆体的出现,正是为了解决DDR2记忆体出现的问题,具体有
更高的外部数据传输率
更先进的地址/命令与控制汇流排的拓朴架构
在保证性能的将能耗进一步降低
为了满足这些要求,DDR3记忆体在DDR2记忆体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核心的频率只有接口频率的1/8,DDR3-800的核心工作频率只有100MHz。
採用点对点的拓朴架构,减轻地址/命令与控制汇流排的负担。
2009年单根PC记忆体条的容量已达到了惊人的32GB
在2009年冬季即将结束,三星正式推出目前世界上单颗密度最大的DDR3晶片,基于50纳米製造工艺,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记忆体条的容量已达到了惊人的32GB。 新的晶片比先前的DDR3晶片功耗降低了40%,
,这也为单根32GB的记忆体条的上市扫清了障碍,最初面市的32GB的RDIMM记忆体用于伺服器领域採取双面封装(每一面由4×4GDDR3晶片组成),会面对桌面市场提供8G的UDIMM记忆体提供给工作站和PC平台,以及8GB的SO-DIMM笔记本电脑记忆体。 新的低功耗DDR3记忆体设计工作电压为1.35V,比之前1.5V的DDR3晶片降低大约20%功耗,最大吞吐速度达到1.6Gbps。 ,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记忆体市场份额将从目29%到2011年达到72%。