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DDR　vs　RAMBUS （上）

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2001年06月18日14:38

从技术的角度上讲，新一代内存的推出恰恰是因为内存带宽无法满足日益增长的CPU频率的快速增长。举例说明：

在CPU100外频时，内存总线与系统总线保持同步，这时SDRAM（同步动态随机存储器，Sybnchronous DRAM）总带宽为800MB/s

当CPU上升到133FSB时（如PⅢEB和新Athlon），内存带宽是1064MB/s。 这个带宽够了吗？我们的回答是否定的，因为PC至少需要1GB/s的带宽才能满足高性能CPU的需求，同时，AGP 4X总线也需要1GB/s的带宽，33 MHz的PCI总线约需132MB/s的带宽，加起来总共是2.1GB/s的带宽需求，是目前PC133内存（SDRAM）所能提供的带宽的两倍。

两种内存的介绍

要提升内存带宽，必须用全新技术武装起来的新型内存：

其一是： DDR（Double Data Rate）SDRAM ，也称SDRAM Ⅱ，是目前SDRAM的更新产品。它是由VIA、IBM、AMD等一大批原来 PC133 SDRAM标准的倡导者们，于1998年12月正式确定的完全开放式新一代内存规范（大家都能生产，不用交什么该死的权利金，呵呵），而此时正是英特尔全力推广RDRAM技术的时候。在几个月后（1999年的5月），第一批184pin DDR SDRAM DIMM模组正式获得了认可，同时，DDR SGRAM 的开发也已经接近了尾声。在此期间也出现过一些其它提高内存性能的技术，比如透过给SDRAM增加SRAM缓冲的ESDRAM，以及优化了工作方式的VCM SDRAM等，但很遗憾的是这些技术的效果并不明显。唯一能称为DDR真正对手的只有RDRAM，这项由Rambus公司独揽，Intel强力支持的，"全新"架构的内存技术。不可否认，RDRAM 在高工作频率、高带宽、高持续传输率方面的优势是DDR SDRAM所不具备的。但从制造工艺、生产成本、专利费用以及对传统产品的兼容性等方面看，这一新技术也有很多先天的不足。况且，在一般的桌面系统中，对大多数应用程序内存的低响应时间比高带宽方案工作得更有效，响应时间将更决定系统的效率和整体性能，而这却恰恰是DDR的优势所在。

DDR的核心建立在SDRAM的基础上，但在速度和容量上有了提高。首先，它使用了更多、更先进的同步电路。其次，DDR使用了Delay-Locked Loop （DLL，延时锁定回路）来提供一个数据滤波信号（DataStrobe signal）。当数据有效时，存储器控制器可使用这个数据滤波信号来精确定位数据，每16位输出一次，并且同步来自不同的双存储器模块的数据。总体来说，DDR属于管道式、多Bank架构的高带宽内存。

DDR 本质上不需要提高时钟频率就能加倍提高SDRAM的速度，因为它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿读出数据，因而其速度是标准同频率SDRAM的两倍。至于地址与控制信号则与传统SDRAM相同，仍在时钟上升沿进行传输。换言之，对于今日的64bit系统总线而言，DDR能够在每个时脉传送两个8-Bytes（即16Bytes）的数据包。

我们可以计算一下，在100MHz下DDR SDRAM可提供100MHz×2×8 Byte=1.6GB/s的数据传输率，133MHz下则可达到2.1GB/s。（每秒2128MB）

此外，传统SDRAM的DQS接脚则用来在写入数据时（单向：内存控制器DRAM）做数据遮罩（Data Mask）用。由于数据、数据控制信号（DQS）与DM同步传输，不会有某个数据传输较快，而另外的数据传输较慢的skew（时间差）以及Flight Time（控制信号从内存控制器出发，到数据传回内存控制器的时间）不相同的问题。此外，DDR的设计可让内存控制器每一组DQ/DQS/DM与DIMM上的颗粒相接时，维持相同的负载，减少对主板的影响。在内存架构上，传统SDRAM 属于×8组式，即内存核心中的I/O寄存器有8位数据I/O，但对于×8组的DDR SDRAM而言，内存核心中的I/O寄存器却是16位的，即在时钟信号上升沿时输出8位数据，在下降沿再输出8位数据，一个时钟周期总共可传输16位数据。为了保持较高的数据传输率，电气信号必须要求能较快改变，因此，DDR改为支持电压为2.5V的SSTL2信号标准。尽管DDR的内存条依然保留原有的尺寸（5.25英寸），但是插脚的数目已经从168PIN增加到184PIN了，且内存条的凹位也因此而移到了新的位置，你根本无法把这些DIMM的DDR SDRAM插到现今的插槽中去--这有赖于新型主板的支持。

DDR分为两种主要型号，DDR-200和DDR-266，其中DDR-200即100MHZ的物理频率，标准工作频率为100MHz/CAS=2 ，而当CAS降低为2.5时，工作频率可达到 125MHz，即等效于DDR-250。而DDR-266则又按CAS延迟时间不同，分为A级：标准CAS=2个时钟周期，标准工作频率为133MHz，当CAS降低为2.5时，工作频率可达到143MHz。B级：标准CAS =2.5个时钟周期，标准工作频率为133MHz，而当CAS提升为2时，工作频率只能达到100MHz。这虽然是为内存厂商提供更灵活的生产工艺而设计的，但也给一些JS今后造假留下了可乘之机，KingMAX是严格按照规定划分自己的产品。按照JEDEC（联合电子元件工程会议）规定，DDR内存的命名，按照芯片颗粒可分为DDR-200、DDR-266A、DDR-266B，主要仍以66 Pin的TSOP-Ⅱ封装为主。但对于模组（Module，即我们平时所说的内存条）命名则应依照其传输速率来划分为1.6GB/s的 PC- 1600和2.1 GB/s的PC-2100。此外还有一种专为小型系统（Small Systems，如我们常见的显卡）所定义的特殊规格，主要采用100 Pin的TQFP封装格式，它也是按其工作频率将其命名为SS-333和SS-400。

严格地讲，最新的3D显卡如GeForce GTS、Radeon 其实才是DDR内存技术最早、最大受益者，这也在很多相关测试报告中早已得到证实。但这与我们今天所讨论的DDR内存模组完全是两回事，毕竟一套完整的计算机系统远比一款显卡要复杂、庞大得多，因而你也不能指望DDR内存对系统整体性能的提升会象在显卡上一样明显。那么在系统领域，究竟谁又会是DDR模组的第一个受益者呢？Intel还是AMD？这个问题比较有意思。在AMD K7推出之际，其突破性地导入了来自Alpha 处理器EV6协议的DDR FSB技术，引起了人们广泛的注意，人们随即开始讨论如何才能真正发挥200MHz FSB（DDR）的作用。而在K7系统上，直到去年10月30日AMD 760发布之前，我们却仍迟迟没有见到它的影子。相比之下，在PⅢ系统中DDR的发展倒是非常的顺利，尽管缺少了Intel自己的配合，Micron 和 VIA还是先后为PⅢ插上了DDR这只美丽的翅膀，比如威盛的Apollo Pro 266。这样，似乎Intel才是DDR真正的第一个受益者。从技术角度分析，短期内无论是Intel还是AMD，CPU 64Bit的数据宽度显然是不会变的（这可不象显示芯片那么灵活了），那么CPU的实际带宽就等于 FSB×64Bit/8。对于Intel 133FSB的PⅢ来说，这个带宽为1.064GB/s，而对于 AMD 200 FSB（DDR）的K7来说，则是1.6GB/s，对于新的AMD 266 FSB Athlon CPU来说，内存带宽正好是量身定制的2.1G，而目前DDR内存所提供的带宽将是1.6～2.1GB/s，所以DDR内存和AMD CPU正是鸳鸯配。

如果抛开被视为鸡肋的AGP内存不谈，计算机中和内存进行数据交换量最大的部分当属CPU，和当前最常用的 PC133 SDRAM 的 1.064 GB/s带宽相比，2.1GB/s 带宽的K7显然比P3更有虎落平阳的感觉。这对Intel并不是很大的问题，这一点从我们先前对PC150和PC133、PC100内存对比测试就已经得到了证实。测试结果清楚地显示，对于相同的133HMz FSB，PC150 对性能的提升极为有限，远不如单独提高FSB（保持主频不变的情况下）的效果明显，表明对于P3系统，瓶颈应该是在FSB上而非内存带宽上，所以，就上面的分析来看，真正能够体现DDR内存性能的应该是AMD的K7，而对Intel PⅢ的拥护者，性能的提升也许并不如您期望的那样明显（正如国外许多专业媒体披露的测试结果一样），

Rambus（RDRAM）：这是Rambus公司开发的从芯片到芯片接口设计的新型串行结构的DRAM。它能在很高的时钟频率范围下通过一个简单的总线传送数据。Intel公司推广的是Direct RDRAM，具有300～400MHz的工作速度，它引入了处理器设计中的RISC思想，依靠高时钟频率来简化每个时钟周期的数据量，在时钟的上升和下降沿同时进行数据传送。因此相当于600～800的速度。数据传送带宽为16位。以PC800 RAMBUS为例，它的实际数据传输率为400MHz×2×2Byte＝1.6GB/s，168Pin管脚，1.8或2.5伏电压。

DRDRAM的不足主要有以下几点，首先DRDRAM对生产制造的工艺水平要求非常高，相对于DDR，更像是系统级的设计，这使得工艺非常复杂，所以它的成品率就很低，使得它的价格太过昂贵，其次，由于生产DRDRAM和传统的SDRAM内存生产线不兼容，要想生产DRDRAM必须重建昂贵的新生产线，这个巨大的投资是大多数芯片生产厂商要好好掂量掂量的，再次是其它内存厂家就是想投资生产DRDRAM，还需要向RAMBUS公司缴纳一笔可观的技术授权费用，所以很多人都"敢怒不敢言"哦！他们都希望开发和推广另外的内存标准。目前除了Intel外，也很少有支持DRDRAM的芯片组和主板。

如果还是不清楚地话，下表详细说明几种内存之间的不同：

外形上主要是PCB板SDR有168针和两个缺口，DDR为184针和1个缺口，且缺口在中间，至于DDR，因为有金属外壳屏蔽采用microBGA封装技术，所以一看就很容易区别，在此不多提了。

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