DDR2 SDRAM - DDR2 SDRAM

DDR2 SDRAM
Double Data Rate 2 Synchroniczna dynamiczna pamięć o dostępie swobodnym

Rodzaj pamięci RAM
Przód i tył modułu pamięci RAM 2 GB PC2-5300 DDR2 do komputerów stacjonarnych (DIMM)
Deweloper	Samsung JEDEC
Rodzaj	Synchroniczna dynamiczna pamięć o dostępie swobodnym
Pokolenie	2. generacja
Data wydania	2003 ( 2003 )
Normy
Częstotliwość zegara	100–266 MHz
Czas cyklu	10–3,75 ns
Częstotliwość zegara autobusu	200–533 MHz
Szybkość transmisji	400–1066 MT/s
Napięcie	1,8 V
Poprzednik	DDR-SDRAM
Następca	DDR3 SDRAM

Synchroniczna dynamiczna pamięć o dostępie swobodnym z podwójną szybkością transmisji danych ( DDR2 SDRAM ) to interfejs synchronicznej dynamicznej pamięci o dostępie swobodnym (SDRAM) o podwójnej szybkości przesyłania danych (DDR) . Zastąpił on oryginalną specyfikację DDR SDRAM , a sam został zastąpiony przez DDR3 SDRAM (udostępnioną w 2007 roku). Moduły DIMM DDR2 nie są kompatybilne w przód z DDR3 ani wstecznie kompatybilne z DDR.

Oprócz podwójnego pompowania magistrali danych, jak w DDR SDRAM (przesyłanie danych na zboczach narastających i opadających sygnału zegara magistrali ), DDR2 umożliwia wyższą prędkość magistrali i wymaga mniejszej mocy, uruchamiając wewnętrzny zegar z połową prędkości magistrali danych . Te dwa czynniki łączą się, tworząc łącznie cztery transfery danych na wewnętrzny cykl zegara.

Ponieważ wewnętrzny zegar DDR2 działa z o połowę mniejszą częstotliwością zegara zewnętrznego DDR, pamięć DDR2 działająca z taką samą częstotliwością taktowania zewnętrznej szyny danych jak DDR powoduje, że DDR2 jest w stanie zapewnić tę samą przepustowość, ale z lepszym opóźnieniem . Alternatywnie pamięć DDR2 działająca z dwukrotnie większą częstotliwością zegara zewnętrznej magistrali danych niż DDR może zapewnić dwukrotnie większą przepustowość przy tym samym opóźnieniu. Najlepiej oceniane moduły pamięci DDR2 są co najmniej dwa razy szybsze niż najlepiej oceniane moduły pamięci DDR. Maksymalna pojemność dostępnych na rynku modułów DDR2 DIMM wynosi 8 GB, ale obsługa chipsetów i dostępność tych modułów DIMM jest niewielka i używane są bardziej popularne 2 GB na moduł DIMM.

Historia

DDR2 SDRAM został po raz pierwszy wyprodukowany przez firmę Samsung w 2001 roku. W 2003 roku organizacja normalizacyjna JEDEC przyznała firmie Samsung nagrodę Technical Recognition Award za wysiłki firmy w zakresie rozwoju i standaryzacji pamięci DDR2.

DDR2 został oficjalnie wprowadzony w drugim kwartale 2003 roku z dwoma początkowymi częstotliwościami zegara: 200 MHz (określane jako PC2-3200) i 266 MHz (PC2-4200). Obie działały gorzej niż oryginalna specyfikacja DDR ze względu na większe opóźnienia, co wydłużyło całkowity czas dostępu. Jednak oryginalna technologia DDR osiąga szczyt z częstotliwością zegara około 200 MHz (400 MT/s). Istnieją układy DDR o wyższej wydajności, ale JEDEC stwierdził, że nie będą one standaryzowane. Te chipy są w większości standardowymi chipami DDR, które zostały przetestowane i ocenione przez producenta jako zdolne do działania przy wyższych częstotliwościach zegara. Takie układy pobierają znacznie więcej energii niż układy o wolniejszym taktowaniu, ale zwykle oferują niewielką lub żadną poprawę wydajności w świecie rzeczywistym. DDR2 zaczął stawać się konkurencyjny w stosunku do starszego standardu DDR pod koniec 2004 roku, gdy dostępne stały się moduły o niższych opóźnieniach.

Specyfikacja

Przegląd

PC2-5300 DDR2 SO-DIMM (do notebooków)

Porównanie modułów pamięci do komputerów stacjonarnych (DIMM)

Porównanie modułów pamięci do komputerów przenośnych/mobilnych (SO-DIMM)

Kluczową różnicą między DDR2 a DDR SDRAM jest zwiększenie długości wstępnego pobierania. W DDR SDRAM długość pobierania wstępnego wynosiła dwa bity na każdy bit w słowie; podczas gdy w pamięci DDR2 SDRAM są to cztery bity. Podczas dostępu cztery bity zostały odczytane lub zapisane do lub z kolejki pobierania wstępnego o głębokości czterech bitów. Ta kolejka odebrała lub przesłała swoje dane przez magistralę danych w dwóch cyklach zegarowych magistrali danych (każdy cykl zegarowy przesyłał dwa bity danych). Zwiększenie długości wstępnego pobierania umożliwiło DDR2 SDRAM podwojenie szybkości, z jaką dane mogą być przesyłane przez szynę danych bez odpowiedniego podwojenia szybkości, z jaką można uzyskać dostęp do macierzy DRAM. DDR2 SDRAM został zaprojektowany z takim schematem, aby uniknąć nadmiernego wzrostu zużycia energii.

Częstotliwość magistrali DDR2 jest zwiększona dzięki ulepszeniom interfejsu elektrycznego, terminacji na diecie , buforom wstępnego pobierania i sterownikom off-chip. Jednak opóźnienie jest znacznie zwiększone jako kompromis. Bufor pobierania wstępnego DDR2 ma głębokość czterech bitów, podczas gdy dla DDR ma głębokość dwóch bitów. Podczas gdy DDR SDRAM ma typowe opóźnienia odczytu wynoszące od dwóch do trzech cykli magistrali, DDR2 może mieć opóźnienia odczytu od trzech do dziewięciu cykli, chociaż typowy zakres wynosi od czterech do sześciu. W związku z tym pamięć DDR2 musi działać z dwukrotnie większą szybkością transmisji danych, aby osiągnąć takie samo opóźnienie.

Innym kosztem zwiększonej przepustowości jest wymaganie, aby chipy były pakowane w droższy i trudniejszy w montażu pakiet BGA w porównaniu z pakietem TSSOP z poprzednich generacji pamięci, takich jak DDR SDRAM i SDR SDRAM . Ta zmiana opakowania była konieczna, aby zachować integralność sygnału przy wyższych prędkościach magistrali.

Oszczędności energii są osiągane głównie dzięki ulepszonemu procesowi produkcyjnemu poprzez kurczenie się matrycy, co skutkuje spadkiem napięcia roboczego (1,8 V w porównaniu do 2,5 V DDR). Niższa częstotliwość taktowania pamięci może również umożliwić zmniejszenie zużycia energii w aplikacjach, które nie wymagają najwyższych dostępnych szybkości transmisji danych.

Według JEDEC maksymalne zalecane napięcie wynosi 1,9 V i powinno być uważane za absolutne maksimum, gdy problemem jest stabilność pamięci (na przykład w serwerach lub innych urządzeniach o znaczeniu krytycznym). Ponadto JEDEC stwierdza, że ​​moduły pamięci muszą wytrzymać napięcie do 2,3 V, zanim doznają trwałego uszkodzenia (chociaż mogą nie działać poprawnie na tym poziomie).

Chipy i moduły

Do użytku w komputerach pamięć DDR2 SDRAM jest dostarczana w modułach DIMM z 240 pinami i pojedynczym wycięciem lokalizującym. Laptopy DDR2 SO-DIMM mają 200 pinów i często są identyfikowane przez dodatkową literę S w ich oznaczeniu. Moduły DIMM są identyfikowane na podstawie ich szczytowej przepustowości (często nazywanej przepustowością).

* Niektórzy producenci określają swoje moduły DDR2 jako PC2-4300, PC2-5400 lub PC2-8600 zamiast odpowiednich nazw sugerowanych przez JEDEC. Co najmniej jeden producent zgłosił, że odzwierciedla to pomyślne testy przy wyższej niż standardowa szybkości transmisji danych, podczas gdy inni po prostu zaokrąglają nazwę.

Uwaga: DDR2-xxx oznacza szybkość przesyłania danych i opisuje surowe chipy DDR, podczas gdy PC2-xxxx oznacza teoretyczną przepustowość (z obciętymi dwiema cyframi) i jest używany do opisu zmontowanych modułów DIMM. Przepustowość oblicza się, biorąc transfery na sekundę i mnożąc przez osiem. Dzieje się tak, ponieważ moduły pamięci DDR2 przesyłają dane po magistrali o szerokości 64 bitów danych, a ponieważ bajt składa się z 8 bitów, odpowiada to 8 bajtom danych na transfer.

Porównanie pozycji wycięcia modułów pamięci DDR2 P i F Server DIMM

Oprócz wariantów przepustowości i pojemności moduły mogą:

1. Opcjonalnie zaimplementuj ECC , który jest dodatkowym pasem bajtów danych używanym do korygowania drobnych błędów i wykrywania głównych błędów w celu uzyskania lepszej niezawodności. Moduły z ECC są identyfikowane przez dodatkowe ECC w ich oznaczeniu. PC2-4200 ECC to moduł PC2-4200 z ECC. Na końcu oznaczenia można dodać dodatkowe P , P oznaczające parzystość (np. PC2-5300P).
2. 

   Zaawansowany bufor pamięci Intel® 6402
   Być „zarejestrowanym” („buforowanym”), co poprawia integralność sygnału (a tym samym potencjalnie częstotliwość taktowania i fizyczną pojemność szczeliny) poprzez elektryczne buforowanie sygnałów kosztem dodatkowego zegara o zwiększonym opóźnieniu. Moduły te są identyfikowane przez dodatkowe R w ich oznaczeniu, podczas gdy niezarejestrowana (inaczej „ niebuforowana ”) pamięć RAM może być identyfikowana przez dodatkowe U w oznaczeniu. PC2-4200R to zarejestrowany moduł PC2-4200, PC2-4200R ECC to ten sam moduł, ale z dodatkowym ECC.
3. Należy pamiętać, że w pełni buforowane moduły, które są oznaczone przez F lub FB , nie mają takiej samej pozycji wycięcia jak inne klasy. W pełni buforowanych modułów nie można używać z płytami głównymi, które są przeznaczone dla zarejestrowanych modułów, a inna pozycja wycięcia fizycznie uniemożliwia ich włożenie.

Notatka:

• Zarejestrowany i niebuforowany SDRAM generalnie nie może być mieszany na tym samym kanale.
• Najwyżej oceniane moduły DDR2 w 2009 roku działają z częstotliwością 533 MHz (1066 MT/s), w porównaniu z najwyżej ocenianymi modułami DDR działającymi z częstotliwością 200 MHz (400 MT/s). Jednocześnie opóźnienie CAS wynoszące 11,2 ns = 6/(taktowanie magistrali) dla najlepszych modułów PC2-8500 jest porównywalne z opóźnieniem 10 ns = 4/(taktowanie magistrali) dla najlepszych modułów PC-3200.

Kompatybilność wsteczna

Moduły DDR2 DIMM nie są wstecznie zgodne z modułami DDR DIMM. Wycięcie w modułach DDR2 DIMM znajduje się w innym położeniu niż w modułach DDR DIMM, a gęstość pinów jest wyższa niż w modułach DDR DIMM w komputerach stacjonarnych. DDR2 to moduł 240-stykowy, DDR to moduł 184-stykowy. Notebooki mają 200-pinowe moduły SO-DIMM dla DDR i DDR2; jednak wycięcie w modułach DDR2 znajduje się w nieco innej pozycji niż w modułach DDR.

Szybsze moduły DIMM DDR2 można łączyć z modułami DDR2 DIMM o niższej szybkości, chociaż kontroler pamięci będzie obsługiwać wszystkie moduły DIMM z taką samą szybkością, jak obecny moduł DIMM o najniższej szybkości.

Związek z pamięcią GDDR

GDDR2, forma pamięci GDDR SDRAM , została opracowana przez firmę Samsung i wprowadzona na rynek w lipcu 2002 roku. Pierwszym komercyjnym produktem wykorzystującym technologię „DDR2” była karta graficzna Nvidia GeForce FX 5800 . Należy jednak zauważyć, że ta pamięć GDDR2 używana w kartach graficznych nie jest DDR2 per se, ale raczej wczesnym punktem środkowym między technologiami DDR i DDR2. Używanie „DDR2” w odniesieniu do GDDR2 jest potoczną mylącą nazwą . W szczególności brakuje zwiększającego wydajność podwojenia częstotliwości zegara we/wy. Miał poważne problemy z przegrzaniem ze względu na nominalne napięcia DDR. Od tego czasu ATI zaprojektowało technologię GDDR w GDDR3 , która jest oparta na pamięci DDR2 SDRAM, ale z kilkoma dodatkami dostosowanymi do kart graficznych.

GDDR3 i GDDR5 są obecnie powszechnie używane w nowoczesnych kartach graficznych i niektórych tabletach PC. Jednak do mieszanki dodano kolejne zamieszanie związane z pojawieniem się budżetowych i średnich kart graficznych, które twierdzą, że używają „GDDR2”. Karty te faktycznie wykorzystują standardowe chipy DDR2 przeznaczone do użytku jako główna pamięć systemowa, chociaż działają z wyższymi opóźnieniami, aby osiągnąć wyższe częstotliwości taktowania. Układy te nie mogą osiągnąć taktowania GDDR3, ale są niedrogie i wystarczająco szybkie, aby można je było wykorzystać jako pamięć na kartach średniej klasy.

Zobacz też

• DDR-SDRAM
• Opóźnienie CAS (np. definicja „CAS 5-5-5-15”)
• Architektura dwukanałowa
• W pełni buforowany moduł DIMM
• SO-DIMM
• Pamięć niebuforowana
• Lista przepustowości urządzeń
• DDR3 SDRAM

Bibliografia

Dalsza lektura

• Standard JEDEC: Specyfikacja DDR2 SDRAM: JESD79-2F, listopad 2009 ** http://www.jedec.org/standards-documents/docs/jesd-79-2e
• Standard JEDEC: DDR2-1066 **
• „Standard JEDEC nr 21C: 4.20.13 240-pin PC2-5300/PC2-6400 DDR2 SDRAM niebuforowana specyfikacja projektu DIMM” **
• Stowarzyszenie Technologii Półprzewodnikowych JEDEC
• Razak Mohammed Ali. „Interfejsy DDR2 SDRAM dla systemów nowej generacji” (PDF) . Czasy inżynierii elektronicznej . Zarchiwizowane z oryginału (PDF) w dniu 26.09.2007.

Uwaga**: Witryna JEDEC wymaga rejestracji (członkostwo 2500 USD) w celu przeglądania lub pobierania tych dokumentów: http://www.jedec.org/standards-documents

Zewnętrzne linki

• Strona internetowa JEDEC
• Przegląd technologii DDR-II
• Niskie opóźnienia DDR2 kontra wysoka przepustowość, wydajność Core 2 Duo (Conroe)