| 出版日期：2000-11-06 总期号：970 本年期号：82 |
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ddr，我为明天
即将来临的内存新时代 王炳晨 内存作为计算机内直接为中央处理器（cpu）提供运算数据的仓库，在cpu速度日新月异的今天，对整个系统性能的重要性也越发受到大家的关注。谁将接替sdram，成为今后一段时期的主宰？谁又是pc界的明天与未来？这就是本文所要与您探讨的。 ■ddr强出头 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的新一代内存规范，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184-pin的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的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。intel最终悄悄转向ddr怀抱的众多举措，基本上可以算是宣告了本轮内存竞争的结束。 ■架构的改变 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。ddr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。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，因而你根本无法把这些dimm的ddr sdram插到现今的插槽中去。 ■分类与命名 ddr又分为两种主要型号，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。 按照jedec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。 ■谁将是ddr的第一个受益者 严格地讲，最新的3d显卡如geforce、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p-Ⅲ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p-Ⅲ插上了ddr这只美丽的翅膀，且正式的主板产品也有望于近期面市（在前不久的vtf上我们就已有看到了展示样品）。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p-Ⅲ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，而目前ddr内存所提供的带宽将是1.6～2.1gb/s。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，而和当前最常用的pc133 sdram 的1.064 gb/s带宽相比，1.6gb/s带宽的k7显然比p3更有虎落平阳的感觉。而这对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（保持主频不便的情况下）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，这也就很好地解释了为什么intel在已经发布了下一代的p4 cpu之后，还要忙着将老p3的fsb也提升到ddr 200mhz（代号p3-t）。看来amd也很清楚其中的利害关系，因此与760芯片组同步推出了采用ddr-266 fsb的新版k7，以保持cpu带宽的优势。 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），而真正地享受ddr内存所带来的快感，可能还要再等到明年中计划推出的p3-t的出台了。 ■ddr的未来 居安思危是自古兵家不败之道，ddr的未来又会是如何呢？现在推测，当ddr sdram芯片发展到200mhz的实际工作频率，即可提供400mhz的等效频率以及跟双通道drdram一样的内存总线带宽（3.2gb/s）的时候，ddr将正式宣告结束其历史使命，而由其下一代的ddr-Ⅱ来接替。ddr-Ⅱ，也称做qdr即能够在每个周期传送四个数据包，所以其带宽将可以在100mhz下达到3.2gb/s，而在200mhz下更将会达到6.4gb/s，为ddr的两倍。这些新的ddr-Ⅱ内存可能会使用230-pin新的模组形式，但这一切都将是发生在2003年的事了。 从ddr显存发展的道路来看，在不久的将来，我们也许还有机会看到带宽高达6.4gb/s的ddr-400mhz（200mhz），为计算机带来更高的性能。当然，明天的事，只有等到明天才能真的有一个结论。但不管怎么说，内存的争斗在经历了几年来的风风雨雨后，终于将暂时告一段落，进入一个相对稳定的发展期，而我们也将因此得到在性能上产生巨大飞跃的新一代产品，它将伴随我们的系统进入ghz时代，这才是我们最美好的明天！ |
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