DDR3 SDRAM
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第三代雙倍資料率同步動態隨機存取記憶體(Double-Data-Rate Three Synchronous Dynamic Random Access Memory,一般稱為DDR3 SDRAM),是一種電腦記憶體規格。它屬於SDRAM家族的記憶體產品,提供相較於DDR2 SDRAM更高的運行效能與更低的電壓,是DDR2 SDRAM(四倍資料率同步動態隨機存取記憶體)的後繼者(增加至八倍)。
目录
1 DDR3 SDRAM技術概論
2 JEDEC 標準模組
3 SPD芯片
4 DDR3L
5 參見
6 參考資料
DDR3 SDRAM技術概論
DDR3 SDRAM為了更省電、傳輸效率更快,使用SSTL 15的I/O介面,運作I/O電壓是1.5V,採用CSP、FBGA封裝方式包裝,除了延續DDR2 SDRAM的ODT、OCD、Posted CAS、AL控制方式外,另外新增更為精進的CWD、Reset、ZQ、SRT、PASR功能。
CWD是作為寫入延遲之用,Reset提供超省電功能的命令,可以讓DDR3 SDRAM記憶體顆粒電路停止運作、進入超省電待命模式,ZQ則是一個新增的終端電阻校準功能,新增這個線路腳位提供了ODCE(On Die Calibration Engine)用來校準ODT(On Die Termination)內部終端電阻,新增SRT(Self-Reflash Temperature)可程式化溫度控制記憶體時脈功能,SRT的加入讓記憶體顆粒在溫度、時脈和電源管理上進行優化,可以說在記憶體內,就做了電源管理的功能,同時讓記憶體顆粒的穩定度也大為提升,確保記憶體顆粒不致於工作時脈過高導致燒毀的狀況,同時DDR3 SDRAM還加入PASR(Partial Array Self-Refresh)局部Bank刷新的功能,可以說針對整個記憶體Bank做更有效的資料讀寫以達到省電功效。
- 與DDR2的不同之處
- 邏輯Bank數量,DDR2 SDRAM中有4Bank和8Bank的設計,目的就是為了應對未來大容量晶片的需求。而DDR3很可能將從2GB容量起步,因此起始的邏輯Bank就是8個,另外還為未來的16個邏輯Bank做好準備。
- 封裝(Packages),DDR3由於新增一些功能,所以在引腳方面會有所增加,8bit晶片採用78球FBGA封裝,16bit晶片採用96球FBGA封裝,而DDR2則有60/68/84球FBGA封裝三種規格。並且DDR3必須是環保封裝,不能含有任何有害物質。
- 突發長度(BL,Burst Length),由於DDR3的預取為8bit,所以突發傳輸週期(BL,Burst Length)也固定為8,而對於DDR2和早期的DDR架構的系統,BL=4也是常用的,DDR3為此增加一個4-bit Burst Chop(突發突變)模式,即由一個BL=4的讀取操作加上一個BL=4的寫入操作來合成一個BL=8的數據突發傳輸,屆時可透過A12位址線來控制這一突發模式。而且需要指出的是,任何突發中斷操作都將在DDR3記憶體中予以禁止,且不予支持,取而代之的是更靈活的突發傳輸控制(如4bit順序突發)。
- 尋址時序(Timing),就像DDR2從DDR轉變而來後延遲週期數增加一樣,DDR3的CL週期也將比DDR2有所提升。DDR2的CL範圍一般在2至6之間,而DDR3則在6至11之間,且附加延遲(AL)的設計也有所變化。DDR2時AL的範圍是0至4,而DDR3時AL有三種選項,分別是0、CL-1和CL-2。另外,DDR3還新增加一個時序參數──寫入延遲(CWD),這一參數將根據具體的工作頻率而定。
- 新增功能──重置(Reset),重置是DDR3新增的一項重要功能,並為此專門準備一個引腳。DRAM業界很早以前就要求增加這一功能,如今終於在DDR3身上實現。這一引腳將使DDR3的初始化處理變得簡單。當重置命令有效時,DDR3記憶體將停止所有的操作,並切換至最少量活動的狀態,以節約電力。在重置期間,DDR3記憶體將關閉內在的大部分功能,所有數據接收與發送器都將關閉、所有內部的程式裝置將復位,DLL(延遲鎖相環路)與時鐘電路將停止工作,而且不理睬數據匯流排上的任何動靜。這樣一來,將使DDR3達到最節省電力的目的。
- 新增功能──ZQ校準,ZQ也是一個新增的腳,在這個引腳上接有一個240歐姆的低公差參考電阻。這個引腳透過一個命令集,經由片上校準引擎(ODCE,On-Die Calibration Engine)來自動校驗數據輸出驅動器導通電阻與終結電阻器(ODT,On-Die Termination)的終結電阻值。當系統發出這一指令之後,將用相對應的時鐘週期(在加電與初始化之後用512個時鐘週期,在退出自刷新操作後用256個時鐘週期、在其他情況下用64個時鐘週期)對導通電阻和ODT電阻進行重新校準。
JEDEC 標準模組
標準名稱 | I/O总线时钟 (MHz) | 週期 (ns) | 内存时钟 (MHz) | 數據速率 (MT/s) | 傳輸方式 | 模組名稱 | 極限傳輸率 (GiB/s) | 位元寬 (位元) |
DDR3-800 | 400 | 10 | 100 | 800 | 並列傳輸 | PC3-6400 | 6.4 | 64 |
DDR3-1066 | 53313{displaystyle {tfrac {1}{3}}} | 712{displaystyle {tfrac {1}{2}}} | 13313{displaystyle {tfrac {1}{3}}} | 106623{displaystyle {tfrac {2}{3}}} | 並列傳輸 | PC3-8500 | 8815{displaystyle {tfrac {8}{15}}} | 64 |
DDR3-1333 | 66623{displaystyle {tfrac {2}{3}}} | 6 | 16623{displaystyle {tfrac {2}{3}}} | 133313{displaystyle {tfrac {1}{3}}} | 並列傳輸 | PC3-10600 | 1023{displaystyle {tfrac {2}{3}}} | 64 |
DDR3-1600 | 800 | 5 | 200 | 1600 | 並列傳輸 | PC3-12800 | 12.8 | 64 |
DDR3-1866 | 93313{displaystyle {tfrac {1}{3}}} | 427{displaystyle {tfrac {2}{7}}} | 23313{displaystyle {tfrac {1}{3}}} | 186623{displaystyle {tfrac {2}{3}}} | 並列傳輸 | PC3-14900 | 141415{displaystyle {tfrac {14}{15}}} | 64 |
DDR3-2133 | 106623{displaystyle {tfrac {2}{3}}} | 334{displaystyle {tfrac {3}{4}}} | 26623{displaystyle {tfrac {2}{3}}} | 213313{displaystyle {tfrac {1}{3}}} | 並列傳輸 | PC3-17000 | 17115{displaystyle {tfrac {1}{15}}} | 64 |
DDR3-2400 | 1200 | 300 | 2400 | 并列传输 | PC3-19200 | 19.2 | 64 | |
DDR3-2666 | 133313{displaystyle {tfrac {1}{3}}} | 33313{displaystyle {tfrac {1}{3}}} | 266623{displaystyle {tfrac {2}{3}}} | 并列传输 | PC3-21333 | 2113{displaystyle {tfrac {1}{3}}} | 64 |
DDR3 SDRAM在記憶體模組上,針對桌上型電腦開發出240pin DIMM模組、在筆記型電腦則是204pin SO-DIMM,更高的運作時脈還有DDR3-1800、DDR3-2000、DDR3-2133和DDR3-2200四種。
SPD芯片
所有基于JEDEC规范的DDR3内存模组都会配备SPD(serial presence detect)芯片,该芯片EEPROM存储于SMbus之上,其中包括内存模组将提供给系统的容量以及模组特征信息,包括电压,因此系统就能够借此固件信息兼容支持最新的DDR3L内存模组。
DDR3L
2010年7月26日,JEDEC發佈DDR3L標準。[1]
DDR3的電壓為1.5V,而DDR3L的電壓為1.35V,記憶體模組上會標記為PC3L。DDR3U的電壓為1.25V,標記為PC3U。低電壓RAM的用電量較少,主要用於手提電腦和Skylake微架構與更新的CPU。
DDR3L内存的SPD芯片里包含支持电压的数据,可根据主板内存插槽的支持自适应1.5V或者1.35V的工作电压。理论上2011年发布的Sandy Bridge与2010年发布的Capella平台的1.5V内存插槽也能识别支持DDR3L内存条。但是,只有在2012年发布的Ivy Bridge或2013年发布的Haswell平台上,DDR3L内存条才能工作于1.35V电压。[2]
參見
- SDR SDRAM
- DDR SDRAM
- DDR2 SDRAM
- RDRAM
- 雙通道
參考資料
^ Specification Will Encourage Lower Power Consumption for Countless Consumer Electronics, Networking and Computer Products.
^ Haswell 碰上DDR3L新本内存升级有门道
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