内存技术热点烁目

互联网 | 编辑: 2000-10-01 17:31:35

桌面PC处理器主频飞速发展,带动了内存技术的进步,新崭露头角的Rambus 内存和DDR 内存将成为个人电脑的主流内存。英特尔与 AMD已经建立起了各自的阵营,拉开了决斗的架势,这可能是一场持久的、充满血腥的、对业界版图进行重新划分的大战。

内存技术是一种颇有神秘色彩,但是却对个人电脑至关重要的技术。由于目前的系统内的数据传输速率未能取得突破,因此处理器性能的发挥始终受到了严重的制约。Rambus 内存和DDR 内存这两种内存(以下简称 SDRAM 内存)技术的开发目的,都是为了使个人电脑系统能够跟得上桌面PC处理器主频飞速发展的步伐。

DDR 内存是由一个获得了AMD 支持的业界芯片联盟共同开发的,这种内存技术可将目前个人电脑的数据传输率提高两倍,成本却只需要增加一点点。DDR 内存今年下半年可投入批量生产,价格将比目前市面销售的内存高出7%到10%,而且据说到明年上半年其价格就可以降低到和当前广泛使用的 SDRAM 内存一样的水平。

DDR SDRAM也可以说是传统 SDRAM的升级版本,其最重要的改变是在界面数据传输上,DDR在时钟信号上升缘与下降缘时各传输一次数据,这使得DDR的数据传输速率为传统SDRAM的两倍,由于仅多采用了下降缘信号,因此并不会造成能耗增加。至于定址与控制信号则与传统SDRAM相同,仅在时钟上升缘传输。另一个明显的改变是增加了一个双向的数据控制接脚(Data Strobe,DQS)。当系统中某个控制器发出一个写入命令时,一个DQS信号便会由内存控制器送出至内存。

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。在内存内部架构上,传统SDRAM属于×8组态(organization),表示内存核心中的I/O寄存器有8位数据I/O,不过对于×8组态的DDR SDRAM而言,内存核心中的I/O寄存器却是16位的,一次可传输16位数据,在时钟信号上升缘时输出8位数据,在下降缘再输出8位数据。此外,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。

DDR 内存从型号上看分为两种,一种叫做 PC 1600,每秒钟可传输 1.6GB 的数据,正好是目前100兆赫 SDRAM 内存的两倍。另一种叫做 PC 2100,峰值数据传输率可达每秒2.6GB。而 DDR 与 Rambus 相比,有如下几个优势。一是由于它是在 SDRAM 内存技术的基础上开发的,因此不仅与目前的个人电脑体系架构有着很好的兼容性,而且开发生产成本低廉。二是它不存在许可协议的问题。内存厂商要生产 Rambus 内存条,必须向 Rambus 公司缴纳一笔不菲的费用,以获得生产许可证,这无疑影响到厂家的利润。而 DDR 内存的规格是免费提供的。三是大牌厂商的支持,例如,最近 IBM 宣布支持 DDR 内存,一俟产品成熟,便在服务器产品中全面予以采用。为充分发挥 DDR 内存的性能,IBM 还专门设计了两组芯片组,既支持 DDR 内存,也能大幅提高系统总线的速度。这两组芯片组将同时在个人电脑和服务器产品中使用。市场专家认为,IBM 的这个举动对 DDR 的成功将起到极大的推动作用。

AMD 公司产品部经理朗梅尔指出,作为生产商,谁都希望一种新产品不至于带来成本失控的负面影响,因此 DDR 获得更加广泛的支持是必然的。他透露,AMD 公司正在研制的760芯片组(支持单处理器电脑)和770芯片组(支持双处理器电脑)将支持200兆赫和266兆赫系统总线,这样做正是为了满足 DDR 内存的技术要求。

Rambus 内存因为是由总部位于美国加利福尼亚州的 Rambus 公司开发的而得名。Rambus 内存的峰值数据传输率是每秒1.6GB,是 SDRAM 的两倍。这种内存产品去年11月就已经上市销售,目前已占有一定的市场份额。但 Rambus 内存价格昂贵,并且还因兼容问题一度导致820芯片组的上市时间被推迟。

与DDR相比,Direct Rambus改用封包方式传输/控制位址讯息与数据。在内存控制器(如英特尔的820)上,处理列要求封包有3根接脚,处理行要求封包有5根接脚,数据封包则要求有两组各为9根的接脚组,因其中第9根为支持ECC功能时方才使用,所以实际上每一组乃是负责1 byte的数据。由于每根总线是彼此独立,所以行封包、列封包与数据封包可以同时传送至不同的RDRAM颗粒或是同一颗颗粒的不同缓冲区。在RDRAM部分,颗粒内部的DRAM核心具有32个缓冲区(除第一个与最后一个感应放大器是仅连一个缓冲区,基本上是每两个缓冲区共用一个感应放大器)及工作频率为100MHz的128/144位数据路径(datapath);在界面部分,Rambus的数据宽度为16位,工作频率则有300MHz、356MHz与400MHz三种;在控制封包部分,每一个封包占去四个时钟周期,若以时钟速度400MHz计算,一个时钟周期是2.5ns,四个周期便可达10ns。而在数据封包部分,RDRAM内部数据路径宽度长达128位,数据宽度为16位(2Byte),每一个时钟上下缘各可传送一次,所以收到行存取指令后,是以4个时钟周期的时间(10ns),传送16 Byte的数据封包。而Rambus内存次系统部分不同于SDRAM的并联式架构,RIMM的连接方式则是采用串连式的总线系统,以内存控制器作为起端,中间串连各个RDRAM,结束端则是加上代表信号准位为0的1.8V电压的终止电阻,以避免信号反射。以数据接脚DQA0为例,控制器上的数据接脚DQA0会藉由PCB板上的线路与每一个模组、每颗RDRAM的数据接脚DQA0相连,最后再接上一个终止电阻,而数据传输仅止于内存控制器与每一颗RDRAM间,各个RDRAM间不会有数据的流通。至于信号界面部分则是Rambus专属的RSL,电压为1.8V,参考电压为1.4V,逻辑0为1.8V,逻辑1为1.0V。

英特尔认为这就是高性能电脑所需要的技术,并决定今后推出的芯片将全面支持 Rambus 内存,其中包括面向高端系统、代号为 Willamette 和面向低端系统、代号为 Timna 的两款新型芯片。 投资者对 Rambus 内存也颇有好感。惠普、康柏虽然已经宣布支持 Rambus 内存,可是它们都还没有批量推出整机产品。 尽管目前的市场上 Rambus 供货充足,但是还只有戴尔公司小批量推出了采用这种内存的整机系统。

专家们指出,Rambus内存成功与否,芯片组是关键。有消息称,英特尔即将推出的815芯片组将取代820芯片组。815芯片组支持从中档到高档多种奔腾III系统,因而在原始设备制造商们看来,一旦815芯片组在市场上站稳了脚根,目前的820芯片组加Rambus的组合将转变到只为某些有特殊要求的用户群服务。在这种情况下,815芯片组“有可能促使 Rambus 内存的价格大幅下降到能为更多的用户接受的水平。”

从技术角度看,DDR 内存与 Rambus 内存相互之间并不兼容。Rambus 内存不支持 AMD 芯片,而DDR内存也不支持英特尔芯片。不过,台湾芯片厂商威盛科技公司为解决它们的兼容问题,正在开发一种特殊的芯片组,使采用英特尔芯片的电脑系统可以使用上 DDR 内存。显然,如果电脑生产商们接受了AMD的安排,DDR 内存迅速流行的日子应当离我们并不久远。

然而,现在要预测这场内存大战鹿死谁手,还为时过早。墨丘利研究公司首席分析师费巴斯说:“未来三到四个月将决出胜负。”

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