Einführung in DDR2-RAM, seine Geschichte und Spezifikationen

Es gibt verschiedene RAM-Typen auf dem Markt, zum Beispiel SRAM-Speicher und DRAM-Speicher. Dieser Artikel konzentriert sich auf DDR2 SDRAM. Wenn Sie jedoch Informationen zu anderen RAM-Typen erhalten möchten, empfehlen wir Ihnen, die Webseite MiniTool zu besuchen.

Definition von DDR2-RAM

DDR2 SDRAM ist die Abkürzung für „Double Data Rate 2 Synchronous Dynamic Random-Access Memory“ (Synchroner dynamischer Direktzugriffsspeicher mit doppelter Datenrate 2), was auch als DDR2-RAM bezeichnet werden kann. Es ersetzte das ursprüngliche DDR SDRAM, wird aber wiederum durch DDR3 SDRAM ersetzt. DDR2 DIMMs sind jedoch weder mit DDR3 vorwärts- noch mit DDR rückwärtskompatibel.

DDR2-RAM kann nicht nur den Datenbus doppelt pumpen (Daten werden bei ansteigenden und abfallenden Flanken des Bustaktsignals übertragen), sondern auch die Busgeschwindigkeit erhöhen und den Stromverbrauch senken, indem der interne Takt mit der halben Geschwindigkeit des Datenbusses läuft. Die Kombination dieser beiden Faktoren führt zu insgesamt vier Datenübertragungen pro internem Taktzyklus.

Da der interne DDR2-Taktgeber mit der halben externen DDR-Taktfrequenz läuft, läuft der DDR2-Speicher mit derselben externen Datenbus-Taktfrequenz wie DDR, sodass DDR2-RAM dieselbe Bandbreite, aber eine bessere Latenz bietet.

In anderen Worten: DDR2-RAM, das mit der doppelten externen Datenbus-Taktfrequenz von DDR läuft, kann bei gleicher Latenz die doppelte Bandbreite bieten. Die Geschwindigkeit des besten DDR2-Speichermoduls ist mindestens doppelt so hoch wie die des besten DDR-Speichermoduls.

Geschichte des DDR2-RAM

Im Jahr 2001 produzierte Samsung den ersten DDR2-RAM. Und im Jahr 2003 verlieh die JEDEC-Normungsorganisation Samsung den Technology Recognition Award in Anerkennung der Bemühungen des Unternehmens bei der Entwicklung und Standardisierung von DDR2-RAM.

Im zweiten Quartal 2003 wurde DDR2-RAM offiziell mit zwei anfänglichen Taktraten auf den Markt gebracht: 200 MHz (als PC2-3200 bezeichnet) und 266 MHz (PC2-4200). Aufgrund der höheren Latenz waren beide Leistungen schlechter als die ursprüngliche DDR-Spezifikation, wodurch die Gesamtzugriffszeit länger wurde.

Die höchste Taktrate der ursprünglichen DDR-Technologie liegt jedoch bei etwa 200 MHz (400 MT/s). Es gibt DDR-Chips mit höherer Leistung, aber laut JEDEC werden diese nicht standardisiert. Bei den meisten dieser Chips handelt es sich um Standard-DDR-Chips, die vom Hersteller getestet und für den Betrieb mit höheren Taktraten als geeignet befunden wurden

Ein solcher Chip verbraucht viel mehr Strom als ein Chip mit einem langsamen Takt, aber es gibt fast keine Verbesserung der tatsächlichen Leistung. Mit dem Aufkommen von Modulen mit geringerer Latenz begann DDR2-RAM Ende 2004, mit dem alten DDR-Standard zu konkurrieren.

Technische Daten von DDR2-RAM

Der Hauptunterschied zwischen DDR2-RAM und DDR-RAM ist die Erhöhung der Vorabruf-Länge (Prefetch-Länge). Bei DDR-RAM betrug die Vorabruf-Länge zwei Bits pro Bit in einem Wort, während sie bei DDR2-RAM 4 Bits betrug. Während des Zugriffs wurde die vier Bit tiefe Vorabruf-Warteschlange mit vier Bits gelesen oder geschrieben.

Die Warteschlange empfing oder übertrug ihre Daten über den Datenbus in zwei Datenbus-Taktzyklen (zwei Datenbits wurden pro Taktzyklus übertragen). Durch die Erhöhung der Prefetch-Länge konnte DDR2-RAM die Rate verdoppeln, mit der Daten über den Datenbus übertragen wurden, ohne die Datenübertragungsrate zu erhöhen. Durch das Design von DDR2-RAM wurde eine übermäßige Erhöhung des Stromverbrauchs vermieden.

Verbesserungen bei elektrischen Schnittstellen, On-Chip-Terminierung, Vorabruf-Puffern und Off-Chip-Treibern haben die Busfrequenz von DDR2-RAM erhöht. Als Kompromissfaktor wird die Latenz von DDR2-RAM jedoch stark zunehmen.

Die Tiefe des DDR2-Prefetch-Puffers beträgt 4 Bit, die Tiefe von DDR beträgt 2 Bit. Obwohl die typische Leselatenz von DDR SDRAM 2 bis 3 Buszyklen beträgt, kann die Leselatenz von DDR2 3 bis 9 Zyklen betragen. Der typische Bereich liegt jedoch bei 4 bis 6. Daher muss DDR2-RAM mit der doppelten Datenrate laufen, um die gleiche Latenz zu erreichen.

Ein weiterer Kostenfaktor bei der Erhöhung der Bandbreite ist die Notwendigkeit, den Chip in einem BGA-Gehäuse unterzubringen, das teurer und schwieriger zu montieren ist als die TSSOP-Gehäuse der vorherigen Speicher-Generation (wie DDR SDRAM und SDR SDRAM). Um die Signalintegrität bei höheren Busgeschwindigkeiten zu gewährleisten, muss diese Änderung am Gehäuse vorgenommen werden.

Die Energieeinsparung wird hauptsächlich durch die Verbesserung des Herstellungsprozesses erreicht, indem die Chipfläche reduziert wird, was zu einer Verringerung der Betriebsspannung führt (im Vergleich zu den 2,5 V von DDR, die 1,8 V betragen). Die niedrigere Speichertaktfrequenz reduziert auch den Stromverbrauch in Anwendungen, die nicht die höchste verfügbare Datenrate erfordern.

Das Ende

Zusammenfassend geht es in diesem Artikel hauptsächlich um DDR2-RAM. Nach der Lektüre dieses Artikels sollten Sie die Definition, die Geschichte sowie die Spezifikationen kennen.