内存生厂商奇梦达和美光科技日前先于三星电子已经开始交付DDR3内存样品,全球内存“老大”三星电子在DDR3方面处于落后地位。美光科技公司内存部门高级营销主管比尔-劳尔(Bill Lauer)表示,今年中期,美光科技将量产1G的DDR3芯片,同时提供2G的芯片样品。
据悉,DDR3的数据传输率高达每秒1.6Gb,是目前DDR2的两倍。此外,DDR3的电压从1.8V下降到了1.5V,意味着内存芯片功耗的降低,以及电脑和手机更长的续航时间。此外,在芯片封装、引脚和信号方面,DDR3也有了全面的技术改进。SI公司的副总裁马基表示,DDR3可以在不增加功耗的情况下极大提升数据存取性能。这是内存业界期盼已久的事情。据SI估计,DDR3的市场将在今年启动,其中首先上市的将是800MHz频率的512M和1G DDR3内存。
突破瓶颈 DDR3内存呼之欲出
2006年是PC处理器市场中波动最大的一年:AMD平台接口整体升级,Intel推出了全新微架构的Core核心处理器,双核处理器逐渐成为主流。随着工艺制程的
革新和新技术的应用,处理器的性能一直在稳步提高。但目前而言,无论是AMD还是Intel,只通过提高倍频来制造更高主频产品的办法似乎已经走到了尽头:AMD的产品一直无法突破3GHz大关,Intel的4GHz的Netburst微架构处理器也已经破产。
最终,大家才发现采用更先进的微架构,使处理器工作在更高的外频时钟下才是获得强大性能的可行办法,酷睿2处理器的面世可以很好地说明这一点。但这样又产生了一个新的问题:随着处理器外频的不断提高,前端总线也相应提高,同时对内存带宽的要求也大大提高。这必然要求有更高频率的内存与之搭配。随着高端处理器的陆续上市,DDR2 667内存已经渐渐不能满足高端处理器对内存带宽的需求,DDR2 800内存将逐渐替代DDR2 667成为市场的主流。但随着处理器频率的不断提升,即便是DDR2 800内存也会逐渐成为系统性能提升的瓶颈。由于DDR2的数据传输频率发展到800MHz时,其内核工作频率已经达到了200MHz。因此受到DDR2内存本身设计的限制,其频率不能满足更高带宽的平台的使用,再向上提升较为困难。这就需要采用新的技术来保证速度的可持续性发展,所以早在几年前便被提出的DDR3内存呼之欲出,用以满足更高带宽的需求。
DDR3比DDR2好在哪里?
DDR3内存采用100nm以下的生产工艺,并将工作电压从1.8V降至1.5V,可以减少30%的功耗,I/O缓冲的电压也更低,驱动阻抗也降低了。在工作频率方面,DDR3内存最低将会从800MHz起跳,目前最高能够达到1600Mhz的速度。由于目前最快的DDR2内存已经达到800Mhz/1066Mhz的速度,因而在去年的Computex大展上有多个内存厂商展出了1333Mhz的DDR3内存模组。在性能方面,DDR3内存将拥有比DDR2内存好很多的带宽功耗比(Bandwidth per watt)。对比现有DDR2-800产品,DDR3-800、1067及1333的功耗比分别为0.72X、0.83X及0.95X,不但内存带宽大幅提升,功耗表现也比较出色。此外,DDR3内存还采用点对点的拓朴架构,以减轻地址/命令与控制总线的负担。DDR3还增加了一些新特性,增加了异步重置(Reset)与ZQ校准功能,用ZQ阻值来校准数据。
相对于DDR2内存的4bit预取机制,DDR3内存模组最大的改进就是采用了8bit预取机制设计,也就是内部同时并发8位数据。在相同Cell频率下,DDR3的数据传输率是DDR2的两倍。这样DRAM内核的频率只有接口频率的1/8,DDR3-800的核心工作频率只有100MHz,当DRAM内核工作频率为200MHz时,接口频率已经达到了1600MHz。而当DDR3内存技术成熟时,相信有实力的内存厂商将推出DDR3-2000甚至2400的频率更高的内存。
虽然内存发展出DDR2、DDR3等很多的类型,但是它们都是基于原始的DRAM单元,基本的DRAM架构仍然是现代内存类型的基础。虽然有很多尝试希望丢弃这种陈旧的以晶体管为基础的存储方式,出现了一些新的存储技术,如MRAM(MAGnetoreSIStive RAM)、FRAM (Ferroelectric RAM)等,但是它们都没有获得足够的成功。实际上,DRAM是一个晶体管和一个电容的结合体,很简单也很高效。所有的现代内存类型都继承了DRAM的优点和缺点:它需要刷新,以及有操作频率的上限(这也是用电容充电来存储数据的弊病)。可以说DRAM的频率发展总是会面临着瓶颈,厂商只有在读取架构上做文章,通过多位预取、并行传输来提升内存的数据传输率。