DDR3內存時序進一步提高
Z博士:一般來說,體現內存延遲的就是我們通常說的時序,如DDR2-800內存的標準時序:5-5-5-18,但DDR3-800內存的標準時序則達到了6-6-6-15、DDR3-1066為7-7-7-20、而DDR3-1333更是達到了9-9-9-25!
土老冒:俺想知道博士所說的5-5-5-18、6-6-6-15等數字每一個都代表什么。
Z博士:這4個數字的含義依次為:CAS Latency(簡稱CL值)內存CAS延遲時間,這也是內存最重要的參數之一,一般來說內存廠商都會將CL值印在產品標簽上。
第二個數字是RAS-to-CAS Delay(tRCD),代表內存行地址傳輸到列地址的延遲時間。第三個則是Row-precharge Delay(tRP),代表內存行地址選通脈沖預充電時間。第四個數字則是Row-active Delay(tRAS),代表內存行地址選通延遲。
除了這四個以外,在AMD K8處理器平臺和部分非Intel設計的對應Intel芯片組上,如NVIDIA nForce 680i SLI芯片組上,還支持內存的CMD 1T/2T Timing調節,CMD調節對內存的性能影響也很大,其重要性可以和CL相比。
其實這些參數,你記得太清楚也沒有太大用處,你就只需要了解,這幾個參數越低,從你點菜到上菜的時間就越快。
土老冒:好吧好吧,俺自己也聽得一頭霧水,只需要記得它越低越好就行了。那么俺想問,為什么DDR3內存延遲提高了那么多,Intel和眾多的內存模組廠商還要大力推廣呢?
Z博士:其實DDR3內存的延遲也不僅僅是這么簡單。DDR3內存的頻率和帶寬相比DDR2有了成倍的提升,為了保證高頻率下數據傳遞的精確性,DDR3內存的總體延遲相比DDR2有所提高。這種情況在DDR2替代DDR時也發生過。
之前三星的半導體記憶體產品專家曾指出,片面地認為CL數值大就認為DDR3延遲表現不及DDR2,是完全錯誤無知的觀念。這位專家指出,事實上,JEDEC定下的DDR2-533的CL 4-4-4、DDR2-667的CL 5-5-5,其記憶體延遲均為15ns。
三星專表示,要計算整個內存的延遲值,還需要把內存顆粒運行頻率計算在內。如果DDR3-1066、DDR3-1333及DDR3-1600的CL值分別為7-7-7、8-8-8及9-9-9,把內存顆粒運行頻率計算在內,其延遲值應為13.125ns(7*1000/533.33)、12.0ns及11.25ns,相比DDR2改善約25%,因此把CAS數值當成內存的延遲值是不正確的。
由此看來,CL和延遲值是兩個完全不同的概念,CL是指時鐘周期,如CL=5,表示CL值為5個周期,而真正意義上的延遲值,是指延遲的絕對時間,單位是ns,頻率越高,自然一個周期所用的絕對時間也越短。很多人以為DDR3內存的延遲大大的增加了,但實際上DDR3內存的絕對延遲值相比DDR2卻降低了。
土老冒:原來是這么個情況,如此說來DDR3的CL值增加了,但真正意義上的延遲卻降低了。
Z博士:而且你也不必擔心,盡管JEDEC將DDR3內存的時序設定得很保守,但實力雄厚的內存模組廠商肯定會推出低延遲的DDR3內存,就如同在DDR2時代,盡管DDR2-800內存的JEDEC規定時序為5-5-5-18,但卻有DDR2-800 3-3-3時序的內存誕生,盡管它們的價格不菲。
土老冒:聽了博士的解釋,俺對DDR3內存的延遲、時序有了更深一步的了解了。俺想知道,DDR3內存帶來了頻率、帶寬的大幅度提升,它是通過什么方式實現的呢?
Z博士:其實DDR2升級到DDR3,還是采用了老套路。從DDR到DDR2,采用了4Bit數據預取架構來實現,從DDR2到DDR3,則是采用了8Bit數據預取架構。實際上DDR3-800內存的存儲單元頻率于DDR2-400一樣,僅有100MHz,但由于DDR2采用4Bit預取技術、DDR3采用了8Bit預取技術,它們的頻率可以分別達到400MHz和800MHz。
土老冒:聽到這里俺又昏了,什么是數據預取技術?
Z博士:數據預取技術,即Prefetch,它并不是新技術,早在DDR時代就開始應用。它是在一個時鐘周期內,其上行和下行都能夠傳輸數據,因此其傳輸速率比當時只能通過下行傳輸數據的SDRAM提高了一倍。它上行傳輸一位數據,下行傳輸一位數據,在一個時鐘周期內一共傳輸兩位即2Bit數據給北橋,這2Bit數據首先從存儲單元取出來,然后在輸入/輸出時鐘上行核下行傳輸出去,這就是2Bit數據預取技術。
舉個不太恰當的例子,數據預取技術可以理解成目前流行的BT下載。以前我們下載東西都是客戶端從服務器端下載,而BT下載則是互相的,你在下載數據的同時也上傳了數據。
土老冒:原來如此,俺基本上懂點了,博士再詳細解釋一下DDR3內存的數據預取技術吧。
DDR3內存采用8Bit數據預取技術提升頻率
Z博士:到了DDR3時代,數據預取技術發展到了8Bit,一次可以從存儲單元預取8Bit的數據,在輸入/輸出端口處的上行和下行同時傳輸,8Bit需要4個時鐘周期完整,因此DDR3內存的輸入/輸出時鐘頻率是存儲單元核心的4倍,由于是上行、下行同時傳輸數據,因此有效的數據傳輸頻率達到了存儲單元核心頻率的8倍,由此我們也可以知道,DDR3-800內存的存儲核心頻率其實僅有100MHz,其輸入/輸出時鐘頻率為400MHz,有效數據傳輸頻率則為800MHz。
土老冒:聽博士一番話,勝讀10年書啊。博士解釋得太透徹了。那么俺還想知道,DDR3內存除了頻率、帶寬大幅度提升以外,還帶來了什么?
Z博士:DDR3內存除了有效數據傳輸頻率和帶寬大幅度提升外,DDR3內存還在DDR2的基礎上降低了電壓,從而將功耗降低。
土老冒:降低了多少呢?能具體一點嗎?
Z博士:DDR3內存的標準工作電壓為1.5V,DDR2為1.8V,降低0.3V,降低幅度17%,功耗方面,DDR3-800大約是DDR2-800的72%,DDR3-1066大約是DDR2-1066的83%,從這點來說,它的功耗降低幅度還是不錯的。
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