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 認識DDR SDRAM

 

DDR也就是『雙倍資料傳輸』(Double Data Rate)的縮寫,自2002年來一直是PC記憶體的主流標準。目前DDR時脈頻率已達到400MHz,而DDR2乃以533MHz起跳,667MHz800MHz則為未來趨勢;更高的時脈可達到更高的資料傳輸是無庸置疑的,系統總體效能實際上提升多少固難加以量化,然DDR2的速度從533MHz800MHz之間,效能提升的差異感受是顯而易見的;另一方面DDR2也會更省電,根據測試統計,533MHz時脈的DDR2其用電量不到400MHz DDR需電量的65%,亦即節省至少35%耗電量,以國防工業的觀點來看,節省下來任何一丁點的寶貴資源,得加以充分運用於其他戰備需求,攜行設備之電耗低,表示在相同的電池給電量下,系統可運作使用的時間更加延長,彌足珍貴。

 

DDR

 

 

華亞科技現階段產品骨幹

 

I.  110 nm 256 Mb /512 Mb DDR SDRAM

 

Process Technology

110 nm with deep trench capacitor

Organization

x4, x8, x16

Burst Length

2, 4, or 8

CAS Latency

2, 2.5 and 3

Power Supply

2.5V +/- 0.2V

Speed

DDR266DDR333DDR400

 

II.  90 nm 512 Mb & 1 Gb DDR2 SDRAM

 

Process Technology

90 nm with deep trench capacitor

Organization

x4, x8, x16

Burst Length

4, or 8

CAS Latency

3, 4 and 5

Power Supply

1.8V +/- 0.1V

Speed

DDR2-533DDR2-667

 

記憶體模組架構

DIMM Type

DDR2

DDR

Unbuffered DIMMs

240-pin 1.8V

184-pin 2.5V ± 0.2 V

Registered DIMMs

240-pin 1.8V

184-pin 2.5V ± 0.2 V

SO-DIMMs

200-pin 1.8V

200-pin 2.5V ± 0.2 V

Mini Registered DIMMs

244-pin 1.8V

n/a

MicroDIMMS

214-pin 1.8V

172-pin 2.5V ± 0.2 V

 

 

瞭解DDR2

 

華亞科技提供的新世代高效能動態隨機存取記憶體DDR2,以更小的體積容納更高密度的電容、低耗電以及更高速的頻寬,是當今DRAM界最閃亮的主角,亦是目前微電腦設備關鍵、不可或缺的重要元件之一。

 

從架構的角度來看,DDR2與上一代DDR記憶體技術雖然同是採用了雙通道資料傳輸的標準方式,但DDR2記憶體屏棄TSOP晶片,而採用FBGA封裝以提供了更為良好的電氣性能與散熱性,此外DDR2的工作電壓只有1.8伏特,與DDR相比,可以降低約50%的耗電量並產生較少的熱量,透過記憶體晶片內建的內部中斷電阻技術(ODT — On Die Termination),可以改善傳統DDR記憶體信號品質和完整性不佳的缺點,避免高速率下的反射信號傳輸錯誤,以提高記憶體性能及效率並可以改善時脈的極限值。

 

各時脈DDR2頻寬比較

記憶體晶片規格

記憶體速度

記憶體頻寬

啟動雙通道

記憶體頻寬

DDR2-400

400MHz

3.2GB/s

6.4GB/s

DDR2-533

533MHz

4.3GB/s

8.6GB/s

DDR2-667

667MHz

5.3GB/s

10.6GB/s

DDR2-800

800MHz

6.4GB/s

12.8GB/s

 

從實務上來看,DDR2不是效能差,只是DDR技術已經發展成熟,並在400 MHz速率下達到瓶頸(雖然市場上看到有許多DDR 400MHz以上的記憶體,但均是靠主機板協同超頻所達成的,並非目前主機板的標準規格產品),這一速率是大容量DDR記憶體預計所能支援的最快速率,而除了頻率發展受限之外,DDR還存在著耗電量高以及產生熱能過高導致出現資料可靠性等問題,需要更多的主被動降溫措施(散熱片/散熱膏/風扇/致冷器等裝置)始得維持正常運作,透過下表我們可以快速瞭解DDR2的優點,更深一層認識DDR2的魅力。

 

DDR & DDR2重要諸元一欄表

 

DDR

DDR2

晶片封裝技術

TSOP BGA

FBGA

內部中斷電阻(ODT)

統一在主機板介面端終止記憶體信號

在每一個晶片

使用電壓

2.6 ±0.2 Volts

1.8 Volts

記憶體晶片容量

128Mb 1Gb

256Mb 4Gb

時脈(MHz)

200266333400

400533667800

模組頻寬

高達6.4GB/s

(啟動雙通道)

高達12.8GB/s

(啟動雙通道)

 

事實上DDR2的發展行之有年,不過DDR2發展初期卻因為價格過高,加上初期效能與市場常見的DDR 400MHz記憶體表面的差異並不顯著,也讓這個規格暫時沒有成為記憶體主流,但從未來發展的角度來看,DDR2以現有DDR記憶體技術架構,並在關鍵領域的諸多性能得到提升(例如耗電、頻寬等),最大的優點在於可以讓記憶體達到高頻的門檻降低;DDR2最早被大量使用的消費性產品便是現在最為火熱的繪圖顯示卡,以NVIDIA GeForceFX 5800Ultra顯示卡最早切入,接著ATiRADEON 9800Pro 256MB顯示卡也著手跟進,之後便幾乎成為高階顯示卡的必備記憶體的選擇之一,目前因應DDR2規格設計的晶片組趨臻成熟,更突顯了DDR & DDR2兩者效能上的差異,未來DDR & DDR2均將持續活躍在不同的應用領域層面上。

 

DDR 2



 

512Mb & 1Gb DDR2 產品特色:

 

  ☆ JEDEC standard Power Supply
  ☆
VDD = VDDQ = 1.8V +/- 0.1V
  ☆
4 internal memory banks (512Mb)
  ☆
8 internal memory banks (1Gb)
  ☆
Programable CAS Latency 3,4 and 5
  ☆
Programmable Additive Latency: 0,1,2,3 and 4
  ☆
Write Latency = Read Latency -1
  ☆
Programmable Burst Length: 4 and 8
  ☆
Programable Sequential / Interleave Burst
  ☆
OCD (Off-chip Driver Impedance Adjustment)
  ☆
ODT (On-Die Termination)
  ☆
4 bit prefetch architecture
  ☆
1K page size for x4 & x8, 2K page size for x16
  ☆
Data-Strobe: Bidirectional, Differential
  ☆
Weak Strength Data-Output Driver Option
  ☆
Auto-Refresh and Self-Refresh
  ☆
Power Saving Power-Down modes
  ☆
7.8 μs Maximum Average Periodic Refresh Interval
  ☆
Package:
   
   60 pin FBGA for x4 & x8 components
      84 pin FBGA for x16 components.

 

 

先進的DDR 3

 

與德國英飛凌科技共同合作開發符合JEDEC標準的DDR3 已於20056月正式發表,新式的DDR3其運作時脈比當今最高速的DDR2還要快上兩倍、更高的頻寬(1600 Mbps)、用電量更低(1.5V)、產生的溫度較低、散熱效率較佳,增強了系統穩定度,最重要的是電容密度成等比級數增加,亦即記憶容量的大幅擴充(一條記憶體模組可高達8 Gbyte以上)DDR3的誕生將可帶動電子產業的蓬勃發展,加速研究開發的進程,向另一高峰邁進,預期搭配DDR3規格的主機系統與晶片組將可於2006第四季問世。

 

DDR3特色

 

  ※ DDR3 SDRAM Components

   *Introduction of asynchronous RESET pin

   *Support of system level flight time compensation

   *On-DIMM Mirror friendly DRAM ballout

   *Introduction of CWL (CAS Write Latency) per speed bin

   *On-die IO calibration engine

  ※ DDR3 Modules

   *Fly-by command/address/control bus with On-DIMM termination

   *High precision calibration resistors

  ※ Advantages compared to DDR2

   *Higher bandwidth (up to 1600 Mbps)

   *Performance increase at low power

   *Longer battery life

   *Enhanced low power features and thermal design

 

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