从1到3看内存

硬派学堂

话说公元2001年,电脑硬件界处于一片混战,其中最惨烈的莫过于内存霸主之争了。当时的形势是SDRAM、RAMBUS和DDR三足鼎立。SDRAM是传统霸王,RAMBUS有Intel撑腰。不过笑到最后的,却是性能比SDRAM强、价格比RAMBUS便宜的DDR。时至今日,回过头一看,呵,好家伙,DDR内存在不知不觉间已经发展到第三代了。我们本期就来看看这几代内存有什么不同吧。

从DDR到DDR3,外观在变化

一统江山之后,DDR开始了自己的升级换代之路,我们把DDR、DDR2和DDR3三种内存放在一起,就能发现它们在外观上的差异(左图所示)。首先是在金手指上,防呆缺口的位置有不同。防呆缺口除了能防止我们在将内存插到主板上时,不会插反以外,与主板不支持的内存类型也不能插进去。

在金手指的数量上,DDR内存的“手指”数为92个(双面184个),DDR2内存单面金手指为120个(双面240个),DDR3内存单面金手指也是120个(双面240个)。

你知道吗:DDR是一种Double Data Rate(双倍数据传输)的SDRAM。它最大的特点就是能让原来一个脉冲读取一次资料的SDRAM可以在一个脉冲的上升缘和下降缘通道都利用上,因此,从等效频率上来看,DDR是SDRAM的两倍。

从DDR到DDR3,“心跳”越来越快

DDR、DDR2和DDR3之间有个重要的特征就是越到后面的产品的等效频率就越高。比如,DDR发展到DDR400时就到顶了,它的等效频率为400MHz,我们目前见得最多的DDR2发展到DDR2 800也停了下来,等效频率为800MHz。而DDR3目前的频率还比较混乱,市场上同时有DDR3 1066、DDR3 1333、DDR3 1600等众多型号。从这点来看,也能说明DDR3内存正处于一个发展阶段。

需要注意的是,我们平时说的内存频率都是“等效频率”,要看DDR内存的实际频率,有个窍门就是将DDR/DDR2/DDR3的等效频率分别除以“2”、“4”、“8”就是它们的实际频率。比如,DDR400的等效频率为400MHz,实际频率就为400MHz÷2=200MHz,以此类推。不过实际频率我们只是了解就行了,毕竟我们看的是最后的“效果”,也就是等效频率。

等效频率越高,内存的带宽也越高(带宽=位宽×频率÷8)。对于目前主流的Intel处理器来说,要想发挥出最大性能,内存的带宽得等于或者大于CPU的FSB(前端总线),所以对于FSB为800MHz的奔腾E5200来说,在理论上,配一根DDR2 800的内存就能满足CPU在带宽方面的需求。而对于酷睿2 E8400这种前端总线为1333MHz的处理器来说,我们最好用两根DDR2 800内存插在主板相应的插槽上,组成双通道,以满足它的需要。

从DDR到DDR3,内存的颗粒越来越小

或许细心的朋友已经发现了,以前的DDR内存颗粒是比较大的,但现在的DDR3内存颗粒已经变得比较小了,而DDR2内存的颗粒以前比较大,现在比较小。这又是为什么呢?很多地方都以一句“封装工艺不同”来解释,这有道理,但不全面。首先,我们得承认它们的封装确实不同,比如以前DDR采用的是TSOP(Thin Small Outline Package,薄型小尺寸封装),看起来颗粒较大。现在的DDR2和DDR3内存颗粒都采用FBGA(底部球型引脚封装),内存颗粒就小巧许多。

但封装工艺的改变是内存颗粒变小的决定性因素吗?当然不是,要让封装变小,首先得让芯片的面积缩小。以前DDR内存颗粒里面的芯片制程是0.175μm,而现在的DDR2/DDR3则是50nm,芯片的面积自然要小很多,封装变小也就很正常了。

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FBGA封装(上)把DDR2和DDR3内存颗粒的体积缩小到大约只有DDR内存颗粒TSOP封装(下)的三分之一,内存PCB上也看不到DDR内存芯片上的柱状金属触点,因为它的柱状焊点按阵列形式分布在封装下面,所有的触点就被“包装”起来了。优点是有效地缩短了信号的传导距离。

从DDR到DDR3,功耗越来越低,延迟越来越高

从功耗的角度来看,DDR发展的趋势也是让电压和功耗都朝越来越低的方向发展。现在DDR3的电压为1.5V,而此前DDR2的电压为1.8V,DDR的则为2.5V。虽然功耗和内存采用的颗粒数量、制程工艺有关系,但越来越低的电压也代表着功耗的降低。加上此前制程和封装工艺的提升,这意味着新的内存在超频性、稳定性等方面都会进一步加强。

此外,处理器让内存做一件事时,内存需要有一个反应时间,DDR3的延迟比DDR2严重,不过我们不能只通过延迟来判断内存的“快慢”,还要综合考虑内存的频率。因此,从绝对的响应时间来看,高频的DDR3还是会比DDR2快一些。