新一代内存面面观

Author: 王韧 Date: 1998年第05期 33版

　　从现在到2000年，一系列的高速存储器将构成PC未来最亮丽的风景线。今年电脑的主存储器将由EDO RAM过渡到SDRAM（同步内存）上，同步内存条将占据主流市场，图形及多媒体子系统使用的存储器在今年底也将转向RDRAM。从现在到2000年，有五种更先进的存储器将陆续登台亮相，它们是：SDRAM II、SLDRAM、 RDRAM、 Concurrent RDRAM及 Direct RDRAM。目前预测何种存储器会占据上风还很困难，十大DRAM制造商如三星、东芝、日立等在开发Direct RDRAM的同时，也依然在研发其它下一代的DRAM技术，如DDR和SLDRAM。
　　许多年前，INTEL公司的创办人之一Gordon Moore就曾预言，CPU的性能每18个月后就会提高一倍，即众所周知的摩尔定律。自1980年以来，CPU的标准工作频率已经提高了60倍（从5 MHz 到 300 MHz）。与之相比，存储器的发展就缓慢多了，在工作频率上甚至连最新的SDRAM也只不过提高了10倍。过去，CPU从结构和制造工艺上得到了改进，而存储器只是在制造工艺上得到了提高。每片DRAM的存储密度从1Kb发展到64Mb，这反而减少了对DRAM数量的需求，也延缓了厂商对提高数据传输率的研究步伐。简而言之，DRAM传输率的步调未能跟上其密度的发展。存储器工业应怎样面对这个与CPU的性能缺口呢？
　　由于更先进的软件特别是多媒体应用程序对存储器带宽（速度）的强烈需求以及微处理器频率的提高，要求在存储子系统中交换更多的多媒体数据，对电脑主内存的容量要求不久后就会超过1GB！另外，其它更先进的操作系统如OS/2、Windows NT等变得越来越复杂，对存储器的性能要求也更高。
　　为了弥补性能差距，只有开发出新的存储器来满足对带宽的需求。除了SDRAM，五种更先进的存储器也出现了。下面是对这几种新型存储器的概述。
　　1.SDRAM（同步内存）
　　顾名思义，同步内存就是指它同系统时钟同步，系统时钟控制CPU和SDRAM，可以取消等待周期，减少数据存取时间。同步还使存储器控制器知道在那一个时钟脉冲周期使数据请求使能，因此数据可在脉冲上升沿便开始传输，而EDO RAM每隔2个时钟脉冲周期才开始传输，FPM RAM每隔3个时钟脉冲周期才开始传输。SDRAM也采用了多体（Bank）存储器结构和突发模式，能传输一整块而不是一段数据。
　　2.SDRAM II （DDR，同步内存II）
　　同步内存II。也称DDR（Double Data Rate），是目前SDRAM的更新产品，DDR的核心建立在SDRAM的基础上，但在速度和容量上有了提高。与SDRAM相比有两个不同点：首先，它使用了更多、更先进的同步电路。其次，DDR使用了Delay－Locked Loop （DLL，延时锁定回路）来提供一个数据滤波信号（DataStrobe signal）。当数据有效时，存储器控制器可使用这个数据滤波信号来精确定位数据，每16次输出一次，并重同步来自不同的双存储器模块的数据。DDR本质上不需要提高时钟频率就能加倍提高SDRAM的速度，它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿读出数据，因而其速度是标准SDRAM的两倍。DDR可以使用更高的频率，它今年会出现在市场上。
　　3.SLDRAM （SyncLink DRAM，同步链接内存）
　　SLDRAM也许是在速度上最接近RDRAM的竞争者。SLDRAM是一种增强和扩展的SDRAM架构，它将当前的4体（Bank）结构扩展到16体，并增加了新接口和控制逻辑电路。SLDRAM像SDRAM一样使用每个脉冲沿传输数据。SLDRAM目前正处于研发阶段，也受到众多DRAM大厂的支持，预计1999年投产。
　　4.RDRAM（Rambus DRAM）
　　RDRAM是Rambus公司开发的具有系统带宽，芯片到芯片接口设计的新型DRAM，它能在很高的频率范围下通过一个简单的总线传输数据。RDRAM更像是系统级的设计，包括下面三个关键部分。（1）基于DRAM的Rambus（RDRAM）；（2）Rambus ASIC cells（专用集成电路单元）；（3）内部互连的电路，称为Rambus Channel（Rambus通道）。RDRAM在1995年首先用于图形工作站，使用独特的RSL（Rambus Signaling Logic，Rambus信号逻辑）技术，能在常规的系统上达到600MHz的传输率。Rambus公司目前有两种产品：RDRAM和Concurrent RDRAM，其第三种产品Direct RDRAM将在1999年投产。
　　RDRAM使用低电压信号，在高速同步时钟脉冲的两边沿传输数据。另外，RDRAM使用的是8位接口。十几家内存条生产大厂如 NEC、东芝、三星、TI、日立、Micron、富士通、IBM等已取得Rambus的技术授权，参与RDRAM技术开发，并投入生产制造。
　　在1996年末，Rambus公司同INTEL公司签定了合约，INTEL也将在其未来的芯片组（或许就是440BX）中开始支持RDRAM。目前，任天堂64位游戏机在3D图形和CD音频方面就使用了Rambus公司的技术。
　　5.Concurrent RDRAM
　　它属于第二代RDRAM，在处理图形和多媒体程序时可以达到非常高的带宽，即使在寻找小的、随机的数据块时也能保持相同的带宽。作为RDRAM的增强产品，它在同步并发块数据导向、交叉传输时更有效，在600MHz的频率下可达到每个通道600MB/s的数据传输率。另外，Concurrent Rambus同其前一代产品兼容。在今年，其速度可达到800MHz。
　　6.Direct RDRAM
　　Direct RDRAM是现在RDRAM的扩展，Direct Rambus使用了同样的RSL，但其接口宽度达到16位，频率达到800MHz，效率更高。单个Direct RDRAM传输率可达1.6GB/s，两个的传输率可达3.2GB/s。1个Direct RAM使用2个8位通道，传输率为1.6GB/s，3个通道的传输率可达2.4GB/s。
　　^053301a^表是6种存储器的比较。