RDRAM的希望之光

Author: 邱晓光 Date: 2001年 44期

?牐燫DF(Rambus Developer Forum,RAMBUS开发者论坛)2001是RAMBUS公司技术论坛,主要参与者都是制造高端产品的厂商。该论坛于2001年10月22日~23日举行。RDF2001的议题有两部分,一是芯片连结技术的发展趋势,未来遇到的问题和解决方案,市场的变化,特殊应用的方向,保护计算,通讯和消费级应用;二是发布Yellowstone(黄石)技术,表明DRAM正式进入GHz DRAM的时代。此外,还介绍了连续/非连续蜂窝通讯方面的RaSer技术,以及用于许多应用程序中的SerDes。
  #1?牐燫DRAM的带宽
  ?牐犜谧烂媸谐≈校琑DRAM属于高端产品,被应用于最新的Pentium 4系统。不可否认,Pentium 4的Netburst总线和i850的双通道架构,充分发挥了RDRAM的带宽优势。Pentium 4使用32位内部总线,运行Netburst操作时,线性操作并行运行三个操作,如果计算一个65操作的算法,并行三次运算,在2GHz环境下,微处理器的内部带宽高达9.6GB/s。借助一级、二级和三级缓存,可以部分缓解带宽的不足,但付出的代价并不比升级到RDRAM少。特别是以后发展到10GHz处理器,内存的带宽将进一步成为制约CPU的因素。
  ?牐燫DRAM的工作频率现在最高为800MHz,很快可以升级到1066MHz和1200MHz,数据带宽也会从16位慢慢过渡到64位,带来的带宽提升将会很惊人。RAMBUS参照了DDR的内存带宽名称定义方法,把工作于800MHz的16位RDRAM称为RIMM1600,工作于1066MHz的32位RDRAM称为RIMM4200,工作于1200MHz的64位RDRAM称为RIMM9600。(^44030201a^)
  ?牐犜谙训缱邮谐。嗣嵌訰DRAM的接受程度比PC要好,起码没有抱怨价格的昂贵,在STB(Set Top Boxes,机顶盒)、N64和PS2游戏机上,都可以发现RDRAM的踪影。消费电子产品对带宽的要求非常高,几年前的老古董N64游戏,内部带宽已经达到500MB/s,3年后公布的PS2,用两条RDRAM实现3GB/s,约有6倍的速度提升。依此类推,2005年时,游戏机的内部带宽可能达到30GB/s,与稍前举行的微处理器论坛(MPF)的结论不谋而合。
  #1?牐燳ellowstone
  ?牐燳ellowstone是近两年来RAMBUS公司一直投入开发的一项技术的代号,它的信号技术主要有两项着眼点:微分型RAMBUS信号级(Differential RSL)和8倍数据流(Octal Data Rate)。Yellowstone的0.13微米制造工艺测试样本已经出炉,预计在2004年到2005年应用在家庭电子上时,那时将以0.10微米工艺制造的。Sony的PS游戏机开发小组非常热衷于这项技术,并准备把它应用在未来的产品中。(^44030201b^)
  ?牐燚SRL本质上是双向的传输技术,它让Yellowstone能够以标准的阻抗值,在标准的PCB上运作。额外的芯片内建终端电阻,不只提供了更清楚的信号,而且也能有效的减低成本。
  ?牐燳ellowstone其它明显的优点,就是200微伏的ULVS(Ultra Low Voltage Signal,超低电压信号),DDR的SSTL(Stub Series Terminated Logic,残余连续终结逻辑电路)只能让内存从TTL的3.3V降到2.5V,根本不是DRSL的对手。RDRAM的振幅小,持续时间短,而且在纳秒时间内切换多重位传输,信号可保持清晰,以上都是低电压带来的好处。800MHz RDRAM已经拥有低电压的特性,Yellowstone继承了这个优点,再次拉开了RDRAM和DDR的差距。(^44030201c^)
  #1?牐牥吮妒荽渎?
  ?牐犓档?8倍数据传输率(Octal Data Rates),首先就要来看支持Yellowstone技术设备上的内建锁相环(onboard phase locked loop)。它将内部频率提高到1.6GHz,接着由于数据在波形上下沿都可以进行传输,所以能达到8倍的数据传输速率。
  ?牐犜赗DRAM引入PC后,RDRAM发展为QDR(Quad Data Rate,4倍速率),使用多级信号每个时钟周期传输4位数据。现在ODR在400MHz上,可以在每个时钟周期传输8位数据。对ODR RDRAM的示波器测试指出,时钟信号简单清晰,峰值速度可达31ps(picoseconds,皮秒)。800MHz DRDRAM一直被人说反应时间慢,有了1.6GHz ODR的帮助,可以彻底改变人们的观点。
  #1?牐牻?  语
  ?牐犓淙籖DRAM还未能在内存市场取得统治地位,但在高端桌面、网络路由器、家用游戏机和电视机顶置方面,还有很大的市场。Yellowstone的带宽高达300MB/s,使用单线连接,造价极低,不像现在主流的PCI接口,速度仅有33MB/s,在外壳塑料、针脚方面需要很多成本。大家都知道,并行是PC一直沿用的连接方式,优点是结构简单,缺点是速度慢和成本高。除了RDRAM内存,ATA接口也准备从并行转为串行,以提高速度和降低成本为己任。所以说,RDRAM的发展,离不开其它部件的发展,PC整机的变化,有赖于各方面的共同努力。英特尔之所以看中RAMBUS,并不仅仅是为了Pentium 4,它看得非常长远,未来的带宽需求增长速度相当惊人,如果不早一天做好准备,CPU与内存之间的瓶颈会越来越大,整体性能的提升随之减慢。对芯片巨人来说,是最可怕的事情。而RAMBUS公司正向低端市场靠拢,希望凭着高带宽来吸引更多用户,它也很清楚,光靠英特尔的金钱援助,无法撑得太久,倒不如自力更生来得好。