DDR II vs. DDR

Тимур Ижбулатов

Xakep Железо, номер #005, стр. 005-038-2

Шаги навстречу скорости

Мы рассказывали все это для того, чтобы дать читателю представление, какие задачи стояли перед инженерами, разрабатывавшими стандарт DDR II. Ну и что же они в результате предприняли? Это были вовсе не какие-то потрясающие архитектурные изменения. Они сделали ряд шагов, позволивших повысить качество сигнала, что в результате дало возможность увеличить рабочую частоту памяти со всеми вытекающими последствиями.

Шаг первый: встроенное в чип терминирование (On-Die Termination).

При распространении сигнала по линиям шины в игру вступают волновые свойства среды и ее неоднородности. Не вдаваясь в подробности, скажем лишь, что в результате возникают шумы, которые снижают качество сигнала. Для борьбы с данными нежелательными эффектами используются терминаторы – резисторы на концах шины, устанавливаемые, как правило, на материнской плате. Их импеданс равен характеристическому сопротивлению линий шины. Это очень похоже на терминирование в Ethernet 10Base-T, где на концы коаксиального кабеля устанавливались терминаторы – резисторы с сопротивлением 50 Ом, что равно характеристическому сопротивлению кабеля. Аналогия очевидна. Для улучшения качества сигнала в DDR II используется встроенное терминирование – терминаторы устанавливаются не на материнской плате, а внутри чипа. Производители считают, что это снижает затраты на производство материнских плат. С другой стороны, от этого сама микросхема греется сильнее.

Шаг второй: окончательный отказ от корпуса TSOP

TSOP (Thin Small Outline Package) был изменен на FBGA (Fine Ball Grid Array), уже применявшийся при производстве некоторых модулей DDR. Использование такого способа упаковки микросхем также улучшает их электромагнитные и электрические характеристики, дает лучшую помехозащищенность. Однако стоимость производства таких чипов выше примерно на 20% по сравнению с TSOP. Кстати, тут же уместно было бы упомянуть, что напряжение питания было понижено с 2.5 В до 1.8 В. Это решение позволило добиться меньшей рассеиваемой мощности. То есть модули будут экономнее потреблять энергию батарей и при этом выделять меньше теплоты.

Шаг третий: внешняя калибровка формирователя (Off-Chip Driver Calibration).

Поскольку напряжение на микросхемах понижено, а частота повышена (ведь ради этого все старания!), возникает еще один нежелательный эффект – перекос (skew) переднего и заднего фронтов. В результате опять-таки ухудшается качество сигнала и синхронизации данных. Во избежание этого в DDR II был введен программируемый механизм внешней настройки формирователя под состояние линий связи. Этот механизм позволяет контроллеру памяти подстроить сопротивление формирователя, для чего предусмотрена специальная команда (ADJUST ERMS). Это позволяет выровнять форму импульсов и добиться большей стабильности.

СОВЕТ

Подробные технические описания модулей DDR II можно найти по адресам:

1) http://download.micron.com/pdf/datasheets/dram/ddr2/256Mb_DDR2.pdf

2) http://www.qdrsram.com/datasheets/Cypress/Cypress18MDDRIIB2.pdf