2008年10月12日 (GMT+8)
 
 

XDR内存技术概述

XDR就是“eXtreme Data Rate”的缩写,这是Rambus的黄石的最终名称。XDRRambus之前公布了一系列新技术集中到了一起,新技术不仅带来了新的内存控制器设计和DRAM模块设计,同时可以工作在相当高的频率,带来让人难以置信的带宽。XDR内存比较有意思,这次架构同目前实际使用的DDRDDR II并没有太大的差别,但XDR却依旧拥有自己的知识产权。XDR在今年年内会有样品出现,明年中后期正式推广,同原来一样三星依旧是RAMBUS的核心伙伴,另外东芝和Elpida也将出现。

DDRXDR之间最大的差别是就在内存控制器和实际内存芯片的接口上。这并不会让人感到奇怪,Rambus已经将自己定位成了一家“接口”公司,他们宣称中档的XDR内存也要比目前的DDR400内存快8倍,而最新款的XDR-II内存速度已达到DDR66716——20倍。

XDR8倍数据传输率主要依靠以下技术实现。首先,主板的时钟信号提供了XDR上的时钟锁相环的基础信号,并把芯片内部时钟信号提高到1.6GHz,这是由RDRAM颗粒内部的时钟锁相环来实现的。而数据在这个时钟信号的两端同时传输,因此它能达到3.2GHz的频率,是系统时钟频率的八倍。其实在1992年双倍时钟速率的RDRAM就已经推出,当时它的工作频率是256MHz,而数据传输率是500MHz,它是通过在时钟信号的上升延和下降延来传输信号,这样就把时钟频率提高了一倍,这点和DDR SDRAM的工作原理是一样的。四倍RAMBUS信号模式可以使用更多级别的信号来在一时钟周期内可以传输4bit数据,可以理解为在RAMBUS颗粒中使用了2倍的时钟频率,然后通过在时钟信号的上升延和下降延同时传输信号来达到4倍的数据传输率。现在8倍数据传输率可以在400MHz的系统总线频率下使用1.6GHz的频率,相当于每个时钟周期传输8bit数据。对比一下,DDR SDRAM内存可以在一个时钟循环中传递2Bit的数据,因此命名为“Double Data Rate”。按照这种命名方式,XDR也许可以称作ODR了,也就是“Octal Data Rate(八倍数据传输)”,这也是XDR产品如此高频率的关键。

现在的电脑似乎只有双通道和四通道内存模式,不过XDR模块技术则官方宣布可以达到八通道模式(51.2GB/s带宽),在今后可以达到更高的标准。这样的规格表明XDR并没有(或者说不仅仅)面向PC市场,Rambus还希望它可以在控制台、网络设备等市场有所作为。

对于XDR内存来说还有几个特点是必须要指出的,首先就是Differential RSL(微分RSL传输):DSRL技术允许XDR使用标准的PCB板和标准阻抗,因此终结电阻可以设置到芯片内部,因此不需要额外的中结器,这对于RDRAM的发展来说是很重要的,可以大大简化RDRAM模组的使用和配置,并且可以降低系统的成本。而DDR主板需要花费成本和PCB板空间来安置终结电阻。而芯片内部的终结器是不需要花费什么成本的,它还可以提供更加干净的信号。

DRSL另外一个好处就是超低电压信号传输,它的信号阀值电压只有0.2V,而DDR的信号阀值电压从TTL3.3V降到了SSTL2.5V,而XDR内存的DRSL只有0.2VLVTTLSSTL并不是纯净的方波,信号幅度高低各不相同,而RSLDRSL的信号电压很少。

不过,虽然内部工作原理同DDR内存有一些相似之处,但是真正要使用XDR内存却并不如现在的DDR内存那么简单,因为实际上的外部接口上来说XDR内存同DDR是完全不同的,相对而言XDR内存到和RDRAM内存比较相似,两者都采用了16位的内存控制器,不过XDR做了一些改进来达到更高的工作频率。

XDR控制器的左侧和下部各有一个XMC。不过每个XDR内存模块的工作频率都是3.2GHz,那么XDR内存就可以给我们带来12.8GB/s的带宽。XDR的每个内存通道都需要在尽头有自己的终结器(Termination),这个设计也是同RDRAM一样。XDR内存可以在实际的内存模块中包含这样的终结器,而不需要采用独立的终结模块(C-RIMM的设计),不过由于串行的特点,总线还是需要终结器的。

我们在这里看到XDR内存和RDRAM内存最大区别就是XDR有独立的数据和地址/指令总线。Rambus的结构需要数据通过所有的内存模块,这也造成了RDRAM的高延迟性(相对于DDR而言),XDR通过两条独立的总线解决的这一问题,其中地址/指令总线还是需要经过所有的内存模块,不过数据则可以由内存控制器直接进入对应的模块。显然,XDR简洁的内部构架要比当时还在酝酿中的DDR3更为合理和先进。

RDRAM一样,XDR也需要一个独立的频率发生器芯片。RDRAM的频率发生器是其能否在主板上超频工作的关键,也决定了RDRAM能够以怎样的频率工作。如果RDRAM的频率发生器质量不够好,那么将会限制内存模块的性能发挥。不过这一切对于XDR而言都不是问题了,CypressICS都已经签约为XDR制造频率发生器。

尽管Rambus会在第三方厂商设计自己的XDR内存控制器时提供技术和人员的支持,不过让那些进入DDR领域的厂商重新设计内存控制器可不容易。比如说ATInVidia,两家公司都想设计出更高带宽的显卡显存系统,如果已经在DDR内存控制器上投入了上百个工程师和无数的金钱之后,转到DDR II内存只需要一些小的改动,不过采用全新的XDR,恐怕并不容易。

 

 

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