什么是DDR SDRAM內(nèi)存？它與SDRAM有何區(qū)別？

DDR SDRAM(Dual date rate SDRSM)又簡(jiǎn)稱DDR，翻譯成中文就是“雙倍速率SDRAM”的意思。DDR SDRAM也可以說(shuō)是目前廣泛應(yīng)用的 SDRAM的升級(jí)換代版本，在它的催生下，2000年下半年的內(nèi)存止跌不穩(wěn)已經(jīng)徹底摧毀了SDRAM多年?duì)I造起來(lái)的價(jià)格市場(chǎng)。從技術(shù)上分析，DDR SDRAM最重要的改變是在界面數(shù)據(jù)傳輸上，其在時(shí)鐘信號(hào)上升緣與下降緣時(shí)各傳輸一次數(shù)據(jù)，這使得DDR的數(shù)據(jù)傳輸速率為傳統(tǒng)SDRAM的兩倍，由于僅多采用了下降緣信號(hào)，因此并不會(huì)造成能耗增加。至于定址與控制信號(hào)則與傳統(tǒng)SDRAM相同，僅在時(shí)鐘上升緣傳輸。另一個(gè)明顯的改變是增加了一個(gè)雙向的數(shù)據(jù)控制接腳(Data Strobe，DQS)。當(dāng)系統(tǒng)中某個(gè)控制器發(fā)出一個(gè)寫(xiě)入命令時(shí)，一個(gè)DQS信號(hào)便會(huì)由內(nèi)存控制器送出至內(nèi)存。

此外，傳統(tǒng)SDRAM的DQS接腳則用來(lái)在寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)(單向：內(nèi)存控制器?DRAM)做數(shù)據(jù)遮罩(Data Mask)用。由于數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)控制信號(hào)(DQS)與DM同步傳輸，不會(huì)有某個(gè)數(shù)據(jù)傳輸較快，而另外的數(shù)據(jù)傳輸較慢的skew(時(shí)間差)以及Flight Time(控制信號(hào)從內(nèi)存控制器出發(fā)，到數(shù)據(jù)傳回內(nèi)存控制器的時(shí)間)不相同的問(wèn)題。此外，DDR的設(shè)計(jì)可讓內(nèi)存控制器每一組DQ/DQS/DM與DIMM 上的顆粒相接時(shí)，維持相同的負(fù)載，減少對(duì)主板的影響。在內(nèi)存內(nèi)部架構(gòu)上，傳統(tǒng)SDRAM屬于×8組態(tài)(organization)，表示內(nèi)存核心中的 I/O寄存器有8位數(shù)據(jù)I/O，不過(guò)對(duì)于×8組態(tài)的DDR SDRAM而言，內(nèi)存核心中的I/O寄存器卻是16位的，一次可傳輸16位數(shù)據(jù)，在時(shí)鐘信號(hào)上升緣時(shí)輸出8位數(shù)據(jù)，在下降緣再輸出8位數(shù)據(jù)。此外，為了保持較高的數(shù)據(jù)傳輸率，電氣信號(hào)必須要求能較快改變，因此，DDR改為支持電壓為2.5V的SSTL2信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。

DDR 內(nèi)存從型號(hào)上看分為兩種，一種叫做 PC 1600，每秒鐘可傳輸 1.6GB 的數(shù)據(jù)，正好是目前100兆赫 SDRAM 內(nèi)存的兩倍;另一種叫做 PC 2600，峰值數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)每秒2.6GB。與價(jià)格昂貴的Rambus 相比，DDR有如下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：一是由于它是在 SDRAM 內(nèi)存技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的，因此不僅與目前的個(gè)人電腦體系架構(gòu)有著很好的兼容性，而且開(kāi)發(fā)生產(chǎn)成本低廉。二是DDR較少存在許可協(xié)議的問(wèn)題。內(nèi)存廠商要生產(chǎn) Rambus 內(nèi)存條，必須向 Rambus 公司繳納一筆不菲的費(fèi)用，以獲得生產(chǎn)許可證，這無(wú)疑影響到廠家的利潤(rùn)。而DDR內(nèi)存的規(guī)格是免費(fèi)提供的。三是各大廠商的支持。2001年，包括IBM等在內(nèi)的諸多IT巨頭都宣布將支持 DDR 內(nèi)存，特別是IBM 還專門(mén)設(shè)計(jì)了兩組芯片組，既支持 DDR 內(nèi)存，也能大幅提高系統(tǒng)總線的速度。而AMD 公司即將全面上市的760芯片組(支持單處理器電腦)和770芯片組(支持雙處理器電腦)將全面支持200兆赫和266兆赫系統(tǒng)總線，也是為了滿足 DDR 內(nèi)存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的。

可能解釋的不全面，你到網(wǎng)上去找能找到很多這方面的?，F(xiàn)在主流的DDR，一般是DDR333、DDR400以及DDRII533。SD基本上屬于被淘汰的產(chǎn)品，速度DDR比SD快了很多，而且價(jià)格也不錯(cuò)。現(xiàn)在的主板一般都只支持DDR了

DDR SDRAM是DDR和DDRⅡ的全稱,也就是說(shuō)DDR \DDRⅡ都是DDR SDRAM.

為了知識(shí)的連貫性，今天學(xué)習(xí)下DDR SDRAM;

DDR指雙倍速率(Double Data Rate),DDR SDRAM與SDRAM的基本結(jié)構(gòu)是相似的，最根本的區(qū)別在于DDR SDRAM支持在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)傳輸兩次數(shù)據(jù)，即DDR SDRAM采用2倍預(yù)取架構(gòu)，使芯片內(nèi)核工作速率僅為外部數(shù)據(jù)傳輸率的一半;SDRAM采用1倍預(yù)取架構(gòu)，芯片內(nèi)部工作速率與外部數(shù)據(jù)傳輸速率相同

例如：在DDR SDRAM和SDRAM的外部數(shù)據(jù)傳輸率都為400MHz的情況下，對(duì)于DDR SDRAM，其內(nèi)核工作速率僅需要200MHz，而對(duì)于SDRAM，其內(nèi)核工作速率需要400MHz

在硬件電路設(shè)計(jì)上，DDR SDRAM與SDRAM的不同點(diǎn)，可總結(jié)如下：

區(qū)別一：時(shí)鐘信號(hào)

SDRAM的時(shí)鐘信號(hào)CLK為單端信號(hào)，而DDR SDRAM則采用差分對(duì)時(shí)鐘信號(hào)CK/CK#

區(qū)別二：信號(hào)電平

SDRAM采用LVTTL電平，接口信號(hào)為單端信號(hào)，而DDR SDRAM采用SSTL-2電平，接口信號(hào)本質(zhì)上屬于差分對(duì);

區(qū)別三：電源

兩種存儲(chǔ)器的電源引腳都分為VDD和VDDQ，一般這兩種引腳均采用同一電源供電，但SDRAM的電源為3.3V，而DDR SDRAM的電源為2.5V

區(qū)別四：電源種類

SDRAM僅需3.3V一種電源，而DDR SDRAM需三種電源：給VDD和VDDQ供電的2.5V，給Vref供電的1.25V，以及給SSTL-2終結(jié)電路供電的VTT電源1.25V;

區(qū)別五：時(shí)序測(cè)試

對(duì)地址信號(hào)、控制信號(hào)，SDRANM和DDR SDRAM的時(shí)序測(cè)試方法相同，對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)，SDRAM為單邊沿采樣，DDR SDRAM為雙邊沿采樣，且時(shí)序參考信號(hào)為DQS而不是時(shí)鐘信號(hào);

之前看有位朋友總結(jié)的它們接口的不同，那我就總結(jié)一下全面的異同吧，希望可以幫到大家!SDRAM在嵌入式乃至整個(gè)PC行業(yè)的地位毋庸置疑，雖然它比SRAM操作復(fù)雜，從某種程度上說(shuō)又有著隨機(jī)地址存取時(shí)性能下降的缺陷(甚至于DDR/DDR2又有著不支持單一地址訪問(wèn)的限制，分別至少2/4個(gè)地址同時(shí)訪問(wèn))。但是，速度是王道，容量也是它的優(yōu)勢(shì)，這些特點(diǎn)是其它任何易失存儲(chǔ)器無(wú)法媲美的，也是它存在的唯一理由(不好意思，說(shuō)得有點(diǎn)絕對(duì)了~-~)。

SDRAM從SDR到DDR再到DDR2一路走來(lái)，又都產(chǎn)生了什么樣的變化，又都在哪些方面進(jìn)行了改進(jìn)，帶來(lái)了速度性能的進(jìn)一步提升呢?帶著這個(gè)疑問(wèn)搜索了一些資料，也分別找來(lái)SDR/DDR/DDR2芯片的datasheet細(xì)細(xì)比對(duì)，也許用這篇文比較也無(wú)法完全說(shuō)明白他們的迥異，但是至少特權(quán)同學(xué)希望通過(guò)這篇文章能夠讓大家對(duì)他們之間的區(qū)別有一個(gè)大概的認(rèn)識(shí)，尤其一樣對(duì)SDR SDRAM有過(guò)深入了解的網(wǎng)友，相信通過(guò)比較，對(duì)今后快速上手DDR/DDR2的操作就如抬腿再上一個(gè)臺(tái)階一樣輕便。

DDR SDRAM的結(jié)構(gòu)框圖，這重點(diǎn)要來(lái)說(shuō)為何DDR SDRAM雖然操作的時(shí)鐘頻率和SDR SDRAM一樣，卻能夠在數(shù)據(jù)吞吐量上達(dá)到后者的兩倍。也許你會(huì)不以為然，沒(méi)錯(cuò)，DDR就是double data rata，不就是在SDR時(shí)鐘單沿讀寫(xiě)的基礎(chǔ)上變成了DDR的時(shí)鐘雙沿讀寫(xiě)嘛，速度這不就一下翻番了。很對(duì)，但是再往深入去，你思考過(guò)嗎?難道DDR內(nèi)部尋址時(shí)數(shù)據(jù)也是雙沿讀寫(xiě)么?非也DDR SDRAM外部的數(shù)據(jù)總線接口位寬，一般是8位或者16位。而它左邊那個(gè)紅圈里“X16/X32”則表示內(nèi)部2-bit prefetch和實(shí)際存儲(chǔ)單元間的位寬。那么從這里可以發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上，DDR內(nèi)部有著和SDR類似的結(jié)構(gòu)，只不過(guò)在接口的output buffer與實(shí)際存儲(chǔ)單元間多了一個(gè)2-bit prefetch。而這個(gè)2-bit prefetch與output buffer之間是X8/X16傳輸，但是它與存儲(chǔ)單元之間卻是X16/X32傳輸。你可以這樣設(shè)想，在每次時(shí)鐘的上升沿，2-bit prefetch存儲(chǔ)著外部接口兩次讀寫(xiě)(即兩個(gè)地址)的數(shù)據(jù)，而output buffer卻是每個(gè)時(shí)鐘的上升沿和下降沿都會(huì)讀取一次數(shù)據(jù)(對(duì)應(yīng)一個(gè)地址)。

理解了DDR的數(shù)據(jù)吞吐量提升的實(shí)質(zhì)原因，在回頭看看SDR的結(jié)構(gòu)。如下面說(shuō)接口的差異，左側(cè)的DDR接口，右側(cè)的SDR接口一般SDR接口有時(shí)鐘信號(hào)CLK、控制信號(hào)CKE/CSn/RASn/CASn/WEn/DQM、地址總線AB(包括Block地址)、數(shù)據(jù)總線DB。而一比對(duì)DDR，在SDR的基礎(chǔ)上多了什么?CKn(暫且認(rèn)為CK對(duì)應(yīng)前面的CLK，但實(shí)際使用中還是有所不同的)和DQS。

SDR的數(shù)據(jù)、地址乃至控制信號(hào)的鎖存都有賴于唯一的時(shí)鐘信號(hào)CLK，而DDR的數(shù)據(jù)總線DB的鎖存時(shí)鐘則是DQS，地址和控制信號(hào)的鎖存時(shí)鐘為CK/CKn，CK/CKn是一對(duì)差分輸入的時(shí)鐘信號(hào)。DQS鎖存數(shù)據(jù)作為SDRAM的寫(xiě)入時(shí)鐘時(shí)，由外部器件產(chǎn)生，并且和數(shù)據(jù)是中央對(duì)齊的;而作為SDRAM的讀時(shí)鐘時(shí)，是由SDRAM產(chǎn)生，并且和數(shù)據(jù)是沿對(duì)齊的。

再比較它們的電氣特性，只說(shuō)一點(diǎn)，SDR是3.3V器件，DDR是2.5V器件。

比較完DDR和SDR，再來(lái)說(shuō)DDR2。找了幾份DDR2的datasheet，都沒(méi)有看到它的功能框圖，但是從一些資料的描述中說(shuō)道DDR2不同于DDR主要在于從2-bit prefetch提升到4-bit prefetch。那么從前面圖1的敘述中我們不難推斷從DDR到DDR2的性能再獲提升的原因，和SDR到DDR有著異曲同工之妙。DDR2的讀寫(xiě)方式和DDR基本一致，都是采用時(shí)鐘雙沿進(jìn)行讀寫(xiě)，DDR2的讀寫(xiě)時(shí)序如圖5所示。另外，也許SDRAM的時(shí)鐘CLK可以差不多，但是DDR2的DQS速度可以達(dá)到DDR的兩倍，這也就是它們的DQ/DQS操作時(shí)序一樣的情況下，數(shù)據(jù)吞吐量卻倍增的原因。

比對(duì)DDR與DDR2的接口，其實(shí)DDR2就多了一個(gè)DQSn，即DQS/DQSn為一對(duì)差分?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)鐘，用差分時(shí)鐘還是單獨(dú)信號(hào)作為時(shí)鐘是可以通過(guò)初始化寄存器時(shí)進(jìn)行設(shè)置的。

最后還是比較電氣特性，DDR2已經(jīng)降到了1.8V，若要最大限度的提升速度，降低電壓勢(shì)在必行。

除了上面一些的比較，還有封裝也是有講究的，SDR/DDR還是以TSSOP為主，到DDR2就不得不全部改頭換面升級(jí)為FBGA了，這其中不僅有體積的考慮，更多的是速度的需要和散熱的要求。