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当前市场上现有的内存产品寥寥可数,除了苟延残喘的SDR,唯一可以让人关注的就是DDR和RDRAM了。DDR是目前SDRAM的更新产品,它作为唯一能和Rambus在带宽上竞争的内存标准发展异常迅速,随着技术发展,目前流行的DDR333、DDR400的带宽已经开始接近PC800标准的Rambus ,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:首先它使用了更复杂、更先进的同步电路。其次,DDR使用了Delay-Locked Loop(DLL,延时锁定回路)来提供一个数据选通信号(Data Strobe signal)。当数据有效时,储存器控制器可使用这个信号来精确定位数据,每16次输出一次,并行同步处理来自不同的双储存器模块的数据。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同时读出数据,因而其速度是标准SDRAM的两倍。目前DDR内存在市场上的主流是DDR266和DDR333,而DDR的下一代标准即DDRII还未出现。
可以说是PC产业历史上的一个传奇,Rambus 及其产品最终推动了PC世界的发展。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内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;2Rambus 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传输率。Rambus公司目前有三种产品:RDRAM,Concurrent RDRAM和Direct RDRAM。PC-800 Direct Rambus DRAM 内存是首款主流PC产品,随着Pentium III 处理器的发布已经进入市场3年之久。起初128MB PC-800高达900美元的价格,加上与标准PC-133 SDRAM 内存在整体性能上的提高不大,导致RDRAM 技术在市场上遭到惨败。幸运地是,Intel 始终没有放弃RDRAM 技术并相信它能对未来的Pentium 处理器有所帮助。
Pentium 4 处理器和Intel 850芯片组发布后,PC-800 RDRAM 内存得到了它应有的赞誉。以Pentium 4 处理器1.5 GHz 以上的核心速度和高达400 MHz 的系统总线来说,处理器和芯片组需要RDRAM模块才能提供充足的数据流。Pentium 4 本来就是为支持Rambus 而设计,因此Intel 850芯片组上的双通道RDRAM 性能发挥卓越,其内存性能远远超过了市面上任何平台。即使在850芯片组和PC-800 RDRAM内存面市一年多的今天,它们的性能仍可傲视群雄。 在Intel 850 芯片组进入市场一年多后,我们看到DDR 内存迎头赶上了Rambus,更多的被消费者所采纳。SiS的645DX和 Intel的 845-D平台现在都开始对DDR提供支持, DDR-333在市场上遍地开花,而且人们发现RDRAM和DDR平台在整体系统性能上并没有什么很大区别。但请注意,PC-800 是三年前的产品,而DDR333是市场上的新生儿。RDRAM 制造商已经意识到PC-800 的过时,并期盼一种更新更快的续任产品出现。
下一代 32-bit Rambus : RIMM 4200
Rambus 的下代产品将有两种分支,一是用于当前系统的16-bit 产品,一是用于未来系统的32-bit 产品。利用相同的RDRAM 内存颗粒,Rambus 设计的新一代内存不仅提高了速度,而且解决了阻碍RDRAM 进入市场的基本问题。使用原先的双通道技术,Rambus 可以制造出高性能的消费等级内存模块。 Rambus三个月前首次公开展示过RIMM 4200内存技术。从当前16 bit内存技术发展到32-bit ,最终过渡到32-bit 的Rambus 发展蓝图来看,RIMM 4200 被认为是下一代的RDRAM内存。RIMM 4200也是市面上首款32-bit RDRAM内存模块。
32位 DRDRAM是种简单的DRDRAM技术发展,只是使用两条16位通道而只占用一个RIMM插槽 (如下图所示):

32位 DRDRAM内存RIMM插槽的连接结构与以前大致相同:只是在以往没有使用的中间部分增加了针脚。在下图可以看到用于16位DRDRAM内存的184针插槽和用于32位 DRDRAM内存的232针插槽。实际上,因为只是从内存接口类型方面实现内存双通道存取,对32位 DRDRAM内存的支持取决于主板生产厂家。从i850主板来看,所有内存通道都经过32位的232针RIMM插槽,而利用现有的技术就可以轻易的获得支持。而从我们的测试可以看到,目前的i850 主板只要替换时钟发生器就可以运行在533 MHz并支持可以提供高达4.2 GB/s 带宽的PC1066 DRDRAM内存。所以说这种新内存技术的实现取决于人们是否接受并执行它。

一条双通道的32位 DRDRAM内存模块并不会比16位 DRDRAM内存贵多少,但是单通道芯片组(Tulloch)要比双通道芯片组(i850、i850E)便宜不少,而且Tulloch将会支持新型双通道的32位 DRDRAM内存,以我们测试看来,Tulloch可以轻易地提供4.2 GB/s带宽。
从RIMM4200模块开始,Rambus 改变了拿速度来作为产品名称的习惯。以往Rambus 内存的名称明确表明了模块的时钟频率(PC-800 = 800 MHz, PC-1066 = 1066 MHz),而从32-bit RIMM 3200开始采用峰值带宽来作为命名规则,因此RIMM 4200模块的内存带宽为4.2 GB/s ,而速度较低的RIMM 3200 内存带宽为3.2 GB/s 。为了详细说明,我们用表格来阐述Rambus命名规则。
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RDRAM时钟速度 |
16-bit 命名 |
16-bit 峰值带宽 |
32-bit命名 |
32-bit 峰值带宽 |
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600 MHz RDRAM |
PC-600 |
1.6 GB/s |
N/A |
N/A |
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800 MHz RDRAM |
PC-800 |
1.6 GB/s |
RIMM 3200 |
3.2 GB/s |
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1066 MHz RDRAM |
PC-1066 |
2.1 GB/s |
RIMM 4200 |
4.2 GB/s |
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1200 MHz RDRAM * |
PC-1200 |
2.4 GB/s |
RIMM 4800 |
4.8 GB/s |
RIMM 4200是RDRAM技术发展的一个巨大飞跃,同时Rambus在设计RIMM 4200模块时采用了一石二鸟之计, 首先是RIMM 4200模块不需要成对使用,其次它要比当前的PC-800 模块速度更快。
RIMM 3200/4200模块被看作是具备双通道的单条内存,每条RIMM4200 模块有两个单独的RDRAM 通道,可在一个单一模块内提供双倍带宽。也就是说在每条RIMM 3200 / 4200内存中有两个独立的RDRAM 通道在运作。与Intel 850/850E 芯片组需要插入两条16-bit RDRAM 才能正常工作相比,Intel 850-E 芯片组只需要插入一条32-bit RDRAM 就行了。32-bit 的模块主要就是由两个被压缩的16-bit RDRAM 总线构成,因此为使用32-bit 模块,芯片组或RDRAM 内存模块都不需要改进。
当前支持16-bit RDRAM 的主板配备了4条16-bit RIMM 内存插槽,而RIMM 4200只需要2条32-bit RIMM 插槽,但用户需要使用新型32-bit RIMM内存是232针而老16-bit RIMM 插槽是184针的。232-针RIMM 4200 模块是不能在旧16-bit RDRAM 主板上使用的,反之亦然。 Rambus 将新旧内存从物理上进行区分,因此用户就不必担心在主板上插错内存了。
我们的测试模块来自三星的生产线,这条RIMM 4200模块是还未正式发售的工程样品,但相信它很快就会大量进入市场。
 232针三星工程样品RIMM 4200 - 512MB
虽然粗看RIMM 4200让人印象深刻,但它还具备了一些缺点。首先是刚进入市场后的价格过高,而且还有多少平台能够提供支持。目前只有华硕公布了一款32-bit RDRAM 平台,其它厂商还保持观望态度,还没有站出来宣布支持RIMM 4200技术。很多高速DDR系统为保持信号完整性而只设计了2条DIMM 内存插槽,i850-E 主板也只配备了2条32-bit RIMM 插槽,这一定程度上的限制了以后的升级能力。可从好的方面来将, RIMM-4200是现在世界上最快的内存模块了,它所提供的带宽是DDR400所不具备的,请看下表:
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RDRAM |
峰值带宽 |
DDR SDRAM |
峰值带宽 |
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PC-600 |
1.2 GB/s |
PC-1600 (DDR-200) |
1.6 GB/s |
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PC-800 |
1.6 GB/s |
PC-2100 (DDR-266) |
2.1 GB/s |
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PC-1066 |
2.1 GB/s |
PC-2400 (DDR-300) |
2.4 GB/s |
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RIMM 3200 |
3.2 GB/s |
PC-2700 (DDR-333) |
2.7 GB/s |
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RIMM 4200 |
4.2 GB/s |
PC-3200 (DDR-400) |
3.2 GB/s |
32-bit Rambus平台
华硕P4T533是市面上首款支持RIMM 3200/4200内存模块、由32-bit RDRAM 内存推动的主板。这款主板起初叫P4T1066,因为Intel 还未最终确认Intel 850-E 芯片组可以支持PC-1066内存,华硕又将这款主板名字改成了P4T533。
华硕现在已经准备并有能力提供支持RIMM 3200/4200内存的主板,但市场上还未出现RIMM 4200内存产品,我们听说华硕将在发售主板时捆绑内存模块,这与Intel 首次发售Pentium 4处理器也捆绑16-bit RDRAM 内存做法一样。到目前为止,我们还不清楚华硕在主板内捆绑内存的品牌和容量。
华硕P4T533基于Intel 850-E 芯片组,与当前市面上使用16-bit RDRAM 内存的Intel 850-E芯片组相同。为了让大家明白这点,可以说现在的主板制造商要让Intel 850-E芯片组支持32-bit RDRAM,不需要什么大的物理上的改动,仅需要升级内存PCB设计并更换232-针RIMM内存模块接口即可。
如果你仔细看看CPU/散热器/RIMM接口,就会发现32-bit RDRAM 的电路连线数目达到了令人惊叹的程度。虽然RDRAM 的电路占据了主板大量空间,但32-bit RDRAM 的主板电路设计相对当前16-bit RDRAM 主板已经算是节省空间许多了。更多的主板PCB空间意味着主板制造商能够增加像Firewire、 RAID、 USB 2.0这样的更多功能。
 首款支持32-bit RDRAM 的华硕 P4T533主板
靠近观看,你可以看到新型232针RIMM 内存插槽位于CPU的上方。有趣的是这两条RIMM 内存插槽虽然并排安放,但它们的针脚位置却恰好相反。这要归结于32-bit RDRAM 设计的原因,内存信号在命中终止模块之前必须同步经过所有RIMM插槽。
\ 232针 RIMM 3200/4200 RIMM插槽- 注意2条插槽的金手指位置
32-bit RDRAM 系统同样也需要在闲置的RIMM 插槽上插入C-RIMM相似的内存终结器,32-bit 系统所用的内存终结器是C-RIMM的更新版本,叫做CT-RIMMS (连续和终止RIMM),以保持RDRAM 内存信号完整地穿过闲置的RIMM 插槽。因此当前的16-bit C-RIMM将不能使用在32-bit RDRAM 系统上,但不必担心,32-bit RDRAM主板制造商应该会在主板包装内附送这些CT-RIMM 内存终结器。
DDR II
前段时间JEDEC协会确定暂时不会通过DDR400认证的同时,也公布了DDR-II内存的标准。DDR-II内存将是现有DDR-I内存的换代产品,它们的工作时钟预计将为400MHz或更高。主流内存市场将从现在的DDR-333产品直接过渡到DDR-II。
目前已上市的DDR内存产品有三种规格:DDR200(PC1600)、DDR266(PC2100)、DDR333(PC2700),而DDR400(PC3200)的相关产品虽已上市,但是规格尚未确定。前三种规格的命名是以其所能提供的内存带宽而决定。比如:PC1600(DDR200)是PC100 SDRAM的DDR版本,它的总线带宽为64bit,工作频率为100MHz,单周期传输数据数为2,峰值带宽为1600MB/s。PC2100(DDR266)是PC133 SDRAM的DDR版本,总线带宽为64bit,物理工作频率为133MHz,单周期传输数据数为2,峰值带宽为2100MB/s。PC2700(DDR333)的物理工作频率为166MHz,峰值带宽为2700MB/s。由于DDR333能够在相对较低制造成本的前提下获得更好的性能表现,因此将成为继DDR266之后2002年下半年的主流产品。DDR四种规格比较如表。
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DDR SDRAM |
总线带宽 |
峰值带宽 |
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PC-1600 (DDR-200) |
64bit |
1.6 GB/s |
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PC-2100 (DDR-266) |
64bit |
2.1 GB/s |
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PC-2400 (DDR-300) |
64bit |
2.4 GB/s |
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PC-2700 (DDR-333) |
64bit |
2.7 GB/s |
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PC-3200 (DDR-400) |
64bit |
3.2 GB/s |
从JEDEC组织者阐述的DDR-II标准来看,针对PC等市场的DDR-II内存将采用0.13微米制程,容量为18MB/36MB/72MB,最大288MB,采用0.13微米的生产工艺,字节架构为X8、X18、X36,读取反应时间为2.5个时钟周期。通过将DLL(delay-locked loop,延时锁定回路)设计到内存中(这与Rambus设计理念相似),输出的数据效率提升65%左右,DDR数据传送方式为每周期32个字节,并且可以随工作频率的提升达到更高性能 。在200MHz外频下工作,将会达到4.8GB/s内存频宽,已知道的规格有:系统内存方面包括400MHz(4.8GB/s带宽)、533MHz(5.6GB/s带宽)、667MHz(6.4GB/s带宽)三种,显卡(默认规格)方面包括800MHz、1000MHz两种。所有的DDR-II内存均在1.8V下工作,单条容量至少有512MB。目前已知道DDR-II管脚数量有200pin、220pin、240pinFBGA封装形式之分,显然与DDR 333不相容。
按照JEDEC不久前发布的消息称:DDR-II内存颗粒的首批样品将在2002年问世,预计2003年下半年大规模投放市场,之后JEDEC将把注意力转向DDR-III内存颗粒的规范制订上。DDR-III内存芯片预计将在2004-2005年投放市场。另外,还将有一个与DDR-II兼容的QDRII产品出现。
前景预测
通过简单地与DDR-266+Intel 845-E、DDR-266 +SiS 645DX、DDR-333+ SiS 645DX、PC-800 RDRAM +Intel 850-E、RIMM 3200 + Intel 850-E、RIMM 4800+Intel 850-E测试比较,我们认为RIMM 4800是个了不起的Pentium 4内存解决方案,它提供的带宽和整体性能全面超过了市面上的其他内存解决方案。RIMM 4800模块也非常容易安装和升级,在它将大量进入市场的今天,我们有理由相信Rambus 技术可以完全发挥出最佳的PC性能,而目前它唯一需要解决的问题就是价格因素。
可以说,RIMM 4200要走进主流消费者还有很长一段路要走,而且还存在不少障碍:迄今为止,只有三星和Kingston 这两家内存制造商在开发RIMM 4200模块;另外只有华硕推出了支持RIMM 4200的主板,也只有Intel 推出了支持RIMM 4200的芯片组(Intel 850-E)。Intel和矽统将来也会推出不做任何架构上改动、就可以支持 RIMM 4200的芯片组,但目前支持芯片组过少而让额外让人担忧。 但我们也注意到,Intel 目前对RIMM 4200 甚至是 PC1066的支持态度含糊不清。如果Intel 想把RDRAM 技术引入主流计算机市场,他们会在第一时间内展出基于新技术的主板。可至今我们还没有看到Intel 表示会让未来的主板支持RIMM 4200内存。反过来讲,我们看到Intel在一些商业演示中积极推动他们的DDR和双通道DDR解决方案, 而DDRII的出现却扮演着RIMM 4200狙击手的角色。从已公布的规格来看,最低端的667MHz DDR II的系统带宽就达到了6.4GB/s,开始逼近RIMM 4200的8.4 GB/s带宽。再加上DDR 惯有的价格优势和各芯片组商的支持,这都将对Rambus构成不小的威胁。
我们希望Rambus和Intel能够寻找出更好的方式,让 RIMM 4200能够更切实、合理的顺利进入主流市场,而不仅限制在高端工作站或是游戏发烧友们的系统上,其实在高端工作站或是游戏系统领域中,RIMM 4200不需要Intel的力推也会发展的很好。不过RIMM 4200已经准备就绪了,而且可以很好的运作,现在Rambus和三星都已经成功拿出了高性能的内存样品。当DDR-II 出现后,内存制造商无疑会为争夺高利润内存市场的控制权而进行一场血腥的战争的。目前Rambus 已经展示了自己的实力,接下来就要看DDR制造商们的回应了。 |