TÌM HIỂU DDR , DDR2 , DDR3

NguyÔn S¬n Trêng Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Khoa Công nghệ thông tin Công ty cổ phần công nghệ truyền thông Hùng Long Địa chỉ: Phòng 305 - K10A Khu tập thể bách khoa - Hai Bà Trưng - Hà Nội Điện thoại: 04 73030400 – Fax: 04 73030400 Nhận xét Công ty trình sinh viên: Nguyễn Sơn Trường thực tập Hà Nội, Ngày 18 tháng 06 năm 2011 Giám đốc (Ký tên đóng dấu) Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Khoa Công nghệ thông tin NguyÔn S¬n Trêng Công ty cổ phần công nghệ truyền thông Hùng Long Địa chỉ: Phòng 305 - K10A Khu tập thể bách khoa - Hai Bà Trưng - Hà Nội Điện thoại: 04 73030400 – Fax: 04 73030400 Giới thiệu: Công ty cổ phần công nghệ truyền thông Hùng Long thành lập trở thành Nhà Phân phối Thiết bị viễn thông Hà Nội, chuyên cung cấp linh kiện máy tính, máy in , máy photo , máy fax, hệ thống tổng đài nội v.v… Giám Đốc Phòng Kế Toán Phòng Bảo Hành Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Phòng Kinh Doanh Phòng Kỹ Thuật Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Khoa Công nghệ thông tin NguyÔn S¬n Trêng TÌM HIỂU DDR , DDR2 , DDR3 Trước bắt đầu, cần biết DDR, DDR2 DDR3 dựa thiết kế SDRAM ( Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động đồng ) tức sử dụng tín hiệu xung nhịp để đồng hóa thứ DDR viết tắt Tốc độ liệu gấp đôi - Double Data Rate , tức truyền hai khối liệu xung nhịp, Như nhớ DDR có tốc độ truyền liệu cao gấp đôi so với nhớ có tốc độ xung nhịp tính ( gọi nhớ SDRAM, không sử dụng cho PC nữa) Hình 1: Tín hiệu xung nhịp mode DDR Z Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Khoa Công nghệ thông tin NguyÔn S¬n Trêng Cần nhớ tốc độ xung nhịp tốc độ tối đa mà nhớ thức có được; tự động chạy tốc độ Ví dụ, bạn dùng nhớ DDR2-1066 lên máy tính truy cập hệ thống tốc độ 400 MHz (800 MHz DDR), nhớ truy cập 400 MHz (800 MHz DDR) 533 MHz (1,066 MHz DDR) Đó tín hiệu xung nhịp mạch điều khiển nhớ cung cấp, mà mạch điều khiển nhớ lại nằm nhớ (trong Chip NorthBridge bo mạch chủ tích hợp bên CPU, tùy vào hệ thống Những nhớ ( Module ) bảng mạch điện tử nhỏ gắn Chip nhớ -sử dụng tên khác: PCx-zzzz, x hệ công nghệ, zzzz tốc độ truyền tải tối đa lý thuyết (còn gọi băng thông tối đa) Con số cho biết Byte liệu truyền từ mạch điều khiển nhớ sang Module nhớ xung nhịp đồng hồ Thật dễ giải thích cách nhân xung nhịp DDR tính MHz với 8, ta có tốc độ truyền tải tối đa lý thuyết tính MB/giây Ví dụ, nhớ DDR2-800 có tốc độ truyền tải tối đa lý thuyết 6,400 MB/giây (800 x 8) Module nhớ mang tên PC2-6400 Trong số trường hợp, số làm tròn Ví dụ bô nhớ DDR3-1333 có tốc độ truyền tải tối đa lý thuyết 10,666 MB/giây module nhớ lại có tên PC3-10666 PC3-10600 tùy nhà sản xuất Cần phải hiểu số số tối đa lý thuyết, thực tế chúng không đạt đến, toán tính có giả thiết nhớ gửi liệu đến mạch điều khiển nhớ theo xung nhịp một, mà điều không xảy Mạch điều khiển nhớ nhớ cần trao đổi lệnh (ví dụ lệnh hướng dẫn nhớ gửi liệu chứa vị trí định) suốt thời gian nhớ không gửi liệu Trên lý thuyết nhớ DDR, đến với thông tin cụ thể Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Khoa Công nghệ thông tin NguyÔn S¬n Trêng Tốc độ : Một khác biệt DDR, DDR2 DDR3 tốc độ truyền liệu lớn hệ Dưới danh sách tốc độ chung cho hệ Một số nhà sản xuất tạo loại chip lớn tốc độ bảng–ví dụ nhớ đặc biệt hướng tới giới overclock Những xung nhịp có đuôi 33 66MHz thực làm tròn (từ 33.3333 66.6666) Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Khoa Công nghệ thông tin NguyÔn S¬n Trêng • Điện áp : Bộ nhớ DDR3 hoạt động điện áp thấp so với DDR2, DDR2 lại dùng điện áp thấp DDR Như nhớ DDR3 tiêu thụ điện DDR2, DDR2 tiêu thụ DDR Thường nhớ DDR sử dụng điện 2.5 V, DDR2 dùng điện 1.8 V DDR3 1.5 V (mặc dù module cần đến 1.6 V 1.65 V phổ biến chip yêu cầu 1.35 V tương lai hiếm) • Một số module nhớ yêu cầu điện áp cao bảng, nhớ hỗ trợ hoạt động tốc độ xung nhịp cao tốc độ thức (ví dụ nhớ để overclock) Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Khoa Công nghệ thông tin NguyÔn S¬n Trêng Thời gian trễ Thời gian trễ khoảng thời gian mà mạch điều khiển nhớ phải đợi từ lúc yêu cầu lấy liệu lúc liệu thực gửi tới đầu Nó gọi CAS Latency đơn giản CL Con số viết theo đơn vị chu kỳ xung nhịp Ví dụ nhớ có CL3 tức mạch điều khiển nhớ phải đợi chu kỳ xung nhịp từ lúc truy vấn liệu gửi Với nhớ CL5, mạch điều khiển nhớ phải đợi chu kỳ xung nhịp Vì cần sử dụng Module có CL thấp Hình 2: Latency Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Khoa Công nghệ thông tin NguyÔn S¬n Trêng Bộ nhớ DDR3 có nhiều chu kì xung nhịp trễ lớn nhớ DDR2, DDR2 lại có nhiều chu kì xung nhịp trễ cao DDR Bộ nhớ DDR2 DDR3 có thêm số gọi AL (Thời gian trễ bổ sung – Additional Latency ) đơn giản A Với nhớ DDR2 DDR3, tổng thời gian trễ CL+AL gần toàn nhớ DDR2 DDR3 có AL 0, tức thêm thời gian trễ bổ sung Dưới bảng tổng hợp giá trị CL phổ biến Như nhớ DDR3 cần hoãn nhiều chu kỳ xung nhịp so với DDR2 chuyển liệu, điều không hẳn đồng nghĩa với thời gian đợi lâu (nó so sánh nhớ tốc độ xung nhịp) • Ví dụ, nhớ DDR2-800 CL5 hoãn thời gian (nhanh hơn) chuyển liệu so với nhớ DDR3-800 CL7 Tuy nhiên, hai nhớ “800 MHz” nên có tốc độ truyền tải lớn lý thuyết (6,400 MB/s) Ngoài cần nhớ nhớ DDR3 tiêu thụ điện so với nhớ DDR2 Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Khoa Công nghệ thông tin NguyÔn S¬n Trêng Khi so sánh module có tốc độ xung nhịp khác nhau, bạn cần phải tính toán chút nên nhớ nói đến “chu kỳ xung nhịp.” Khi xung nhịp cao hơn, chu kỳ xung nhịp ngắn Ví dụ với nhớ DDR2-800, chu kỳ xung nhịp kéo dài 2.5 nano giây, chu kỳ = 1/tần số ( nhớ bạn cần sử dụng xung nhịp thực xung nhịp DDR công thức này; để đơn giản tổng hợp bảng tham khảo đây) Vì nhớ DDR2-800 có CL thời gian chờ ban đầu tương đương 12.5 ns (2.5 ns x 5) Tiếp đến giả sử nhớ DDR3-1333 với CL Với nhớ chu kỳ xung nhịp kéo dài 1.5 ns , tổng thời gian trễ 10.5 ns (1.5 ns x 7) Vì thời gian trễ nhớ DDR3 cao (7 so với 5), thời gian chờ thực tế lại thấp Vì đừng nghĩ DDR3 có thời gian trễ tệ DDR2 tùy thuộc vào tốc độ xung nhịp Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Khoa Công nghệ thông tin NguyÔn S¬n Trêng Thường nhà sản xuất công bố Timings nhớ theo dạng dãy số phân chia dấu gạch ngang (như 5-5-5-5, 7-10-10-10…) Thời gian trễ CAS thường số chuỗi Hình ví dụ Hình 3: DDR2-1066 có CL Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội 10 Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Khoa Công nghệ thông tin NguyÔn S¬n Trêng Hình 4: DDR3-1066 có CL7 Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội 11 Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Khoa Công nghệ thông tin NguyÔn S¬n Trêng Prefetch – Lấy trước liệu Bộ nhớ động chứa liệu bên mảng gồm nhiều tụ điện nhỏ Bộ nhớ DDR truyền bit liệu với chu kỳ từ mảng nhớ tới đệm I/O bên nhớ Quy trình gọi Prefetch 2-bit Trong DDR2, đường liệu bên tăng lên tới 4-bit DDR3 8-bit Đây bí giúp DDR3 hoạt động tốc độ xung nhịp cao DDR2, DDR2 cao DDR Xung nhịp mà nói đến tốc độ xung nhịp “thế giới bên ngoài,” có nghĩa giao diện I/O từ nhớ, nơi mà nhớ mạch điều khiển nhớ liên lạc với Tuy nhiên bên nhớ làm việc khác chút Với DDR3 vậy: đường liệu tăng gấp đôi lên bit, chạy tốc độ xung nhịp nửa so với DDR2, ¼ tốc độ xung nhịp DDR, đạt tốc độ (50 MHz x = 400 MHz) Việc nhân đôi đường liệu bên sau hệ đồng nghĩa với việc hệ nhớ có chip với tốc độ xung nhịp tối đa gấp đôi so với hệ trước đo Ví dụ nhớ DDR-400, DDR2-800 DDR3-1600 có tốc độ xung nhịp bên (200 MHz) Để hiểu rõ điều so sánh chip nhớ DDR-400, chip nhớ DDR2-400 Chip nhớ DDR3-400 chip bên hoạt động tốc độ 200 MHz, truyền bit liệu chu ky, đạt tốc độ thể hoạt động 400 MHz Tuy nhiên bên trong, chip DDR truyền bit từ mảng nhớ đến nhớ đệm I/O, để khớp với tốc độ giao diện I/O, đường liệu phải hoạt động 200 MHz (200 MHz x = 400 MHz) Do DDR2 đường liệu tăng từ lên bit nên chạy tốc độ nửa tốc độ xung nhịp nhằm đạt tốc độ y hệt (100 MHz x = 400 MHz) Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội 12 Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Khoa Công nghệ thông tin NguyÔn S¬n Trêng Hình 5: Prefetch dạng n-bit Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội 13 Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Khoa Công nghệ thông tin Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội NguyÔn S¬n Trêng 14 Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Khoa Công nghệ thông tin NguyÔn S¬n Trêng Điểm đầu cuối trở kháng: Với nhớ DDR, điểm cuối trở kháng có điện trở đặt bo mạch chủ, DDR2 DDR3 điểm cuối nằm bên chip nhớ ngôn ngữ kỹ thuật gọi ODT ( On-Die Terminal ) Việc nhằm mục đích giúp tín hiệu trở nên “sạch “ – bị nhiễu hạn chế tín hiệu phản xạ diểm đầu cuối Trong hình bạn thấy tín hiệu chạm đến chip nhớ Bên tay trái tín hiệu hệ thống sử dụng điểm cuối bo mạch chủ ( nhớ DDR ), bên tay phải tín hiệu hệ thống sử dụng ODT (bộ nhớ DDR2 DDR3) Và rõ ràng tín hiệu bên phải ổn định bên tay trái Trong ô màu vàng bạn so sánh chênh lệch khung thời gian – tức thời gian mà nhớ cần đọc hay ghi phần liệu Khi sử dụng ODT, khung thời gian rộng hơn, cho phép tăng xung nhịp nhớ có nhiều thời gian đọc ghi liệu Hình 6: So sánh điểm kết bo mạch chủ ODT Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội 15 Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Khoa Công nghệ thông tin NguyÔn S¬n Trêng Khía cạnh hình thức bên : Cuối ta đến với khác biệt thiết kế bên Mỗi chip nhớ hàn bo mạch vòng gọi “module nhớ.” Module nhớ cho hệ DDR có khác thông số bạn cài module DDR2 lên khe cắm DDR3 Bạn nâng cấp từ DDR2 lên DDR3 mà không thay bo mạch chủ sau CPU, trừ bo mạch chủ bạn hỗ trợ khe cắm DDR2 DDR3 (hiếm đấy) Với DDR DDR2 Module DDR2 DDR3 có số chạc, nhiên khe cắm nằm vị trí khác Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội 16 Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Khoa Công nghệ thông tin NguyÔn S¬n Trêng Hình 7: Khác biệt điểm tiếp xúc DDR DDR2 Hình 8: Khác biệt tiếp xúc góc DDR2 DDR3 Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội 17 Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Khoa Công nghệ thông tin NguyÔn S¬n Trêng Tất chip DDR2 DDR3 đóng gói kiểu BGA, DDR đóng gói kiểu TSOP Có số chip DDR đóng gói kiểu BGA (như Kingmax), không phổ biến cho Trong hình chip TSOP module DDR Hình 9: DDR2 DDR3 đóng gói kiểu BGA Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội 18 NguyÔn S¬n Trêng Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội Khoa Công nghệ thông tin LỜI CẢM ƠN Em xin trân thành cảm ơn anh Nguyễn Công Toàn kỹ sư tin học Công ty cổ phần công nghệ truyền thông Hùng Long , anh, chị nhiệt tình giúp đỡ em trình thực tập công ty, giúp em học hỏi kinh nghiệm quý báu đạt thành lớn Cảm ơn bạn lớp Công Nghệ Thông Tin 2A khoá 02, Trường cao đẳng nghề điện Hà Nội giúp đỡ em trình học tập đời sống hàng ngày Qua thời gian thực tập chưa nhiều, kinh nghiệm thực tế hạn chế nên không tránh khỏi thiếu xót Rất mong bảo thầy cô Cuối em xin gửi tới thầy, cô, anh, chị toàn thể bạn lời chúc tốt đẹp nhất, sức khỏe, thịnh vượng phát triển Chúc thầy cô đạt nhiều thành công công trồng người Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thực Nguyễn Sơn Trường Trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội 19 ... Bộ nhớ DDR3 hoạt động điện áp thấp so với DDR2 , DDR2 lại dùng điện áp thấp DDR Như nhớ DDR3 tiêu thụ điện DDR2 , DDR2 tiêu thụ DDR Thường nhớ DDR sử dụng điện 2.5 V, DDR2 dùng điện 1.8 V DDR3 1.5... S¬n Trêng TÌM HIỂU DDR , DDR2 , DDR3 Trước bắt đầu, cần biết DDR, DDR2 DDR3 dựa thiết kế SDRAM ( Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động đồng ) tức sử dụng tín hiệu xung nhịp để đồng hóa thứ DDR viết... hệ DDR có khác thông số bạn cài module DDR2 lên khe cắm DDR3 Bạn nâng cấp từ DDR2 lên DDR3 mà không thay bo mạch chủ sau CPU, trừ bo mạch chủ bạn hỗ trợ khe cắm DDR2 DDR3 (hiếm đấy) Với DDR DDR2