DDR内存进化论:DDR3的基础、参数与优势解析

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"本文详细介绍了DDR3内存的基础知识,包括其发展历程、主要参数、命令和时序。DDR3作为DDR2的升级版,以其更低的电压、更高的频率和更优的电气性能,为系统性能带来了显著提升。" DDR3内存是DDR系列内存的第三个版本,它在DDR和DDR2的基础上进行了多项改进。DDR2通过4bit的预读取能力实现了工作频率的翻倍,而DDR3进一步提升到8bit预读取,使得数据传输速率得以大幅提高。DDR3内存的额定工作电压降低到1.5V,相比于DDR2的1.8V,降低了约17%,这不仅降低了功耗,还减少了发热,提高了系统的稳定性。 DDR3内存采用了FBGA封装形式,相较于DDR和DDR2常用的TSOP封装,FBGA封装提供了更好的电气性能和散热效果,为高频运行和长期可靠性奠定了基础。DDR3的传输速率起点为800Mbps,最高可达1600Mbps,远超DDR2的最高速度,提供了双倍的数据传输量。 在内存的工作流程中,DDR3内存采用了行地址(Row)和列地址(Column)的寻址方式,类似于二维表格的查找机制。内存控制器首先选择行地址,然后选择列地址,就能精确地定位并访问到内存中的数据单元。这个过程涉及到了多个关键参数,如CAS(列地址 strobe)延迟、RAS(行地址 strobe)延迟等,这些参数直接影响到内存的读写速度和响应时间。 DDR3内存的命令集包括ACTIVATE(激活)、READ/WRITE(读/写)、PRECHARGE(预充电)和REFRESH(刷新)等,它们控制着内存操作的各个阶段。时序参数如CL(CAS latency)、tRCD(RAS to CAS delay)、tRP(Row Precharge time)和tRAS(Active to Precharge delay)定义了这些命令之间的最小间隔时间,它们共同决定了内存的性能和兼容性。 了解DDR3的这些基础知识对于系统设计者和硬件爱好者来说至关重要,能够帮助他们更好地理解内存性能,选择合适的内存配置,以及优化系统性能。随着技术的发展,DDR4和DDR5相继推出,但DDR3作为过渡时期的主流内存,其原理和特性仍然是现代计算机系统内存知识的重要组成部分。
2019-02-16 上传
本文是作者在华为工作期间写的一篇对DDR3全面的总结,当时有好几年经常接触DDR3的设计与测试,期间总结了大量的知识点,于是业余时间汇总起来写成本文,因为DDR3属于业界通用的器件,其中知识也不涉及到公司秘密,所以分享出来供大家参考。 文章摘要: DDR,在PC、手机、通信设备等产品中广泛应用。而随着技术发展以及用户需求提高,内存不断升级,从SDRAM, DDR, DDR2、再到DDR3,现在DDR4也开始大规模应用。其特点就是速率、容量不断提高,而且性能、功耗方面也不断优化。内存技术是很多软件、硬件、逻辑、测试工程师们关注的重点。但由于其复杂程度较高,同时,英文资料复杂,理解困难,而中文资料能较全面详细描述DDR3的文献匾乏、零散。记得刚接触DDR3时真是一头雾水,一直在其表面徘徊很久。身边小伙伴也是同感。 作者所从事的硬件领域常常接触DDR,在这方面有一些难忘的经历,期间也积累了一些知识。出于经验传承的目的,特写下本文。内存已经历多代,但很多知识是相通的,本文拿当前主流的DDR3作为重点去讲解。出于能力水平及篇幅原因,本文未能周全深入描述DDR3所有特性或者某些地方存在错误,还望读者谅解和指正。同时,本书在一些地方引用了其他文献中的图文,会在相应地方加以说明。在此,衷心希望本文能给能给想了解DDR3技术的同学提供帮助。 本文分为以下八章内容: 第一章 DDR3基础 第二章 DDR硬件设计 第三章 DDR3几个关键技术 第四章DDR3工作流程、参数详解 第五章 DDR3训练 第六章 DDR3信号完整性测试 第七章 DDR3问题案例 第八章 SDRAM、DDR、DDR2、DDR3、DDR4对比