DDR2

DDR2/DDR II（Double Data Rate 2）SDRAM是由JEDEC（電子設備工程聯合委員會）進行開發的新生代記憶體技術標準，它與上一代DDR記憶體技術標準最大的不同就是，雖然同是採用了在時鐘的上升/下降沿同時進行數據傳輸的基本方式，但DDR2記憶體卻擁有兩倍於上一代DDR記憶體預讀取能力（即：4bit數據讀預取）。換句話說，DDR2記憶體每個時鐘能夠以4倍外部匯流排的速度讀/寫數據，並且能夠以內部控制匯流排4倍的速度運行。

由於DDR2標準規定所有DDR2記憶體均採用FBGA封裝形式，而不同於廣泛套用的TSOP/TSOP-Ⅱ封裝形式，FBGA封裝可以提供了更為良好的電氣性能與散熱性，為DDR2記憶體的穩定工作與未來頻率的發展提供了堅實的基礎。回想起DDR的發展歷程，從第一代套用到個人電腦的DDR200經過DDR266、DDR333到今天的雙通道DDR400技術，第一代DDR的發展也走到了技術的極限，已經很難通過常規辦法提高記憶體的工作速度；隨著Intel最新處理器技術的發展，前端匯流排對記憶體頻寬的要求是越來越高，擁有更高更穩定運行頻率的DDR2記憶體將是大勢所趨。

基本介紹

• 外文名：Double Data Rate 2
• 簡稱：DDR2
• 研發機構：電子設備工程聯合委員會
• 套用領域：計算機領域

種類區別

延遲問題

從上表可以看出，在同等核心頻率下，DDR2的實際工作頻率是DDR的兩倍。這得益於DDR2記憶體擁有兩倍於標準DDR記憶體的4BIT預讀取能力。換句話說，雖然DDR2和DDR一樣，都採用了在時鐘的上升延和下降延同時進行數據傳輸的基本方式，但DDR2擁有兩倍於DDR的預讀取系統命令數據的能力。也就是說，在同樣100MHz的工作頻率下，DDR的實際頻率為200MHz，而DDR2則可以達到400MHz。

DDR2記憶體的頻率

這樣也就出現了另一個問題：在同等工作頻率的DDR和DDR2記憶體中，後者的記憶體延時要慢於前者。舉例來說，DDR 400和DDR2-400具有相同的延遲，而後者具有高一倍的頻寬。實際上，DDR2-400和DDR 400具有相同的頻寬，它們都是3.2GB/s，但是DDR400的核心工作頻率是200MHz，而DDR2-400的核心工作頻率是100MHz，也就是說DDR2-400的延遲要高於DDR400。

封裝

DDR2記憶體技術最大的突破點其實不在於用戶們所認為的兩倍於DDR的傳輸能力，而是在採用更低發熱量、更低功耗的情況下，DDR2可以獲得更快的頻率提升，突破標準DDR的400MHZ限制。

DDR2

DDR記憶體通常採用TSOP晶片封裝形式，這種封裝形式可以很好的工作在200MHz上，當頻率更高時，它過長的管腳就會產生很高的阻抗和寄生電容，這會影響它的穩定性和頻率提升的難度。這也就是DDR的核心頻率很難突破275MHZ的原因。而DDR2記憶體均採用FBGA封裝形式。不同於廣泛套用的TSOP封裝形式，FBGA封裝提供了更好的電氣性能與散熱性，為DDR2記憶體的穩定工作與未來頻率的發展提供了良好的保障。

DDR2記憶體採用1.8V電壓，相對於DDR標準的2.5V，降低了不少，從而提供了明顯的更小的功耗與更小的發熱量，這一點的變化是意義重大的。

雙通道記憶體

需要INTEL晶片組的支持，記憶體的CAS延遲、容量需要相同。

不過，INTEL的彈性雙通道的出現使雙通道的形成條件更加寬鬆，不同容量的記憶體甚至都能組建雙通道

除了以上所說的區別外，DDR2還引入了三項新的技術，它們是OCD、ODT和Post CAS。

離線驅動

OCD（Off-Chip Driver）：也就是所謂的離線驅動調整，DDR Ⅱ通過OCD可以提高信號的完整性。DDR Ⅱ通過調整上拉（pull-up）/下拉（pull-down）的電阻值使兩者電壓相等。使用OCD通過減少DQ-DQS的傾斜來提高信號的完整性；通過控制電壓來提高信號品質。

終結電阻器

ODT：ODT是內建核心的終結電阻器。我們知道使用DDR SDRAM的主機板上面為了防止數據線終端反射信號需要大量的終結電阻。它大大增加了主機板的製造成本。實際上，不同的記憶體模組對終結電路的要求是不一樣的，終結電阻的大小決定了數據線的信號比和反射率，終結電阻小則數據線信號反射低但是信噪比也較低；終結電阻高，則數據線的信噪比高，但是信號反射也會增加。因此主機板上的終結電阻並不能非常好的匹配記憶體模組，還會在一定程度上影響信號品質。DDR2可以根據自己的特點內建合適的終結電阻，這樣可以保證最佳的信號波形。使用DDR2不但可以降低主機板成本，還得到了最佳的信號品質，這是DDR不能比擬的。

利用效率

Post CAS：它是為了提高DDR Ⅱ記憶體的利用效率而設定的。在Post CAS操作中，CAS信號（讀寫/命令）能夠被插到RAS信號後面的一個時鐘周期，CAS命令可以在附加延遲（Additive Latency）後面保持有效。原來的tRCD（RAS到CAS和延遲）被AL（Additive Latency）所取代，AL可以在0，1，2，3，4中進行設定。由於CAS信號放在了RAS信號後面一個時鐘周期，因此ACT和CAS信號永遠也不會產生碰撞衝突。　採用雙通道運行，速度是DDR的2倍。　總的來說，DDR2採用了諸多的新技術，改善了DDR的諸多不足，雖然它目前有成本高、延遲慢能諸多不足，但相信隨著技術的不斷提高和完善，這些問題終將得到解決。

技術特點

DDR2引入了三項新的技術，它們是OCD、ODT和PostCAS。

OCD（Off-ChipDriver）：也就是所謂的離線驅動調整。

ODT：ODT是內建核心的終結電阻器。

PostCAS：它是為了提高DDR2記憶體的利用效率而設定的。

選購策略

性價比

選購DDR2記憶體還是要買主流頻率的產品，不要一味追求高頻的記憶體，在價格相差不大的情況下，購買時不妨考慮高頻率，畢竟頻率提升，對整體性能發揮還是有一些幫助的。不過前提是主機板支持高的外部頻率，否則也大材小用了。記憶體市場的行情瞬間萬變，特別是高端的產品，跌價很快，有的高頻的記憶體產品也不像剛上市時貴得離譜了，對於一些真正的發燒友來說，還是值得購買的。

品牌

個人用戶正越來越重視記憶體條的品質，購買散裝記憶體條的用戶已越來越少，品牌記憶體逐漸成為了購買的主流，畢竟其品質、做工、性能和穩定性消費者是有目共睹的，不少還提供長達三年的保修期，終身保固，售後服務更是散裝條子難以匹敵的。注意不要把品牌記憶體與市場上來些所謂的“三星”“現代”記憶體混淆，那些只是採用三星或HY的晶片而已，條子則是由一些小作坊組裝的，質量無法保證。為了和這些劣質產品區分開，原裝正品的名字一般都不一樣，例如韓國三星電子在中國銷售的原裝正品記憶體條，一律叫三星金條。

發展歷程

過去

DDRⅡ記憶體能有如此之多的技術革新，歸功於研究人員們多年的研究。其實早在1998年JEDEC（電子工程設計發展聯合協會）就開始著手研究DDR2技術，2003年就通過了JEDEC規格標準化。在Intel推出915/925晶片組之前，DDR2與DDR400相比，除了在技術性能上更加優秀外，無論是實用性還是性價比都沒有優勢可言。在大多數FSB為800MHz的Intel Pentium4處理器面前，雙通道模式下的DDR400所提供的6.4GB/S的頻寬就已經能滿足要求，而DDR2上市之初的價格也無法與DDR相抗衡，所以無論從性能需求還是從性價比去考慮，DDR2在上市好一段時間內都是在低市場份額情況下徘徊。

直至2005年年初，新的LGA775 Pentium4仍然使用800MHz前端匯流排，老邁的DDR400仍然能夠滿足頻寬需求。DDR2在增加記憶體頻寬的同時也增加了記憶體延遲時間，也就是說每次操作要耗費的時鐘周期將會增加。DDR2記憶體需要4個時鐘周期或者5個時鐘周期，tRAS也可能會增加到最少8個時鐘周期，而高速DDR記憶體的tRAS可以達到5個時鐘周期。因此在800MHz前端匯流排下，DDR2並沒有為系統性能帶來多大的提升，只有CPU的前端匯流排再次提升後，DDR2才能真正發揮出其高頻寬上的優勢。

此外，Intel 915/925晶片組也同時支持DDR記憶體，即使未來的CPU前端匯流排提升至1066MHz或者更高的1200MHz，對於一些高規格的DDR566、DDR600仍能滿足頻寬的要求。因此在DDR2取代DDR的過渡期中，DDR還是能表現出較旺盛的生命力。

目前

儘管高頻率的DDR566、DDR600可以滿足Intel 915/925平台的需要（1066MHz），但是高規格的DDR良品率與成本並不容易控制，在對性價比非常敏感的中國市場，高規格的DDR注定是難成氣候。在915/925平台上，追逐性價比的大多數用戶會更加看好DDR2記憶體。

最新的945/955X已經正式放棄了對DDR記憶體的支持，記憶體規格上也提升到雙通道DDR2-667的水準，Intel的這一做法無疑是向DDR宣判死刑。如果說915/925時期還是DDR2與DDR的共存過渡期，那么945/955則是DDR2全面取代DDR的全盛時代。

主機板晶片組的新興勢力nⅥDIA也推出了支持DDR2-667記憶體的nForce4 SLI Intel Edition，其他晶片組廠商當然也是跟風一片。就連比較頑固的AMD也都決定在其下一代Athlon64/Opteron處理器上將整合DDR2-667記憶體控制器，這標誌著DDR2-667將取代現有的DDR2-533成為新的標準。儘管DR2在延遲時間長還是存在不足，但憑著高頻率的優勢，DDR2-667系統的實際效能將明顯超越DDR體系。記憶體廠商對DDR-2也表現出了樂觀的態度。

DDR2記憶體規格有DDR2-400、DDR2-533、DDR2-667、DDR2-800四種型號。在記憶體容量上，DDR2與DDR一樣，同樣擁有多種規格，常見的規格有256MB至2GB不等。

DDR2上主流的是DDR2-800。DDR2正逐漸被DDR3取代。

未來

DDR2的下一代接班人

出於兼容性的考慮，DDR2標準在制定之初似乎顯得有些縮手縮腳，這也直接導致其各方面表現比起DDR沒有長足進步。新一代的DDR3採用了ODT（核心整合終結器）技術以及用於最佳化性能的EMRS技術，同時也允許輸入時鐘異步。在針腳定義方面，DDR3表現出很強的獨立性，甚至敢於徹底拋棄TSOPⅡ與mBGA封裝形式，採用更為先進的FBGA封裝。DDR3記憶體用了0.08微米製造工藝製造，將工作在1.5V的電壓下。

從長遠趨勢來看，擁有單晶片位寬以及頻率和功耗優勢的DDR3是令人鼓舞的。

DDR3正逐步加速取代DDR2，DDR3已成為裝機的主流和標配。

性能分析

DDR2 SDRAM一出現就迅速得到伺服器、工作站和個人計算機OEM廠商的廣泛支持，DDR2存儲器具有高數據速率、低功耗以及高密度特點，這些特點也適合當前數字消費電子產品的套用需求，如機頂盒和數位相機等。本文對比分析了DDR2相對傳統存儲器的性能特點，並介紹了DDR2在數字消費電子產品上的套用機會。

DRAM市場的特點是技術不斷提高而需求也持續增長。對這些套用來說，DDR2 SDRAM是一個理所當然的選擇，因為它的速度和頻寬比DDR SDRAM高很多，DDR2的1.8V工作電壓使得它可以比其上一代產品功耗整整低50%。

但是，DDR2的優勢決不僅局限於這些套用，DDR2的高密度、高功效和改善的熱特性為桌上型電腦、筆記本電腦和小外形消費電子產品帶來了巨大優勢。這些優勢的利用將依賴於封裝和模組技術的不斷發展，特別是在消費電子產品領域。這個新興的市場代表著DRAM工業一個新的前沿套用，它將為那些願意接受挑戰以滿足新要求的商家帶來大量機會。

向DDR2轉換

伺服器、工作站和個人計算機等傳統DRAM市場正在快速向DDR2轉換。英特爾公司已經宣布其未來的所有晶片組將支持DDR2，其它的主要晶片組供應商看起來也將步英特爾的後塵。今春英特爾開發商論壇和存儲器生產商論壇所開展的活動使那些希望向DDR2加速轉變的人受到鼓舞，DRAM市場上的大部分主要供應商提供經過英特爾驗證的DDR2產品。半導體生產設備從8英寸到12英寸晶圓工藝的轉變有助於提高產品良率，進而提高DRAM的產量。對於1Gb DRAM器件來說，在單一晶片上既支持DDR1又支持DDR2架構的電路技術很關鍵，它使得向DDR2的轉換更加容易。

DDR2 SDRAM的優勢

DDR2 SDRAM的數據傳輸速率最高為533Mbps，這是DDR266的兩倍。除了在原始頻寬方面的一些提高外，它還提高了系統的性能和功效，並方便系統設計。這些改進可以分成以下四大類：

4位預取架構 採用DDR2的4位預取（Prefetch）架構，DDR2 SDRAM作為外部匯流排每個時鐘從存儲器單元陣列讀/寫的數據量是原來的四倍，而且其工作頻率比內部匯流排頻率快四倍。DDR2 SDRAM、DDR SDRAM 和SDR SDRAM與工作頻率為100MHz的DRAM之間的比較結果如下圖所示。

片上端接 DDR2的其它特性為主機板設計工程師帶來了好處，例如利用DDR2的片上端接（ODT）來簡化DQ匯流排設計。在DDR2 SDRAM中，端接暫存器（termination register）就實現在該DRAM晶片之中，而不是安裝在主機板上（見下圖）。DRAM控制器可以為每個信號設定端接暫存器的開或關，這些信號包括數據I/O 、差分數據選通信號和寫數據禁止。利用ODT就不需要Vtt發生器或Rtt電阻，而且能降低多重反射，提高信號完整性並增加時序裕量。

片外驅動器（OCD）校準 OCD校準改進了DDR2 SDRAM的信號完整性。其做法是：設定該I/O驅動器的電阻來調整該電壓，補償上拉/下拉電阻；通過將DQ-DQS偏移降到最低來改進信號完整性；控制過沖和下衝來改進信號質量；通過I/O驅動器電壓校準可以修正不同DRAM供應商之間的工藝差異。前置CAS和附加延遲 在一個前置CAS操作中，一個CAS信號（讀/寫命令）可以在RAS信號輸入之後成為下一個時鐘的輸入。該CAS指令可以在DRAM一側保持，並在附加的延遲（0、1、2、3和4）之後執行。這樣簡化了控制器設計，因為它可以避免指令匯流排上的衝突。而且，採用一個簡單的指令序列還可以提高指令和數據匯流排的效率。由於在讀/寫指令之間不存在“氣泡”（bubble）或空隙周期，因此實際的存儲器頻寬也得到提高。最後一點，DDR2採用細間距球柵陣列(FBGA）封裝可以減小系統尺寸，並提高信號完整性。這種技術的一個變體是新型的堆疊式FBGA(sFBGA），它增加了各模組之間的空氣流動空間從而提高了熱性能和可靠性。這類符合行業標準、兼容JEDEC的創新是最佳化DDR2優勢的關鍵。

存儲器模組

對那些已經充分準備轉向DDR2的開發商來說，用於伺服器平台的1GB和512MB DDR2帶暫存器的雙列直插式記憶體模組（registered DIMM）已經可以批量提供，2GB的DDR2 帶暫存器的DIMM已可以提供樣品。這些2GB的模組將使伺服器產品的密度有很大提高，同時可以實現高達每秒4.3GB的數據傳輸率。　全緩衝的DIMM(FB DIMM）也在開發之中，它可以適應新的更高速匯流排技術要求，如PCI Express。FB DIMM對伺服器市場將非常重要，因為伺服器需要高頻寬和高密度。儘管DDR2明顯增加了速度和頻寬，但在主機板上安放帶暫存器的DIMM的數量還是有限度的，否則就會使核心邏輯晶片組過載。通過給該DIMM加緩衝器的方式，該晶片組可以連到第一個DIMM，第一個DIMM再連線到第二個DIMM，然後第三個...，同時緩衝器把信號傳送到下一個DIMM。每個匯流排被分段，因而更多的DIMM可以加到主機板上，晶片組的負載也降到最低。用於伺服器的FB DIMM模組估計在2005年後期上市。

系統性能

除了存儲器架構外，採用DDR2的系統還將採用該新存儲器架構要求的先進核心邏輯技術。例如，英特爾用在桌上型電腦上的DDR2有四個接口：到CPU的前端匯流排（FSB）接口，到GPU的圖形匯流排接口，外設I/O匯流排和主存儲器匯流排。為使系統性能最最佳化，FSB、圖形匯流排和主存儲器匯流排應該各自工作在大致相當的頻寬上。在這裡，處理器的FSB傳輸數據率為800MHz×8B=6.4GBps；採用PCI-Express技術的圖形匯流排（×16）的傳輸數據率為8GBps；具有一個雙通道的DDR2 DIMM（533MHz×8B×2通道）傳輸數據率為8.5GBps。這三個接口相對平衡，沒有一個接口會明顯地成為其它接口的瓶頸。

移動套用

隨著1GB的DDR2小外形雙列直插存儲器模組（SO-DIMM）即將問世，筆記本電腦也將利用到DDR2的低功率、高密度、高性能和小形狀因子等優勢。由於網際網路的發展和無線通信性能的提升，蜂窩手機和PDA等其它移動套用也逐漸開始處理更大量的數據、聲音和視頻流，這些套用未來也可能套用到DDR2器件來實現性能的提升。

這個市場上的DRAM產品均基於SDR和DDR器件架構，並提供移動RAM特定功能，如：部分陣列自刷新，即只刷新一部分特定的存儲器單元陣列以降低自刷新電流；溫度補償自刷新，即通過調整刷新頻率來適應溫度的變化，從而可以起到降低自刷新電流的類似作用；深度功率下降（Deep Power Down），即切斷內部電壓以實現最低功耗。

多種封裝

隨著DRAM的密度、速度和功效的繼續改進，需要DRAM來處理日益複雜功能的消費產品也會有相應的增加，靈活性和多樣性是這類套用的關鍵。一種規格適合所有套用的策略在傳統計算系統領域得到很好套用，但以消費者為中心的數位照相機、數位電視機、硬碟錄像機和個人視頻錄像機等產品需要有一些新的改變。

消費電子產品市場將可能坐上向DDR2轉變的末班車，DRAM供應商已經在探索開發這些市場的途徑。根據消費產品市場特點，很顯然有必要提供各種各樣的封裝選擇，如TSOP、FBGA和LQFP。適合在客戶自己的多晶片封裝（MCP）或系統級封裝（SiP）設計上實現的“裸片”產品是一種重要的設計考慮。在新興市場上能提供各種密度的產品也是非常重要的，例如64Mb、128Mb和256Mb，並且有16位和32位兩種結構。

多樣化需求

消費套用的需要具有多樣化考慮，以汽車導航系統為例，這些系統不僅需要寬頻數據傳輸能力，而且還必須在很寬的環境溫度下工作。這需要存儲器的工作範圍為-40到85°C，而標準DRAM的工作範圍為0到70°C。而數字廣播、機頂盒和數位電視全是寬頻套用，常規的DDR SDRAM器件可以達到3.2GBps的數據傳輸率，因而能滿足標準清晰度數位電視和高清數位電視的需求。

類似DVD/HD錄像機這樣的消費產品正在從根本上改變家庭電視機的作用。這些產品可以獲益於DDR2的更高存儲器容量和速度。DDR和DDR2技術的正確套用將有助於這個市場的成長，而且DRAM市場有能力輕鬆地適應這些套用不斷發展的需求。

圖像質量的改善和微型化推動了數字攝像機的發展。數字攝像機中的視頻處理可以用×32位I/O SDRAM或DDR SDRAM來最佳化，這是“裸片”設計用在客戶自己的SiP方案的另一個重要領域。

數字機頂盒

在世界範圍內，向數位電視的轉變比預期的要慢，因為許多消費者仍然不願意匆忙地去買一個數字調諧器和監視器。機頂盒是一個可行的替代選擇，而機頂盒套用將是DRAM的另一個成長領域。

先進圖形技術

最後一點，提供接近電影圖像質量的先進圖形技術也許是DRAM發揮其優越性能的另一個領域。由於網際網路的持續發展和通信線路的性能提高，數字消費電子產品開始處理更大量的數據和聲音。這些環境增加了對超快、高容量DRAM的需求，如DDR2、RDRAM和XDR。

走線規則

時鐘線包括　MEM_CLKOUT#0、MEM_CLKOUT0、MEM_CLKOUT#1、MEM_CLKOUT1，MEM_CLKOUT#2、MEM_CLKOUT2；　MEM_CLKOUT#3、MEM_CLKOUT3、MEM_CLKOUT#4、MEM_CLKOUT4、MEM_CLKOUT#5、MEM_CLKOUT5。　DDR2時鐘線走線規則　分線對與對之間的間距為20mil min；　DDR時鐘線對其他線的間距為20mil min；　北橋Breakout出來4mil，差分線對內間距6mil min，長度控制1000mil以內。再出來線寬6.5mil，差分線對內兩根線的間距為5mils，蛇形線間距為20mils；　DDR2時鐘線走線長度約束規則　差分線對內兩根線±10mils；　每個DIMM三對差分線匹配在50mils內，即最大值減最小值不大於50mils；所有線長在2850mils和6500mils間　阻抗控制：　70Ω±10%(差分線)

盤狀結構

盤狀結構域受體2

discoidin domain receptor 2 細胞膜上的一種蛋白絡氨酸激酶。