https://blog.csdn.net/hit_shaoqi/article/details/78121556

■何為記憶體頻率

　對於記憶體條，相信大家並不陌生。因為記憶體已經成為每臺電腦的必備配件，從EDO、SDRAM、DDR、DDR2再到現如今的DDR3記憶體，變化可謂是翻天覆地。記憶體無論是在容量、速度、效能上都有了顯著的提高。

    但是記憶體市場中，產品可謂是型號眾多，比如DDR2 667、DDR2 800、DDR3 1600等等，這些各式各樣的各種專業術語讓很多讀者感到無所適從。因此，本篇文章，編輯將向大家介紹一下關於記憶體頻率的一些相關知識，相信看本文，你就會對記憶體頻率有了一定了解。

    其實通俗的講，記憶體的頻率和CPU的主頻一樣，一般是被用來表示記憶體的速度，也就是說它代表著該記憶體所能達到的最高工作頻率。記憶體主頻是以MHz（兆赫）為單位來計算的。記憶體主頻頻率越高，在一定程度上也就代表著記憶體所能達到的速度越快，記憶體主頻還決定著該款記憶體最高能在什麼樣的頻率下正常工作。

    也許有的讀者會以為，DDR2 800的記憶體，核心頻率就是800MHz，如果是這樣理解的話，那就是大錯特錯了。因此，我們還有必要了解一下記憶體顆粒的核心頻率，它並非你想想的那麼簡單。

■記憶體顆粒的核心頻率

    記憶體顆粒的核心頻率是固定的，一些常見的記憶體顆粒核心頻率如下。

    DDR 266、DDR2 533、DDR3 1066顆粒的核心頻率為133MHz，DDR 333、DDR2 667、DDR31333顆粒的核心頻率為166MHz，DDR 400、DDR2 800、DDR3 1600的核心頻率為200MHz。

    為了讓大家更加直觀的看出核心頻率，編輯製作了一張表格，包括了目前主流DDR2記憶體的相關引數。

    相信用心的讀者可能會發現，在DDR、DDR2、DDR3記憶體中一個有趣的現象，我們以DDR 400、DDR2 800、DDR31600這三款記憶體為例，他們的核心頻率都是倍數關係，也就是400MHz的一半即200MHz。
DDR、DDR2、DDR3他們相同之處就在於改進了了SDRAM的在一個週期內只能在升的時候進行資料傳輸的弊端，他們都可以在升和降兩個階段進行資料傳輸，所以工作頻率擴大一倍。但是他們不同的在於他們的預讀取的能力不相同，DDR預讀取2bit，DDR2預讀取4bit，DDR3預讀取8bit，所以在記憶體顆粒的核心頻率相同的時候，DDR的等效頻率是核心顆粒頻率的2倍，DDR2是四倍，DDR3是八倍。也就是DDR系列的記憶體有兩個地方提升了頻率，第一、一個時間週期內進行兩次資料傳輸提升了工作頻率。第二、增加了預讀取技術提升了等效頻率，而計算記憶體頻寬的時候用到的就是等效頻率。
    看完了核心頻率的介紹，也許有的讀者還是一頭霧水，編輯怎麼到現在都還沒有說明DDR2 800記憶體中，“800MHz”的來歷呢？彆著急，因為只有你先了解了核心頻率，才能明白這“800MHz”。

■記憶體的工作頻率

    下面要出場的是記憶體的工作頻率，記憶體的工作頻率有一個很簡單的計算公式：記憶體工作頻率=記憶體顆粒核心頻率x2，前面我們提到了，DDR2 800記憶體的核心頻率為200MHz，因此，計算工作頻率就是200MHzx2=400MHz。

    也許有的讀者會問，為什麼會是兩倍呢？原來，它和記憶體資料傳輸的原理有關。

    在上面的這張示意圖中，T就表示為記憶體的一個工作週期。以前的記憶體一個週期就只是在AB上升處傳輸資料，速度較慢，而後來DDR記憶體就進行了改進。不僅在AB段傳輸資料，還在CD下降段傳輸資料。就相當於一個週期內進行傳輸了兩次資料，因此DDR工作頻率就翻倍了。

    到目前位置，迷底還是沒有揭開，在下一頁，你就會了解到DDR2 800記憶體的真正由來。

■記憶體的等效頻率

    記憶體的等效頻率才是DDR2 800記憶體中，“800MHz”的真正含義。等效頻率和記憶體預讀有關，那麼記憶體預讀又是怎麼回事呢？我們可以舉一個簡單的例子，比如說運動場上的運動員在跑步，有速度快慢之分。跑的快的通常是邁的步伐大，而且步伐的距離長。假設這名運動員每1秒鐘跑了一步，步伐的距離為一米，我們就可以算出，速度為1米/秒。而第二個人每1秒鐘跑了2步，步伐的距離為2米，他的速度則是2米/秒。

    因此我們可以理解為DDR2記憶體比DDR記憶體快的原因了，DDR記憶體的預讀取是2bit，DDR2的預讀取是4bit，DDR3則提升為8bit。因此，只要是記憶體顆粒的工作頻率相同，DDR2的等效頻率就是DDR等效頻率的2倍，DDR3則是DDR的4倍。以DDR2 800為例，前面已經算出來了它的工作頻率為200MHzx2=400MHz，因此400MHz x2，得到的800MHz就是DDR2 800記憶體名稱的真正由來，DDR2800指的是記憶體的等效頻率

■記憶體超頻的小知識

    相信看了上面的內容，你已經對記憶體的一些知識有了一些瞭解。有的讀者可能還有所疑問，為什麼記憶體可以進行超頻呢？

    大家都知道，記憶體條上的記憶體顆粒，一般都是由流水線上成批生產的，在每一顆記憶體顆粒產品生產完成後，記憶體顆粒廠商都會對記憶體顆粒進行相關的測試。比如可以成功的在800MHz下執行，那麼這條顆顆粒就是被標註成DDR2 800。同樣的道理，如果只能穩定的執行在667MHz下，這個顆粒就被標註為DDR2 667。

    在這些經過測試的記憶體顆粒中，有一部分是超頻能力很強的顆粒，就會以較高價格出售給一些大的記憶體模組廠商，如金士頓等等，廠商再用來生產出超頻專用記憶體條。因此，市場中的記憶體條几乎都可以進行小幅度的超頻，運氣好的話還能得到不少的提升。

 　為什麼我們會說頻率亂如麻？主要原因是人們在交談中常常把記憶體頻率、顆粒頻率、等效頻率等胡亂用。新接觸電腦的朋友們一聽到這麼多版本的頻率，頭怎會不疼呢？

       首先搞清楚記憶體的三個頻率，核心頻率，工作頻率，等效頻率（也成介面頻率），平時常說的DDR2 800中的那個800就是該記憶體的等效頻率（介面頻率），也是最有意義的頻率，和記憶體匯流排的頻寬直接掛鉤，比如說DDR2 800的頻寬演算法就是800mhz*64/8,也就是6.4GB/S。而工作頻率則是用等效頻率除以2，這對DDR,DDR2,DDR3都適用（對SD記憶體無效，不過SD記憶體早就淘汰了，這裡不作研究）且在CPU-Z中顯示的記憶體頻率也是工作頻率。

　先為理解打基礎

1.記憶體頻率是什麼

　　我們平時掛在嘴邊的DDR2 800、DDR2 667後面的800和667就是記憶體頻率值。記憶體頻率通常以MHz（兆赫茲）為單位來計量，記憶體頻率在一定程度上決定了記憶體的實際效能，記憶體頻率越高，說明該記憶體在正常工作下的速度越快。比如DDR2 800就表示這根記憶體條的頻率為800MHz，在其他引數相同的情況下，它就比DDR2 667（頻率為667MHz）效能要好。

　　小貼士：只要記憶體延遲數值相差很小，比如5和6，那麼它們對記憶體的效能影響就很小。反之如果記憶體延遲數值相差過大，那對記憶體的效能影響我們就不能不考慮了。總體上來說，隨著記憶體頻率的提升，會使記憶體延遲數值上升。所以與DDR 400記憶體相比，儘管DDR2 533頻率高一些，但一些DDR記憶體具備了較低的延時引數，所以其效能與普通的DDR2 533效能相差不大。

2.記憶體頻率的由來

　　知道CPU主頻是如何標上去的嗎？同一批生產的CPU，在標上型號前，它們都是“一奶同母的N胞胎”，除了主頻不同之外，其他引數都相同。比如當同一批次的IntelCore 2 Duo E4000系列生產好以後，廠家就會對這些產品進行測試。如果這塊CPU的主頻能穩定達到某個頻率，而這個頻率正好是目前現有甲型號CPU的水平，那麼它的型號就是“甲”。如果達到另外一個頻率且正好是目前乙型號CPU的水平，廠家就命名為“乙”。以此類推，這樣這一批次的所有CPU都定了型號。

　　記憶體也是如此，當同一批的記憶體顆粒沒有打上標記之前，大家都是“N胞胎”，然後像三星、現代等記憶體顆粒生產廠就會對記憶體顆粒進行測試，如果這個顆粒能穩定跑到DDR2 800的水平，那麼它就會被命名為DDR2800。DDR2 667和DDR2 533命名同樣如此。

　　小貼士：在記憶體顆粒廠商測試過程中，肯定會測試到能夠穩定執行在比DDR2 800更高的頻率上的記憶體顆粒。由於它的效能好，那麼記憶體顆粒廠商就會以高價格賣給像金士頓、宇瞻等記憶體模組廠商。模組廠商購買了這些顆粒之後，也會挑選一些質量好的電子元器件與之搭配，這樣一根超頻效能很好的記憶體就出現在了市場上，價格也比普通記憶體高很多。

 超頻記憶體套裝價格不低

　　哪些頻率常亂用

　　介紹了記憶體頻率的由來，下面我們就開始學習幾種記憶體頻率的關係。目前，網上和平時常用錯的記憶體頻率有等效頻率、記憶體工作頻率、顆粒核心頻率三種。

● SDR和DDR1/2/3全系列頻率對照表：

1.顆粒核心頻率

　　從核心頻率這四個字就知道了這是記憶體頻率的基礎，什麼等效頻率、工作頻率都是在它的基礎上得出來的。大家一定要記住下面這幾個核心頻率，DDR 266/DDR2 533/DDR3 1066核心頻率為133MHz，DDR 333/DDR2 667/DDR31333核心頻率為166MHz，DDR 400/DDR2 800/DDR31600核心頻率為200MHz，DDR系列的

　　小貼士：非常規記憶法

　　目前對於DDR、DDR2、DDR3適用。三代記憶體只要它們後面跟的數值是成倍數關係的，那麼它們的顆粒內部頻率就相等，並且它們顆粒內部頻率的數值等於DDR後面跟的數值的一半。比如DDR 400、DDR2 800、DDR3 1600，它們後面的數值400、800和1600就成了倍數關係，那它們顆粒內部頻率的數值為DDR 400中的400的一半，即200。

2.工作頻率

　　大家記住的核心頻率，馬上就會在學習記憶體工作頻率過程中派上用場。記憶體工作頻率是顆粒核心頻率的兩倍。比如DDR400、DDR2 800、DDR3 1600的核心頻率為200MHz，那麼這三個記憶體顆粒的工作頻率就是400MHz（數值正好等於DDR 400中的400）。為什麼是兩倍？其實它和DDR記憶體的資料傳輸原理有關。

 雙倍是指在一個時鐘週期內傳輸兩次資料，在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次資料(通過差分時鐘技術實現)，在儲存陣列頻率不變的情況下，資料傳輸率達到了SDR的兩倍，此時就需要I/O從儲存陣列中預取2bit資料，因此I/O的工作頻率是儲存陣列頻率的兩倍。
 

3.等效頻率

　　最後我們再談談等效頻率，其實它才是DDR2 800中800MHz的正規名稱。準確點說，它和記憶體的預讀取有關。

 
記憶體標貼上的頻率是等效頻率

　　理解預讀取並不難，同樣打個比方，看一個人跑得快或不快，要看兩個方面，一個是步伐的頻率，比如每秒鐘跑兩步；另一個是步伐的距離，比如每一步跑1米。第一個人（DDR）它每秒鐘跑兩步，每步是1米，所以它的速度是2米/秒；而第二個人（DDR2）它每秒鐘跑兩步（因為DDR2和DDR記憶體顆粒的工作頻率一致），每步是兩米，所以它的速度是4米/秒。第二個人的速度是第一個人的兩倍。

　　記憶體也是如此，DDR、DDR2、DDR3記憶體顆粒工作頻率一致，所以速度的快慢就取決於DDR的步伐（預讀取），DDR的預讀取為2bit，這就是資料傳輸的頻寬（每步距離）。而DDR2的預讀取是4bit（DDR3為8bit），說明DDR2的“每步距離”是DDR的兩倍，所以只要記憶體顆粒工作頻率一致，DDR2等效頻率是DDR等效頻率的2倍，DDR3就是DDR的4倍。

　　總結

　　講了這麼多，最後把幾種記憶體頻率的關係總結在下表中。大家可以通過表中內容得知，等效頻率就是我們平時說的頻率，比如DDR2 800等效頻率就是800MHz；雖然DDR 266、DDR2 533、DDR3 1066等效頻率相同，但由於DDR、DDR2、DDR3的預讀取不同，所以DDR 266、DDR2 533、DDR3 1066的顆粒頻率雖同為266MHz；記憶體顆粒核心頻率為記憶體顆粒工作頻率的一半。

外頻

外頻是由主機板為CPU提供的基準時鐘頻率，一般常見的有100、133、166、200。我們說的FSB（Front System Bus）指的是系統前端匯流排，它是處理器與主機板北橋晶片或記憶體控制集線器之間的資料通道，常見頻率有400、333、533、800。

作為新手不必掌握那麼多概念性的東西，只要記住以下幾個公式：
主頻=外頻*倍頻（MHz）
IntelCPU前端匯流排=外頻*4（MHz）
AMDCPU前端匯流排=外頻*2（MHz）
CPU資料頻寬=前端匯流排*8（MB/s）
記憶體頻寬=記憶體等效工作頻率*8（MB/s）

前端匯流排頻率 

     匯流排是將資訊以一個或多個源部件傳送到一個或多個目的部件的一組傳輸線。通俗的說，就是多個部件間的公共連線，用於在各個部件之間傳輸資訊。人們常常以MHz表示的速度來描述匯流排頻率。匯流排的種類很多，前端匯流排的英文名字是Front Side Bus，通常用FSB表示，是將CPU連線到北橋晶片的匯流排。計算機的前端匯流排頻率是由CPU和北橋晶片共同決定的。 

      北橋晶片負責聯絡記憶體、顯示卡等資料吞吐量最大的部件，並和南橋晶片連線。CPU就是通過前端匯流排（FSB）連線到北橋晶片，進而通過北橋晶片和記憶體、顯示卡交換資料。前端匯流排是CPU和外界交換資料的最主要通道，因此前端匯流排的資料傳輸能力對計算機整體效能作用很大，如果沒足夠快的前端匯流排，再強的CPU也不能明顯提高計算機整體速度。資料傳輸最大頻寬取決於所有同時傳輸的資料的寬度和傳輸頻率，即資料頻寬＝（匯流排頻率×資料位寬）÷8。目前PC機上所能達到的前端匯流排頻率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz幾種，最高到1066MHz。前端匯流排頻率越大，代表著CPU與北橋晶片之間的資料傳輸能力越大，更能充分發揮出CPU的功能。現在的CPU技術發展很快，運算速度提高很快，而足夠大的前端匯流排可以保障有足夠的資料供給給CPU，較低的前端匯流排將無法供給足夠的資料給CPU，這樣就限制了CPU效能得發揮，成為系統瓶頸。 

外頻與前端匯流排頻率的區別

       前端匯流排的速度指的是CPU和北橋晶片間匯流排的速度，更實質性的表示了CPU和外界資料傳輸的速度。而外頻的概念是建立在數字脈衝訊號震盪速度基礎之上的，也就是說，100MHz外頻特指數字脈衝訊號在每秒鐘震盪一萬萬次，它更多的影響了PCI及其他匯流排的頻率。之所以前端匯流排與外頻這兩個概念容易混淆，主要的原因是在以前的很長一段時間裡（主要是在Pentium 4出現之前和剛出現Pentium 4時），前端匯流排頻率與外頻是相同的，因此往往直接稱前端匯流排為外頻，最終造成這樣的誤會。隨著計算機技術的發展，人們發現前端匯流排頻率需要高於外頻，因此採用了QDR（Quad Date Rate）技術，或者其他類似的技術實現這個目的。這些技術的原理類似於AGP的2X或者4X，它們使得前端匯流排的頻率成為外頻的2倍、4倍甚至更高，從此之後前端匯流排和外頻的區別才開始被人們重視起來，目前的主流產品均採用這些技術。

DDR和DDR2記憶體說明

DDR傳輸標準   

      嚴格的說DDR應該叫DDR SDRAM，人們習慣稱為DDR，部分初學者也常看到DDR SDRAM，就認為是SDRAM。DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的縮寫，是雙倍速率同步動態隨機儲存器的意思。DDR記憶體是在SDRAM記憶體基礎上發展而來的，仍然沿用SDRAM生產體系，因此對於記憶體廠商而言，只需對製造普通SDRAM的裝置稍加改進，即可實現DDR記憶體的生產，可有效的降低成本。

      SDRAM在一個時鐘週期內只傳輸一次資料，它是在時鐘的上升期進行資料傳輸；而DDR記憶體則是一個時鐘週期內傳輸兩次次資料，它能夠在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次資料，因此稱為雙倍速率同步動態隨機儲存器。DDR記憶體可以在與SDRAM相同的匯流排頻率下達到更高的資料傳輸率。 與SDRAM相比：DDR運用了更先進的同步電路，使指定地址、資料的輸送和輸出主要步驟既獨立執行，又保持與CPU完全同步；DDR使用了DLL(Delay Locked Loop，延時鎖定迴路提供一個數據濾波訊號)技術，當資料有效時，儲存控制器可使用這個資料濾波訊號來精確定位資料，每16次輸出一次，並重新同步來自不同儲存器模組的資料。DDR本質上不需要提高時鐘頻率就能加倍提高SDRAM的速度，它允許在時鐘脈衝的上升沿和下降沿讀出資料，因而其速度是標準SDRA的兩倍。 

       從外形體積上DDR與SDRAM相比差別並不大，他們具有同樣的尺寸和同樣的針腳距離。但DDR為184針腳，比SDRAM多出了16個針腳，主要包含了新的控制、時鐘、電源和接地等訊號。DDR記憶體採用的是支援2.5V電壓的SSTL2標準，而不是SDRAM使用的3.3V電壓的LVTTL標準。 

     DDR記憶體的頻率可以用工作頻率和等效頻率兩種方式表示，工作頻率是記憶體顆粒實際的工作頻率，但是由於DDR記憶體可以在脈衝的上升和下降沿都傳輸資料，因此傳輸資料的等效頻率是工作頻率的兩倍。 

     PC1600如果按照傳統習慣傳輸標準的命名，PC1600（DDR200）應該是PC200。在當時DDR記憶體正在與RDRAM記憶體進行下一代記憶體標準之爭，此時的RDRAM按照頻率命名應該叫PC600和PC800。這樣對於不是很瞭解的人來說，自然會認為PC200遠遠落後於PC600，而JEDEC基於市場競爭的考慮，將DDR記憶體的命名規範進行了調整。傳統習慣是按照記憶體工作頻率來命名，而DDR記憶體則以記憶體傳輸速率命名。因此才有了今天的PC1600、PC2100、PC2700、PC3200、PC3500等（在用CPU-Z工具檢視機器時，在SPD中顯示的最大頻寬）。 

    PC1600的實際工作頻率是100 MHz，而等效工作頻率是200 MHz，那麼它的資料傳輸率就為“資料傳輸率＝頻率*每次傳輸的資料位數”，就是200MHz*64bit=12800Mb/s，再除以8就換算為MB為單位，就是1600MB/s，從而命名為PC1600。 

DDR2傳輸標準  

       DDR2可以看作是DDR技術標準的一種升級和擴充套件：DDR的核心頻率與時鐘頻率相等，但資料頻率為時鐘頻率的兩倍，也就是說在一個時鐘週期內必須傳輸兩次資料。而DDR2採用“4 bit Prefetch(4位預取)”機制，核心頻率僅為時鐘頻率的一半、時鐘頻率再為資料頻率的一半，這樣即使核心頻率還在200MHz，DDR2記憶體的資料頻率也能達到800MHz—也就是所謂的DDR2 800。 

目前，已有的標準DDR2記憶體分為DDR2 400和DDR2 533，DDR2 667和DDR2 800，其核心頻率分別為100MHz、133MHz、166MHz和200MHz，其匯流排頻率(時鐘頻率)分別為200MHz、266MHz、333MHz和400MHz，等效的資料傳輸頻率分別為400MHz、533MHz、667MHz和800MHz，其對應的記憶體傳輸頻寬分別為3.2GB/sec、4.3GB/sec、5.3GB/sec和6.4GB/sec，按照其記憶體傳輸頻寬分別標註為PC2 3200、PC2 4300、PC2 5300和PC2 6400。

歡迎瀏覽 雅心樓 個人圖書館的文章，想收藏這篇好文章嗎？花一分鐘吧！

預讀取技術

　4-bit prefetch DDR 2提高頻寬的關鍵技術

　　現在的DRAM內部都採用4個bank的結構，每個bank由儲存單元（cell）佇列構成，儲存單元佇列通過行（row）和列（column）地址定位。讓我們看看基本的記憶體讀操作的工作流程：首先是命令和地址資訊輸入，經過地址解碼器分解成bank（段）和Word（字）選擇，Word選擇就是行選擇，之後是對儲存單元進行再儲存（Restore）和預充電（Precharge）。然後是Column（列）選擇，到此為止儲存單元（cell）已經被定位。儲存單元的資料被輸出到內部資料匯流排（Internal Data Bus），最後通過輸出電路輸出資料。

　　從記憶體的讀操作中可以瞭解到記憶體工作的幾個瓶頸，它們分別是記憶體單元的再儲存和預充電的延時，這個延遲屬於bank內部的延遲，由於DRAM結構的限制這個延遲本身不太好解決。還有內部資料匯流排（Internal Data Bus）的頻率限制，內部資料匯流排是連線DRAM顆粒中4個bank的匯流排，最後一個DRAM的瓶頸是輸入/輸出電路的延遲。

　　對於內部資料匯流排頻率較低的瓶頸，可以通過使用Prefetch（資料預取）架構來解決，舉例來說PC133 SDRAM採用了管線突發架構（Pipeline）或者說是1bit Prefetch，因此它內部資料匯流排的頻率是133MHz和資料輸出端的資料傳輸率是一樣的。DDR記憶體採用了2bit Prefetch技術，因此它輸出端的資料傳輸率是內部資料匯流排頻率的2倍，以DDR400為例，它的內部資料匯流排的頻率是200MHz，而輸出端的資料傳輸率達到了400MHz。

　　我們知道DRAM內部儲存單元的頻率提高比較困難且成本較高，DDR333的核心頻率已經達到了167MHz，為了解決外部資料傳輸率和核心速度之間的矛盾，DDR2採用了4bit Prefetch（資料預取架構），因此DDR2 400的核心頻率僅為100MHz，DDR2 533的核心頻率為133MHz，因此DDR2很好的解決了DRAM核心頻率和外部資料傳輸頻率之間的問題。

　　從SDRAM開始，記憶體就可以和時鐘同步，最初的SDRAM採用了管線架構（Pipeline architecture），首先是地址訊號（Add）和時鐘(CLK)同步，地址訊號經過譯碼選取記憶體佇列中相應的單元，記憶體佇列中選中的資料通過內部資料匯流排輸出到訊號放大電路。SDRAM的訊號輸出部分也是和時鐘訊號同步的，這就好象一條連續的管線一樣。由於全部操作都和時鐘同步，因此也叫同步記憶體。

　　DDR採用了2位預取（2-bit prefetch），也就是2：1的資料預取，2bit預取架構允許內部的佇列（column）工作頻率僅僅為外部資料傳輸頻率的一半。在SDRAM中資料傳輸率完全參考時鐘訊號，因此資料傳輸率和時鐘頻率一樣。DDR2採了4位預取（4-bitprefetch），這就是DDR2提高資料傳輸率的關鍵，可以在不提高內部儲存陣列頻率的情況下提高資料輸出頻寬，未來的DDR3還有現在的RDRAM採用了8位資料預取。

　　相對於SDRAM，DDR擴充套件了原來SDRAM的設計。由於2bitPrefetch架構可以同存取兩個bank的資料，使內部資料匯流排的頻寬提高兩倍，因此在記憶體的輸出端可以在時鐘訊號的上升延和下降延傳輸資料，DDR的資料傳輸率是實際工作頻率的兩倍。DDR2通過使用4-bit預取架構來提高資料傳輸率，降低對內部bank頻率的要求。採用4-bit prefetch架構使DDR2僅能使用兩種資料突發傳輸長度（burst length），BL=4或BL=8。這個比較容易理解，因為DDR2一次存取4bit資料，所以資料突發長度也就成了4或8。

下面是DDR2和DDR主要思想的區別，實際上，這兩種記憶體的差別不僅僅在頻寬上。

　　除了頻寬，這裡還有一個重要的引數是延遲，就象我前面所說的，儲存單元不會一直處於可用狀態，因此它們要進行重新整理操作。而且，即使儲存單元可用，也不可能立即得到它的記憶體：這裡還有其它型別的延遲，如設定行和列的地址，這此延遲都是不能避免的，它們由DRAM單元的本質所決定。

　　讓我們看看會有那些延遲，例如記憶體陣列工作的時鐘組合是2-2-2，如果記憶體陣列在所有的方案中以相同的頻率工作，那麼所有的模組都具有同樣的延遲（我是說PC100，DDR200，DDR2-400）。它們僅僅是頻寬的區別。順便提一下，2-2-2組合的含義是：CAS延遲，RAS到CAS的延遲和RAS預充電時間。第一個數字是取得列地址的延遲時間，第二個數字是行和列地址之間的延遲，第三個數字是儲存單元充電時間，預充電實際上是對行資料進行讀操作。

　　但實際上，儲存單元不會工作在相同的頻率上，舉例來說PC133就是一個使用非常普遍的SDRAM，它的DRAM單元工作在133MHz上。因此，DDR200雖然有著比PC133更高的頻寬，但是它的相應延遲卻更慢（內部陣列的工作頻率僅100MHz），PC133的儲存單元的頻率要比DDR200儲存單元的頻率高33%。結果就是，DDR266才具有和PC133一樣的延遲上的優勢。

　　今天我們也看到類似的情形，DDR200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DDR400具有相同的頻寬，它們都是3.2GB/s，但是，DDR400的儲存陣列工作頻率是200MHz，而DDR2-400的儲存陣列工作頻率是100MHz，也就是說DDR2-400的延遲要高於DDR400。

　　讓我們來比較一下數字，以DDR400為例，我們通常設定2或者2.5個時鐘延遲，有時是3。也就是10到15納秒，對於DDR2-400，來計算一下它的延遲：核心工作在100MHz，具有2個時鐘延遲，它意味著20ns的延遲，介面部分佔用4個時鐘延遲（不過介面工作的頻率更高），結果就是DDR2模組的延遲將會是4-4-4個時鐘週期，考慮到這裡使用很低的核心頻率，我們希望看到未來DDR2-400具有3-3-3的特徵，但是即使如此，DDR2-400也是輸給DDR400的。

　　情況看上去有些荒謬，DDR2雖然能提供更大的頻寬，具有潛在的優勢，但是，DDR2初期的產品在效能上甚至落後於DDR。我們都知道，一樣產品需要有其優勢才能吸引購買者，那DDR2還有那些優勢呢。

SDRAM和DDR的區別

DRAM (Synchronous Dynamic Random-Access Memory)
SDRAM的工作原理，實際上，它內部包括了許多儲存單元陣列，以及輸入/輸出快取和電源/重新整理電路，最後一個單元(電源/重新整理電路)和我們下面的描述沒有關係。它的三個子系統(儲存單元陣列，輸入/輸出快取)都以相同的頻率工作，這就是它為什麼稱為同步記憶體的原因。舉例來說，一個100MHz，64位匯流排寬度的SDRAM，記憶體的資料通過I/O快取然後到達記憶體控制器。這個記憶體模組就是我們所熟知的PC100記憶體，它的頻寬為800MB/s(100MHz×8 bytes或64 bits)，每個時鐘週期傳輸一次資料，它在時鐘的上升沿傳輸資料。 
　　如果以實際的數字來衡量，SDRAM內部的儲存陣列的匯流排是32位，工作頻率為100MHz，快取到外部控制器的匯流排也是32位，工作頻率100MHz。這裡資料流沒什麼改變，內部和外部匯流排寬度與頻率都沒有變化，SDRAM模組通過同步讀取兩顆晶片達到64位的頻寬。 

　　從SDRAM開始，記憶體就可以和時鐘同步，最初的SDRAM採用了管線架構(Pipeline architecture)，首先是地址訊號(Add)和時鐘(CLK)同步，地址訊號經過譯碼選取記憶體佇列中相應的單元，記憶體佇列中選中的資料通過內部資料匯流排輸出到訊號放大電路。SDRAM的訊號輸出部分也是和時鐘訊號同步的，這就好象一條連續的管線一樣。由於全部操作都和時鐘同步，因此也叫同步記憶體。

DDR (Double Data Rate SDRAM)
DDR之所以叫這個名字，是因為它能夠以相同頻率SDRAM的兩倍來傳輸資料，也就是說，每時鐘週期傳輸兩次資料，它在時鐘訊號的上升沿和下降沿傳輸資料。但是加倍的資料從何而來，設計人員使用了一個小小的詭計：記憶體的儲存單元工作在相同的時鐘頻率下，但是內部匯流排加寬，以這種方式推進記憶體模組的速度。換句話說，從內部陣列到快取之間的匯流排寬度是外部匯流排(buffer到控制器)的兩倍，結果就使得快取到控制器的資料傳輸率達到內部儲存單元工作頻率的兩倍。也就是說，儲存單元使用一個很寬但較慢的匯流排，但是當資料傳輸到控制器時使用了一個較窄但是快速的匯流排。 

DDR內部的儲存陣列通過一條64位，100MHz的匯流排連線I/O快取(或者叫訊號放大器)，但是資料到記憶體控制器需要兩次通過32位的匯流排。換句話說，每時鐘週期傳輸兩次資料，分別通過時鐘的上升沿和下降沿傳輸訊號。結果就是，資料傳輸率是內部儲存陣列頻率的兩倍。我們可以描繪一個明顯的場景：資料流慢慢通過寬的管道，然後進入一個狹窄的管道，但是流動的速度更快。DDR記憶體模組也是64位，模組上的兩顆晶片同步讀寫。 

　　這樣的記憶體被稱為DDR200(通過資料傳輸率來命名)或者稱為PC1600。實際上，內部的DRAM儲存單元在DDR266記憶體中的工作頻率是133MHz，在DDR333中，儲存陣列的工作頻率是166MHz，DDR400中的儲存陣列工作頻率是200MHz，目前最快的DDR SDRAM的頻率(這裡不包括那些超頻的記憶體)達到了550MHz，它的內部陣列工作頻率達到275MHz，這個頻率已經很難再繼續提高。此時，就需要一個新的記憶體標準可以在今後一段時間內保證記憶體頻率和效能可以穩定的提高。

DDR2
DDR2的特性和DDR一樣，它的內部儲存陣列到I/O快取之間通過一條寬敞的64位，100MHz匯流排，但是資料從快取傳輸到外部控制器通過一條快速而狹窄的匯流排(16位，200MHz)，外部匯流排仍然使用雙倍傳輸資料的策略，我們得到的資料傳輸率為400MHz。因此，64位模組需要同時使用4個段(banks)。這個記憶體模組被稱為DDR2-400，它的標記方法和DDR記憶體相同，都是以記憶體的資料傳輸率來標識。 

　　因此，以同樣100MHz頻率工作的DRAM儲存單元，我們使用不同的記憶體模組寬度，得到不同的記憶體頻寬，SDRAM是800MB/s，DDR SDRAM是1600MB/s，DDR2 SDRAM則達到了3200MB/s的資料傳輸率！由於多路複用技術，記憶體模組通過同時使用低速的記憶體陣列可以達到高頻寬。 

DDR採用了2位預取(2-bit prefetch)，也就是2：1的資料預取，2bit預取架構允許內部的佇列(column)工作頻率僅僅為外部資料傳輸頻率的一半。在SDRAM中資料傳輸率完全參考時鐘訊號，因此資料傳輸率和時鐘頻率一樣。DDR2採了4位預取(4-bit prefetch)，這就是DDR2提高資料傳輸率的關鍵，可以在不提高內部儲存陣列頻率的情況下提高資料輸出頻寬，未來的DDR3還有現在的RDRAM採用了8位資料預取。 
　　相對於SDRAM，DDR擴充套件了原來SDRAM的設計。由於2bit Prefetch架構可以同存取兩個bank的資料，使內部資料匯流排的頻寬提高兩倍，因此在記憶體的輸出端可以在時鐘訊號的上升延和下降延傳輸資料，DDR的資料傳輸率是實際工作頻率的兩倍。DDR2通過使用4-bit預取架構來提高資料傳輸率，降低對內部bank頻率的要求。採用4-bit prefetch架構使DDR2僅能使用兩種資料突發傳輸長度(burst length)，BL=4或BL=8。這個比較容易理解，因為DDR2一次存取4bit資料，所以資料突發長度也就成了4或8。

DDR2記憶體將使用240pin的模組，但是它的長度(記憶體條長度)和現在184pin的DIMM一樣，也就是說DDR2模組的pin之間更加緊密了。模組的特性可以讓它適應更高的工作頻率，而且，模組還能容納更高容量的記憶體顆粒。DDR2模組的優勢是明顯的，但也不能忽視它的缺點：首先，它在相同時鐘速率介面上使用了更高的工作頻率，第二，寫延遲被增加了。第三，記憶體的價格會更加昂貴，因為在封裝上的成本增加了許多，DDR和DDR2的其它區別參見下表：

DDR記憶體家族的未來發展趨勢(下表由VR-Zone總結)。從中可以瞭解到DDR-Ⅱ與DDR-Ⅲ的未來發展日程與可能的規格。顯然DDR-Ⅲ採用類似RDRAM的8bit預取設計，核心頻率將是I/O頻率的1/8。目前DDR-Ⅲ還在初步討論中，謹供參考。 

DDR記憶體家族的未來發展趨勢

夢多點評：
　　通過上述比較，我們可以知道：SDRAM為168線(針)，而DDR為184線(針)，DDR2記憶體則為240線(針)，這就使得記憶體DIMM插槽不同，即沒有互換性，從而也決定了主機板，即主機板不能相容。帶來的問題是，消費者必須更換主機板，這給消費者帶來一定的因原購件不能使用的損害，是犧牲原購件還是花更多的金錢獲得更高的效能是一個難於取捨的問題。同時也存在一個散熱問題與DDR2價格高得嚇人，其推廣與實際運用或許還有相當長的一個距離，到時會不會又有什麼新的...
---------------------
作者：南方鐵匠
來源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/hit_shaoqi/article/details/78121556
版權宣告：本文為博主原創文章，轉載請附上博文連結！