DDR2 SDRAM

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SDRAM DDR2 512MB
Frente e verso de um módulo de 2GB PC2-5300 DDR2 RAM para PCs desktop (DIMM)

Double Data Rate 2 Synchronous Dynamic Random-Access Memory (memória de acesso aleatório dinâmica síncrona com fluxo de dados duplo tipo 2, DDR2 SDRAM) é uma interface de memória de acesso aleatório dinâmico síncrono (DDR) de taxa de dados dupla (SDRAM). Ele substituiu a especificação DDR SDRAM original e foi substituído pelo DDR3 SDRAM (lançado em 2007). DDR2 DIMMs não são nem para a frente compatível com DDR3 e nem compatível com DDR.

Além de bombear duplamente o barramento de dados com no DDR SDRAM (transferência de dados nas bordas ascendentes e decrescentes no sinal de clock do barrament), o DDR2 permite maior velocidade do barramento e requer menor potência executando o clock interno na metade da velocidade do barramento de dados. Os dois fatores se combinam para produzir um total de quatro tranferências de dados por ciclo de clock interno.

Como o clock interno da DDR2 funciona com metade da taxa de clock externo do DDR, a memória DDR2 operando na mesma taxa de clock do barramento de dados externo que a DDR resulta na DDR2 sendo capaz de fornecer a mesma largunra de banda, mas com melhor latência. Alternativamente, a memória DDR2 operando com o dobro da taxa de clock do barramento de dados externo como DDR pode fornecer o dobro da largura de banda com a mesma latência. Os módulos de memória DDR2 com melhor classificação são pelo menos duas vezes mais rápidos que os módulos de memória DDR com melhor classficaição. A capacidade máxima em DIMMs DDR2 comercialmente disponíveis é de 8 GB, mas o suporte e a disponibilidade do chipset para DIMMs são escasso e são usados 2 GB mais comuns por DIMM.[1]

História[editar | editar código-fonte]

O DDR2 SDRAM foi produzido pela primeira vez pela Samsung em 2001. Em 2003, a organização de padrões JEDEC presenteou a Samsung com seu Prêmio de Reconhecimento Técnico pelos esforços da empresa no desenvolvimento e padronização de DDR2.[2]

O DDR2 foi oficialmente introduzido no segundo trimestre de 2003 com duas taxas de clock iniciais: 200MHz (referido como PC2-3200) e 266Mhz (PC2-4200). Ambos tiveram um desempenho pior do que a especificação DDR original devido à latência mais alta, o que tornou o tempo total de acesso mais longo. No entanto, a tecnologia DDR original atinge uma taxa de clock em torno de 200Mhz (400 MT/s). Existem chipse DDR de alto desempenho, mas a JEDEC declarou que eles não serão padronizados. Esses chips são, em sua maioria, chips DDR padrão que foram testados e avaliados para serem capazes de operar em taxas de clock mais altas pelo fabricante. Esses chips consomem significativamente mais energia do que os de menor freqüência, mas geralmente oferecem pouca ou nenhuma melhoria no desempenho no mundo real. O DDR2 começou a se tornar competitivo em relação ao padrão DDR mais antigo no final de 2004, conforme os módulos com latências mais baixas se tornassem disponíveis.[3]

Especificação[editar | editar código-fonte]

Visão geral[editar | editar código-fonte]

PC2-5300 DDR2 SO-DIMM (para notebooks)
Comparação de módulos de memória para PCs desktop (DIMM)
Comparação de módulos de memória para PCs portáteis / móveis (SO-DIMM)

A principal diferença entre DDR2 e DDR SDRAM é o aumento no comprimento de pré-busca. Em DDR SDRAM, o comprimento da pré-busca era de dois bits para cada bit em uma palavra; considerando que é de quatro bits em DDR2 SDRAM. Durante um acesso, quatro bits foram lidos ou gravados de ou para uma fila de pré-busca de quatro bits de profundidade. Essa fila recebeu ou transmitiu seus dados pelo barramento de dados em dois ciclos de clock do barramento de dados (cada ciclo de clock transferiu dois bits de dados). O aumento do comprimento de pré-busca permitiu ao DDR2 SDRAM dobrar a taxa na qual os dados poderiam ser transferidos pelo barramento de dados sem uma duplicação correspondente na taxa na qual a matriz DRAM poderia ser acessada. A SDRAM DDR2 foi projetada com esse esquema para evitar um aumento excessivo no consumo de energia.

A frequência de barramento da DDR2 é aumentada por melhorias na interface elétrica, na terminação no chip, buffers de pré-busca e drivers fora do chip. No entanto, a latência é bastante aumentada como compensação. O buffer de pré-busca DDR2 tem quatro bits de profundidade, enquanto que tem dois bits para DDR. Enquanto o DDR SDRAM tem latências de leitura típicas entre dois e três ciclos de barramento, o DDR2 pode ter latências de leitura entre três e nove ciclos, embora o intervalo típico seja quatro e seis. Portanto, a memória DDR2 deve ser operada com o dobro da taxa de dados para atingir a mesma latência.

Outro custo do aumento da largura de banda é o requisito de que os chips sejam embalados em um pacote BGA mais caro e difícil de montar em comparação com o pacote TSSOP das gerações anteriores de memória, como DDR SDRAM e SDR SDRAM. Essa mudança de pacote foi necessária para manter a integridade do sinal em velocidades de barramento mais altas.

A economia de energia é alcançada principalmente devido a um processo de fabricação aprimorado por meio de encolhimento de matriz, resultando em uma queda na tensão de operação (1,8 V em comparação com 2,5 V do DDR). A menor frequência de clock da memória também pode permitir reduções de energia em aplicativos que não requerem as taxas de dados disponíveis mais altas.

De acordo com JEDEC[4] a tensão máxima recomendada é de 1,9 volts e deve ser considerada o máximo absoluto quando a estabilidade da memória é um problema (como em servidores ou outros dispositivos de missão crítica). Além disso, o JEDEC declada que os módulos de memória devem suportar até 2,3 volts antes de incorrer em danos permanentes (embora possam não funcionar corretamente nesse nível).

Chips e modulos[editar | editar código-fonte]

Para uso em computadores, DDR2 SDRAM é fornecido em DIMMs com 240 pinos e um único entalhe de localização. Os SO-DIMMs DDR2 para laptop têm 200 pinos e geralmente são identificados por um S adicional em sua designação. Os DIMMs são identificados por sua capacidade de transferência de pico (geralmente chamada de largura de banda).

Comparação de padrões DDR2 SDRAM
Nome Chip Barramento Timings
Padrão Modelo Módulo Taxa de clock (MHz) Tempo de ciclo (ns)[5] Taxa de clock (MHz) Taxa de transferência (MT/s) Largura de banda (MB/s) CL-TRCD-TRP[6] Latencia CAS (ns)
DDR2-400 B PC2-3200 100 10 200 400 3200 3-3-3 15
C 4-4-4 20
DDR2-533 B PC2-4200* 133 7.5 266 533 4266 3-3-3 11.25
C 4-4-4 15
DDR2-667 C PC2-5300* 166 6 333 667 5333 4-4-4 12
D 5-5-5 15
DDR2-800 C PC2-6400 200 5 400 800 6400 4-4-4 10
D 5-5-5 12.5
E 6-6-6 15
DDR2-1066 E PC2-8500* 266 3.75 533 1066 8533 6-6-6 11.25
F 7-7-7 13.125
Comparação de velocidade relativa entre módulos semelhantes
PC-5300 PC-6400
5-5-5 4-4-4 6-6-6 5-5-5 4-4-4
PC2-3200 4-4-4 % % +33% +60% %
PC2-3200 3-3-3 % % = +20% %
PC2-4200 4-4-4 % % = +21% %
PC2-4200 3-3-3 % % −24% −9% %
PC2-5300 5-5-5 % % = +21% %
PC2-5300 4-4-4 % % −19% −3% %
PC2-6400 6-6-6 % % = +20% %
PC2-6400 5-5-5 % % −16% = %
PC2-6400 4-4-4 % % −33% −20% %
PC2-8500 7-7-7 % % −12% +6% %
PC2-8500 6-6-6 % % −25% −9% %

* Alguns fabricantes rotulam seus módulos DDR2 como PC2-4300, PC2-5400 ou PC2-8600 em vez dos respectivos nomes sugeridos pela JEDEC. Pelo menos um fabricante relatou que isso reflete testes bem-sucedidos em uma taxa de dados acima do padrão[7] enquanto outros simplesmente arredondam para o nome.

Nota: DDR2-xxx denota taxa de tranferência de dados e descreve chips DDR brutos, enquanto PC2-xxxx denota largura de banda teórica (com os dois últimos dígitos truncados) e é usado para descrever DIMMs montados. A largura de banda é calculada tomando as transferências por segundo e multiplicado por oito. Isso ocorre porque os módulos de memória DDR2 transferem dados em um barramento de 64 bits de dados e, com um byte compreende 8 bits, isso equivale a 8 bytes de dados por transferêrencia.

DDR2 P vs F Server DIMM's Notch Positions compared
Comparativo de posições do Notch entre DIMMs DDR2 P vs F de Servidor

Além das variantes de largura de banda e capacidade, os módulos podem:

  1. Opcionalmente, implemente o ECC, que é uma faixa de bytres de dados extra usada para corrigir erros menores e detectar erros maiores para melhor confiabilidade. Módulos com ECC são identificados por um ECC adicional em sua designação. PC2-4200 ECC é um módulo PC2-4200 com ECC. Um P adicional pode ser adicionado no final da designação, P representando paridade (ex: PC2-5300P).
  2. Intel ® 6402 Advanced Memory Buffer
    Intel ® 6402 Advanced Memory Buffer
    Ser "registrado" ("armazenado em buffer"), o que melhora a integridade do sinal (e, portanto, potencialmente as taxas de clock e a capacidade física do slot), armazenando eletricamente os sinais ao custo de um clock extra de latência aumentada. Esses módulos são identificados por um R adicional em sua designação, enquanto a RAM não registrada (também conhecida como "sem buffer") pode ser identificada por um U adicional na designação. PC2-4200R é módulo PC2-4200 registrado, PC2-4200R ECC é o mesmo módulo, mas com ECC adicional.
  3. Esteja ciente de que os módulos totalmente armazenados em buffer, que são designados por F ou FB, não têm a mesma posição de entalhe que outras classes. Módulos totalmente armazenados em buffer não podem ser usados com placas-mãe feitas para módulos registrados, e a posição diferente do entalhe impede fisicamente sua inserção.

Nota:

  • A SDRAM registrada e sem buffer geralmente não pode ser mixada no mesmo canal.
  • Os módulos DDR2 de maio classificação em 2009 operam a 533Mhz (1066 MT/s), em comparação com os módulos DDR de maior classificação operando a 200 Mhz (400 MT/s). Ao mesmo tempo, a latência CAS de 11,2 ns = 6/ (taxa de clock do barramento) para os melhores módulos PC2-8500 é comparável àquela de 10 ns = 4/ (taxa de clock do barramento) para os melhores módulos PC-3200.

Compatibilidade com versões anteriores[editar | editar código-fonte]

Os DIMMs DDR2 não são compatíveis com as versões anteriores dos DIMMs DDR. O entalhe nos DIMMs DDR2 está em uma posição diferente dos DIMMs DDR e a densidade do pino é maior do que nos DIMMs DDR em desktops. DDR2 é um módulo de 240 pinos, DDR é um módulo de 184 pinos. Os notebooks têm SO-DIMMs de 200 pinos para DDR e DDR2; entretanto, o entalhe nos módulos DDR2 está em uma posição ligeiramente diferente do que nos módulos DDR.

DIMMs DDR2 de alta velocidade podem ser combinados com DIMMs DDR2 de baixa velocidade, embora o controlador de memória opere todos os DIMMs na mesma velocidade que o DIMM de velocidade mais baixa presente.

Relação com a memória GDDR[editar | editar código-fonte]

GDDR2, uma forma de GDDR SDRAM, foi desenvolvido pela Samsung e lançado em julho de 2002.[8] O primeiro produto comercial a reivindicar o uso da tecnologia "DDR2" foi a placa de vídeo Nvidia GeForce FX 5800. No entanto, é importante notar que esta memória GDDR2 usada em placas gráficas não é DDR2 per se, mas sim um ponto médio entre as tecnologias DDR e DDR2. Usar "DDR2" para se referir a GDDR2 é um termo coloquial incorreto. Em particular, está faltando a duplicação da taxa de clock de E/S para melhorar o desempenho. Ele tinha graves problemas de superaquecimento devido às tensões nominais DDR. Desde então a ATI desenvolveu a tecnologia GDDR ainda mais em GDDR3, que é baseado em DDR2 SDRAM, embora com vários acréscimos adequados para placas de vídeo.

GDDR3 e GDDR5 agora são comumente usados em placas gráficas modernas e alguns tablets. No entanto, mais confusão foi adicionada à mistura com a aparência de placas gráficas de baixo custo e de médio porte que afirmam usar "GDDR2". Na verdade, essas placas usam chips DDR2 padrão projetados para uso como memória principal do sistema, embora operem com latências mais altas para tingir taxas de clock mais altas. Esses chips não conseguem atingir as taxas de clock do GDDR3, mas são baratos e rápidos o suficiente para serem usados como memória em placas de médio porte.


Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. https://media-www.micron.com/-/media/client/global/documents/products/data-sheet/modules/parity_rdimm/htf36c256_512_1gx72pz.pdf?rev=e8e3928f09794d61809f92abf36bfb24
  2. «Samsung Demonstrates World's First DDR 3 Memory Prototype». Phys.org (em inglês). 17 de fevereiro de 2005. Consultado em 1 de janeiro de 2022 
  3. Ilya Gavrichenkov. «DDR2 vs. DDR: Revenge gained». X-bit Laboratories. Cópia arquivada em 21 de novembro de 2006 
  4. JEDEC JESD 208 (section 5, tables 15 and 16)
  5. O tempo de ciclo é o inverso da frequência do clock do barramento de E / S; por exemplo, 1 / (100 MHz) = 10 ns por ciclo de clock.
  6. «SPECIALITY DDR2-1066 SDRAM» (PDF). JEDEC. Novembro de 2007. 70 páginas. Consultado em 3 de janeiro de 2022 
  7. Mushkin PC2-5300 vs. Corsair PC2-5400
  8. «Samsung Electronics Announces JEDEC-Compliant 256Mb GDDR2 for 3D Graphics». Samsung Electronics. Samsung. 23 de agosto de 2003. Consultado em 3 de janeiro de 2022 

Ligações externas[editar | editar código-fonte]