تفاوت رم ddr2 با رم ddr3 و تاریخچه تکامل رم

مموری	فرکانس واقعی	ماکسیمم فرکانس نظری ارسل	مدل مموری
DDR200	100 MHz	1,600 MB/s	PC-1600
DDR266	133 MHz	2,133 MB/s	PC-2100
DDR333	166 MHz	2,666 MB/s	PC-2700
DDR400	200 MHz	3,200 MB/s	PC-3200
DDR2-400	200 MHz	3,200 MB/s	PC2-3200
DDR2-533	266 MHz	4,266 MB/s	PC2-4200
DDR2-667	333 MHz	5,333 MB/s	PC2-5300
DDR2-800	400 MHz	6,400 MB/s	PC2-6400
DDR2-1066	533 MHz	8,533 MB/s	PC2-8500
DDR3-800	400 MHz	6,400 MB/s	PC3-6400
DDR3-1066	533 MHz	8,500 MB/s	PC3-8500
DDR3-1333	666 MHz	10,666 MB/s	PC3-10600
DDR3-1600	800 MHz	12,800 MB/s	PC3-12800

داستان RAM

SDRAM  یا حافظه دستیابی تصادفی پویای همگام ‫( ‫synchronous dynamic random access memory ‫) در اوایل دهه ۱۹۹۰ توسعه یافت و هدف آن حل مشکلی بود که همزمان با قدرتمند شدن کامپیوترها رخ می نمود‫. DRAM های قدیمی از رابط کاربری غیر همزمان یا ناهمگام استفاده می کرد، به این معنی که به صورت مستقل از پردازنده مرکزی عمل می نمود‫. این مورد اصلا حالت ایده آل و مناسبی نبود چرا که حافظه از پس تمام درخواست هایی ‫که پردازنده برای آن ارسال می کرد، بر نمی آمد.

 SDRAM  این فرآیند را با همزمان سازی و همگام کردن پاسخ های حافظه به ورودی های کنترلی باس سیستم ساده سازی کرد. این کار به حافظه اجازه می داد تا زمانی که منتظر فرآیند بعدی است، به یک فرآیند رسیدگی کند‫. با این شیوه، کامپیوترها نسبت به قبل، با سرعت خیلی بیشتری از پس انجام وظایف بر می آمدند و به این شکل استاندارد حافظه در سیستم های کامپیوتری از اواخر دهه ۱۹۹۰ تغییر کرد‫.

مدت زمان زیادی پس از معرفی SDRAM نگذشته بود که توسعه دهندگان سخت افزار و کاربران عادی دریافتند که حتی این شیوه هم محدودیت های مخصوص به خودش را دارد. SDRAM اصلی با رابط کاربری SDR یا نرخ دیتای تک، کار می کرد که در مقام مقایسه کلی با DRAM، تنها می توانست در هر سیکل-کلاک یک دستور را قبول کند. از آنجایی که کامپیوترها روز به روز عمومی تر و پیچیده تر می شدند و در نتیجه توقع درخواست های بسیار پیچیده تری از حافظه کامپیوتر، به امری عادی تبدیل می شد. که این امر باعث پایین آمدن کارایی سیستم ها می شد.

ظهور DDR
حدود سال ۲۰۰۰ نسل بعدی حافظه موقت به جهانیان معرفی گردید. که آن را نرخ دیتای دوبل یا DDR می نامیدند. این شیوه به حافظه اجازه می داد که اطلاعات را در هر دو دور افزایشی و کاهشی سیگنال کلاک انتقال دهد. این روش به حافظه قابلیت می داد اطلاعات را تقریبا دو برابر سریع تر از SDR SDRAM های معمول انتقال دهد.

این تغییر از سوی دیگر هم دارای منافعی بود: این کار بدان معنی بود که حافظه می تواند در نرخ کلاک پایین تری (۱۰۰ تا ۲۰۰ مگاهرتز) کار کند و انرژی کمتری (2.5 ولت) مصرف کند و به سرعت بیشتری (نرخ جابجایی تا ۴۰۰ MegaTransfer در ثانیه ) دست بیابد.

شباهت ها و تفاوت های Ram های DDR SDRam و SDRam چیست؟

1-     ماژول های SDRAM دارای 168 پایه و ماژول های DDR SDRAM دارای 184 پایه می باشند و هر دو 64 بیتی هستند.

2-     ولتاژ مصرفی DDR برابر 5/2 ولت و SDRAM برابر 5/3 ولت می باشد.

3-     سرعت انتقال اطلاعات رم های DDR با فرض برابر بودن فرکانس پایه برابر رم های SDRAM می باشد.

4-     از نظر ظاهری رم های SDRAM دارای دو شکاف و DDR SDRAM یک شکاف می باشند.

5-     حداکثر فرکانس رم های SDRAM برابر با 133 مگاهرتز و سرعت انتقال اطلاعاتی معادل 1 گیگا بایت می باشد، اما آخرین مدل رم های DDR دارای 533 مگاهرتز و حداکثر سرعت انتقال اطلاعات آنها برابر با 4 گیگابایت می باشد.

 

DDR2
تکنولوژی پیشرفت کرد و پردازنده ها روز به روز قدرتمندتر شدند. در این میان DDR هم به تنهایی دیگر جواب گو نبود. این موضوع تا ۲۰۰۳ و عرضه حافظه های DDR2 ادامه داشت. این حافظه ها همان ایده قبلی را این گونه جلو بردند که کلاک داخلی در نصف سرعت باس دیتا کار کند. این به معنی دست یابی به سرعتی تقریبا دو برابر DDR اصلی بود (۲۰۰ تا ۵۳۳ مگاهرتز با نرخ انتقال تا ۱۰۶۶ MegaTransfer در ثانیه). و باز هم میزان مصرف انرژی کمتر می شد (1.8 ولت).

DDR3
طبیعتا،DDR3  فرزند بعدی این خانواده بود که در سال ۲۰۰۷ رونمایی شد و با کلاک داخلی نصف حافظه قبلی کار می کرد که سرعتی دو برایر DDR2 را به ارمغان می آورد (۴۰۰ تا ۱۰۶۶ مگاهرتز و حداکثر نرخ انتقال ۲۱۳۳ مگاترانسفر در ثانیه) و مصرف انرژی را باز هم کاهش داد (۱.۵ ولت).

حتما تا اینجای مقاله درباره نسل بعدی منطقی حافظه حدس هایی زده اید و یا درباره آنها اطلاعاتی دارید. در واقع DDR4 هم اکنون در حال توسعه و تحقیق است و تا حدودی به مرحله تولید هم نزدیک شده و از سال ۲۰۱۴ شاهد حضور آن در بازار خواهیم بود. انتظار می رود این حافظه نرخ انتقال ۴۲۶۶ مگاترانسفر در ثانیه با میزان مصرف انرژی حدود 1.05 تا 1.2 ولت داشته باشد.

ذکر این نکته مهم است که این فرکانس ها ماکسیممی است که کارت حافظه می تواند از آن استفاده کند. این به هیچ وجه به این معنی نیست که این رم ها به طور خودکار در این سرعت ها کار می کنند. برای مثال اگر شما یک DDR2-1066 را روی سیستمی نصب کنید که فقط قادر به دسترسی به 400 MHz (800 MHz DDR) زیر سیستم است, این رم نمی تواند بیش از 400 مگاهرتز  800 MHz )برای رم های DDR) دسترسی داشته باشد به جای 533 مگاهرتز ( 1,066 برای DDR).

این اتفاق به این دلیل رخ می دهد چون سیگنالی که توسط مدار کنترل مموری که بسته به نوع سیستم یا داخل CPU و یا در قسمت شمالی مادر بورد تعبیه شده کنترل می شود.

سیستم نام گذاری رم های DDR :

این سیستم نام گذاری DDRx-yyyy (که در آن X نوع تکنولوژی ساخت وyyyy  فرکانس می باشد) فقط برای چیپست های مموری مورد استفاده می باشد.

مدل یا اندازی مموری – بورد مداری کوچک چاپی که در قسمت لحیم شده مموری وجود دارد از سیستم نام گذاری متفاوتی استفاده می کند: PCx-zzzz , که X نوع تکنولوژی ساخت و ZZZZ  ماکسیمم سرعت انتقال نظری است (ماکسیمم پهنای باند).این شماره به ما می گوید که چقدر بایت  می تواند بین واحد کنترل مموری و خود رم انتقال پیدا کند با توجه به این که داده ها در هر یک پالس چرخشی انتقال پیدا می کنند. این حساب ساده با ضرب فرکانس DDR  در واحد مگاهرتز در 8 انجام می شود.این به ما ماکسیمم سرعت انتقال را از لحاظ نظری و در واحد مگابایت در هر ثانیه می دهد.

برای مثال کارت های حافظه DDR2-800  به طور نظری دارای ماکسیمم سرعتی برابر 6,400 MB/s (8x800) و مدل هایی که این نوع از مموری ها استفاده می کنند PC2-6400 نام گذاری می شوند.بعضی مواقع عدد به صورت صحیح می شود. به طور مثال کارت های حافظه DDR3-1333 سرعت انتقال نظری 10,666 MB/s اما مدل های مموری که از این نوع استفاده می کنند PC3-10666 یا PC3-10600 بسته به تولید کننده نام گذاری می شوند.

درک این نکته بسیار مهم است که این اعداد نظری می باشند ودرعمل هیچ وقت به این اعداد دست نمی یابیم و دلیل این است که کارت حافظه در هر چرخه  داده ها را به قسمت کنترل مموری ارسال می کندکه در واقعیت هرگز چنین نیست. قسمت کنترل مموری و کارت حافظه احتیاج به تبادل داده ها و فرمان ها هستند(برای مثال فرمانی که مموری را وادار به ذخیره داده ایی در قسمتی مشخص شده می کند) و همچنین در زمانی که مموری در حال انتقال داده دیگری نباشد.

هر آنچه که باید در خصوص رم های DDR و DDR2 و DDR3 بدانید

سرعت ها

یکی از تفاوت های اصلی بین DDR  وDDR2  و DDR3  میزان سرعت انتقال است. درلیست زیر ما سرعت معمول هر نسل رم را گرد آوری کردیم.بعضی از تولید کنندگان می توانند چیپست های مموری را تولید کنند که قادر به دست یابی به سرعت هایی غیر از آن چه که در لیست مشاهده می کنید باشند. مثلا مموری های به خصوصی هستند که قادر به اور کلاک هستند.

(فرکانس هایی که پایانی مثل 66 یا 33 مگاهرتز دارند در واقع  اعدادی اعشاری و دوره ایی  هستند مثل33.3333 یا 66.6666)

مموری	فرکانس واقعی	ماکسیمم فرکانس نظری ارسل	مدل مموری
DDR200	100 MHz	1,600 MB/s	PC-1600
DDR266	133 MHz	2,133 MB/s	PC-2100
DDR333	166 MHz	2,666 MB/s	PC-2700
DDR400	200 MHz	3,200 MB/s	PC-3200
DDR2-400	200 MHz	3,200 MB/s	PC2-3200
DDR2-533	266 MHz	4,266 MB/s	PC2-4200
DDR2-667	333 MHz	5,333 MB/s	PC2-5300
DDR2-800	400 MHz	6,400 MB/s	PC2-6400
DDR2-1066	533 MHz	8,533 MB/s	PC2-8500
DDR3-800	400 MHz	6,400 MB/s	PC3-6400
DDR3-1066	533 MHz	8,500 MB/s	PC3-8500
DDR3-1333	666 MHz	10,666 MB/s	PC3-10600
DDR3-1600	800 MHz	12,800 MB/s	PC3-12800

ولتاژ ها

مموری های DDR3 نسبت به مموری های DDR2و آن نیز نسبت به DDR از ولتاژ کمتری استفاده می کنند

به طور پیش فرض مموری های DDR با 2.5 ولتاژ,مموری های DDR2 با 1.8 ولتاژ ومموری های DDR3  با 1.5تغذیه می شوند. البته بعضی از مموری ها ممکن است ولتاژ بیشتری نسبت به آن چه که در جدول ذکر شده نیاز داشته باشند. این اتفاق مخصوصا در مورد مموری هایی که قابلیت اجرای فرکانسی بالاتر از حد معمول را داشته اند به چشم می خورد.(مموری های با قابلیت اور کلاک)

تکنولوژی	ولتاژ نمونه
DDR	2.5 V
DDR2	1.8 V
DDR3	1.5 V

 

مرحله عکس العمل

این مرحله مرحله ایی است که واحد کنترل مموری باید بین درخواست یک داده و به اتمام رسیدن  حقیقی آن ها صبر کند. که با نام CAS شناخته می شود.( Column Address Strobe)

Latency یا به اختصارCL. این عدد در خصوص دوره های چرخه فرکانس بیان می شود.برای مثال,یک مموری با CL3 به این معنی است وقتی درخواستی انجام می شود واحد کنترل مموری باید 3چرخه فرکانس را تا رسیدن داده به مقصد صبر کند.یک مموری CL5  زمان بیشتری می برد.

پس بنا براین همیشه شما باید به دنبال مموری با کمترین مقدار ممکن CL باشید.

 

مموری های DDR 2 و DDR3 دارای CL بالاتری هستند اماهمچنین دارای یک پارامتر دیگری به نام AL یا عکس العمل اضافی نیز می باشند.پس این عدد برای رم ها DDR2  و DDR3  CL+AL این گونه محاسبه می شود: CL+ALکه خوش بختانه در بیشتر این رم ها عدد AL 0 می باشد که به این معنی است که زمان اضافی برای این مرحله نیاز نیست.

در جدول زیر سعی شده تا رایج ترین مقدار لیتنسی ها بیان شود.

نوع تکنولوژی	لیتنسی نمونه	لیتنسی های رایج و موجود دیگر
DDR	3	2, 2.5
DDR2	5	3, 4
DDR3	7	6, 8, 9

این به این معنی است که مموری های DDR3 دارای تأخیر بیشتری نسبت به DDR2 ها هستند اما به معنی زمان انتظار بیشتر نیست.

برای مثال مموری های DDR2-800 CL5 نسبت به مموری های DDR3-800 CL5دارای تاخیر کمتر و در نتیجه سرعت بیشتری هستند اگر چه هر دو دارای سرعت 800 مگاهرتز می باشند و از لحاظ نظری نیز کاملا شبیه به هم می باشند.البته این نکته رو هم باید در نظر گرفت که مموری های DDR3 ولتاژ کمتری نیاز دارند.

به طور معمول تولید کنندگان مموری اطلاعات مربوط به سرعت و زمان بندی را (CAS)به صورت یک سری عدد جدا از هم می نویسند که مقدار CL اولین عدد می باشد.

PreFetch

حافظه های دینامیک، داده ها را در خازن های بسیار ریز و مرتبی ذخیره می­کنند.مموری های DDR  2بایت را  از آرایه به مموری داخلی (I/O Buffer ( در هر فرکانس انتقال می دهند.این را پرفچ 2بایتی نام گذاری می کنند.در مموری های DDR2 این انتقال داده را به 4 بایت افزایش یافت و در نسل بعدی مموری ها یعنی DDR3 به 8 بایت افزایش یافت.این درواقع ترفندی است که باعث می شود تا مموری های DDR در فرکانس بالاتری کار کنند.

مقاومت پایانی

در مموری های نوع DDR این ترمینیشن به عهده مادر بورد می باشد در صورتی که در مموریهای DDR2 وDDR3 این مقاومت در درون پیچست ها و با تکنولوژی به نام ODT (On-Die Termination) قرار داده شد. این عمل برای عمل کرد بهتر سیگنال ها انجام گرفت.

صورت ظاهری

بعد از بررسی عملکرد نوبت به تفاوت ها در ساختار می رسد.

1-     مدل های مموری برای هر نسل از این رم ها متفاوت می باشد و شما نمی توانید یک مدل DDR2 را بر روی یک سوکت DDR3  نصب کنیدمگر آن که مادر بورد شما هر دو نوع را پشتیبانی کند که تعداد کمی از مادر بورد ها دارای این قابلیت هستند.

پس  شما نمی توانید از DDR2  به DDR3  ارتقاء بدهید چون  نیاز به تغییر مادر بورد و همچنین CPUنیز دارید.(البته اگر واحد کنترل مموری به عهده CPU باشد همانند CPU  های AMD  وIntel Corei7 ).

 

اما بین DDR  وDDR2  شباهت های زیادی است  و در مواردی جزیی شما قادر به تعویض نمی باشید.

2-     تعداد پین ها در DDR2 و DDR3  یکسان می باشد اگر چه شکاف در سمت متفاوتی واقع است.

مدل مموری	تعداد پین ها
DDR	184
DDR2	240
DDR3	240

 

3-     تمامی مموری های DDR2  وDDR3  از پکیج BGA (Ball Grid Array) استفاده می کنند در صورتی که DDR ها ازپکیجTSOP (Thin Small-Outline Package) استفاده می کنند ولی تعداد محدودی DDR نیز وجود دارند که از تکنولوژی BGA  بهره بردند مثل مموری های کینگ مکس , اما خیلی رایج نیستند.

منبع: www.komakit.ir