SDRAM DDR2

Memoria dinámica síncrona de acceso aleatorio de doble velocidad de datos 2 (DDR2 SDRAM) es una interfaz de memoria dinámica síncrona de acceso aleatorio (SDRAM) de doble velocidad de datos (DDR). Es un estándar JEDEC (JESD79-2); publicado por primera vez en septiembre de 2003. DDR2 sucedió a la especificación DDR SDRAM original y fue reemplazada por DDR3 SDRAM en 2007. Los DIMM DDR2 no son compatibles con DDR3 ni con DDR.

Además de bombear dos veces el bus de datos como en DDR SDRAM (transfiriendo datos en los flancos ascendentes y descendentes de la señal del reloj del bus), DDR2 permite una mayor velocidad del bus y requiere menos energía al hacer funcionar el reloj interno a la mitad de la velocidad de el bus de datos Los dos factores se combinan para producir un total de cuatro transferencias de datos por ciclo de reloj interno.

Dado que el reloj interno de DDR2 funciona a la mitad de la frecuencia de reloj externa de DDR, la memoria DDR2 que funciona a la misma frecuencia de reloj de bus de datos externo que DDR da como resultado que DDR2 pueda proporcionar el mismo ancho de banda pero con mejor latencia. Alternativamente, la memoria DDR2 que funciona al doble de la velocidad del reloj del bus de datos externo que DDR puede proporcionar el doble de ancho de banda con la misma latencia. Los módulos de memoria DDR2 mejor calificados son al menos el doble de rápidos que los módulos de memoria DDR mejor calificados. La capacidad máxima de los módulos DIMM DDR2 disponibles en el mercado es de 8 GB, pero la compatibilidad y la disponibilidad del chipset para esos módulos DIMM es escasa y se utilizan 2 GB por DIMM más comunes.

Historia

Samsung produjo DDR2 SDRAM por primera vez en 2001. En 2003, la organización de estándares JEDEC otorgó a Samsung su premio de reconocimiento técnico por los esfuerzos de la empresa en el desarrollo y la estandarización de DDR2.

DDR2 se presentó oficialmente en el segundo trimestre de 2003 con dos velocidades de reloj iniciales: 200 MHz (denominado PC2-3200) y 266 MHz (PC2-4200). Ambos funcionaron peor que la especificación DDR original debido a una mayor latencia, lo que hizo que los tiempos de acceso total fueran más largos. Sin embargo, la tecnología DDR original alcanza un máximo de velocidad de reloj de alrededor de 200 MHz (400 MT/s). Existen chips DDR de mayor rendimiento, pero JEDEC ha declarado que no se estandarizarán. Estos chips son en su mayoría chips DDR estándar que han sido probados y calificados para ser capaces de funcionar a velocidades de reloj más altas por parte del fabricante. Dichos chips consumen mucha más energía que los chips de reloj más lento, pero por lo general ofrecen poca o ninguna mejora en el rendimiento del mundo real. DDR2 comenzó a ser competitivo frente al estándar DDR más antiguo a fines de 2004, a medida que se disponía de módulos con latencias más bajas.

Especificación

Resumen

La diferencia clave entre DDR2 y DDR SDRAM es el aumento en la longitud de captación previa. En DDR SDRAM, la longitud de captación previa era de dos bits por cada bit de una palabra; mientras que es de cuatro bits en DDR2 SDRAM. Durante un acceso, se leyeron o escribieron cuatro bits hacia o desde una cola de captación previa de cuatro bits de profundidad. Esta cola recibió o transmitió sus datos a través del bus de datos en dos ciclos de reloj del bus de datos (cada ciclo de reloj transfirió dos bits de datos). El aumento de la longitud de captación previa permitió que DDR2 SDRAM duplicara la velocidad a la que se podían transferir los datos a través del bus de datos sin duplicar la velocidad a la que se podía acceder a la matriz de DRAM. DDR2 SDRAM fue diseñado con tal esquema para evitar un aumento excesivo en el consumo de energía.

La frecuencia del bus de DDR2 se ve reforzada por las mejoras de la interfaz eléctrica, la terminación en matriz, los búferes de captación previa y los controladores fuera del chip. Sin embargo, la latencia aumenta considerablemente como contrapartida. El búfer de captación previa DDR2 tiene una profundidad de cuatro bits, mientras que DDR tiene una profundidad de dos bits. Mientras que DDR SDRAM tiene latencias de lectura típicas de entre dos y tres ciclos de bus, DDR2 puede tener latencias de lectura entre tres y nueve ciclos, aunque el rango típico es entre cuatro y seis. Por lo tanto, la memoria DDR2 debe funcionar al doble de la velocidad de datos para lograr la misma latencia.

Otro costo del mayor ancho de banda es el requisito de que los chips estén empaquetados en un paquete BGA más costoso y difícil de ensamblar en comparación con el paquete TSSOP de las generaciones de memoria anteriores, como DDR SDRAM y SDR SDRAM. Este cambio de empaque fue necesario para mantener la integridad de la señal a velocidades de bus más altas.

El ahorro de energía se logra principalmente debido a un proceso de fabricación mejorado a través de la contracción del troquel, lo que da como resultado una caída en el voltaje de funcionamiento (1,8 V en comparación con los 2,5 V de DDR's). La frecuencia de reloj de memoria más baja también puede permitir reducciones de energía en aplicaciones que no requieren las velocidades de datos más altas disponibles.

Según JEDEC, el voltaje máximo recomendado es de 1,9 voltios y debe considerarse el máximo absoluto cuando la estabilidad de la memoria es un problema (como en servidores u otros dispositivos de misión crítica). Además, JEDEC establece que los módulos de memoria deben soportar hasta 2,3 voltios antes de sufrir daños permanentes (aunque es posible que en realidad no funcionen correctamente a ese nivel).

Chips y módulos

Para uso en computadoras, DDR2 SDRAM se suministra en DIMM con 240 pines y una muesca de ubicación única. Los SO-DIMM DDR2 para portátiles tienen 200 pines y, a menudo, vienen identificados con una S adicional en su designación. Los DIMM se identifican por su capacidad máxima de transferencia (a menudo denominada ancho de banda).

* Algunos fabricantes etiquetan sus módulos DDR2 como PC2-4300, PC2-5400 o PC2-8600 en lugar de los nombres respectivos sugeridos por JEDEC. Al menos un fabricante ha informado que esto refleja pruebas exitosas a una velocidad de datos más alta que el estándar, mientras que otros simplemente se reúnen para el nombre.

Nota: DDR2-XXX denota la velocidad de transferencia de datos y describe chips DDR sin procesar, mientras que PC2-XXXX denota el ancho de banda teórico (con los dos últimos dígitos truncados), y se usa para describir los DIMM ensamblados. El ancho de banda se calcula tomando transferencias por segundo y multiplicando por ocho. Esto se debe a que los módulos de memoria DDR2 transfieren datos en un bus que tiene 64 bits de datos de ancho, y dado que un byte comprende 8 bits, esto equivale a 8 bytes de datos por transferencia.

Además del ancho de banda y las variantes de capacidad, los módulos pueden:

1. Aplicar opcionalmente ECC, que es un carril de byte extra de datos utilizado para corregir errores menores y detectar errores importantes para una mejor fiabilidad. Los módulos con ECC son identificados por un ECC adicional en su designación. PC2-4200 ECC es un módulo PC2-4200 con ECC. Otros P se puede añadir al final de la designación, P de pie para la paridad (ex: PC2-5300P).

2. 

   Ser "registrado" ("conferido"), lo que mejora la integridad de la señal (y por lo tanto, las tasas de reloj potencialmente y la capacidad de ranura física) por amortiguar eléctricamente las señales a un costo de un reloj extra de mayor latencia. Esos módulos se identifican con otros R en su designación, mientras que no registrada (a.k.a. "sin amor") RAM puede ser identificado por un adicional U en la designación. PC2-4200R es un módulo PC2-4200 registrado, PC2-4200R ECC es el mismo módulo pero con ECC adicional.
3. Tenga en cuenta los módulos completamente amortiguados, que son designados por F o FB no tienen la misma posición de notch que otras clases. Los módulos completamente amortiguados no se pueden utilizar con placas madre que se hacen para módulos registrados, y la posición diferente de los puntos evita físicamente su inserción.

Nota:

• SDRAM registrado y no amortiguado generalmente no puede mezclarse en el mismo canal.
• Los módulos DDR2 más altos en 2009 operan a 533 MHz (1066 MT/s), en comparación con los módulos DDR más altos que operan a 200 MHz (400 MT/s). Al mismo tiempo, la latencia CAS de 11.2 ns = 6 / (tamaño del reloj del autobús) para los mejores módulos PC2-8500 es comparable a la de 10 ns = 4 / (tamaño del reloj del autobús) para los mejores módulos PC-3200.

Compatibilidad con versiones anteriores

Los módulos DIMM DDR2 no son compatibles con los módulos DIMM DDR. La muesca en los DIMM DDR2 está en una posición diferente a la de los DIMM DDR, y la densidad de pines es más alta que en los DIMM DDR en las computadoras de escritorio. DDR2 es un módulo de 240 pines, DDR es un módulo de 184 pines. Las computadoras portátiles tienen SO-DIMM de 200 pines para DDR y DDR2; sin embargo, la muesca en los módulos DDR2 está en una posición ligeramente diferente a la de los módulos DDR.

Los DIMM DDR2 de mayor velocidad se pueden combinar con DIMM DDR2 de menor velocidad, aunque el controlador de memoria operará todos los DIMM a la misma velocidad que el DIMM de menor velocidad presente.

Relación con la memoria GDDR

GDDR2, una forma de GDDR SDRAM, fue desarrollada por Samsung y se presentó en julio de 2002. El primer producto comercial en reclamar el uso de "DDR2" tecnología fue la tarjeta gráfica Nvidia GeForce FX 5800. Sin embargo, esta memoria GDDR2 utilizada en las tarjetas gráficas no es DDR2 per se, sino más bien un punto medio temprano entre las tecnologías DDR y DDR2. Usando "DDR2" referirse a GDDR2 es un nombre coloquial inapropiado. En particular, falta la duplicación de la velocidad del reloj de E/S que mejora el rendimiento. Tenía graves problemas de sobrecalentamiento debido a los voltajes DDR nominales. Desde entonces, ATI ha diseñado la tecnología GDDR aún más en GDDR3, que se basa en DDR2 SDRAM, aunque con varias adiciones adecuadas para tarjetas gráficas.

GDDR3 se usaba comúnmente en tarjetas gráficas y algunas tabletas. Sin embargo, se ha agregado más confusión a la mezcla con la aparición de tarjetas gráficas económicas y de rango medio que afirman usar "GDDR2". Estas tarjetas en realidad usan chips DDR2 estándar diseñados para usarse como memoria principal del sistema, aunque funcionan con latencias más altas para lograr velocidades de reloj más altas. Estos chips no pueden alcanzar las velocidades de reloj de GDDR3, pero son económicos y lo suficientemente rápidos como para usarse como memoria en tarjetas de gama media.