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    DDR3更低功耗的架构


     Kingston DDR3-1066 标签上注明为1.5V

      内存频率越来越高,带来负面影响就是功耗的增加,所以新一代的内存都会在功耗上作些改进,以抵消频率提高带来的负面影响。最通常的方式就是降低内存的核心电压。DDR1的核心电压为2.5V,DDR2的核心电压为1.8V,DDR3的核心电压进一步降低了,仅有1.5V。

      DDR3内存模块拥有比DDR2更好的带宽功耗比(Bandwitdh per watt)。对比现有的DDR2-800产品,DDR3-800、1066的功耗比分别为0.72X、0.83X,不单内存带宽大幅提升,功耗表现也比上代更好。

      除了更低的核心电压外,DDR3还有许多节能方面的改进:

      · 重置(Reset)

      重置是DDR3新增的一项重要功能,将使DDR3的初始化处理变得简单。当Reset命令有效时,DDR3内存将停止所有的操作,并切换至最少量活动的状态,以节约电力。在Reset期间,DDR3内存将关闭内在的大部分功能,所以有数据接收与发送器都将关闭。所有内部的程序装置将复位,DLL(延迟锁定回路)与时钟电路将停止工作,而且不理睬数据总线上的任何动静,将使DDR3达到最节省电力的目的。

      事实上,业界对重置功能早就有所要求,此次DDR3总算是听从“号召”了。

     DDR3低功耗在实际应用中的优势很明显

      · 根据温度自刷新(SRT)

      之所以称为DRAM,就是因为它要不断进行刷新(Refresh)才能保留住数据,它是DRAM最重要的操作,刷新操作分为两种:自动刷新(Auto Refresh,简称AR)与自刷新(Self Refresh,简称SR)。为了最大的节省电力,DDR3采用了一种新型的自动自刷新设计(ASR,Automatic Self-Refresh)。当开始ASR之后,将通过一个内置于DRAM芯片的温度传感器来控制刷新的频率,因为刷新频率高的话,温度也随之升高。而温度传感器则在保证数据不丢失的情况下,尽量减少刷新频率,降低工作温度。

      不过DDR3的ASR是可选设计,并不见得市场上的DDR3内存都支持这一功能,因此还有一个附加的功能就是自刷新温度范围(SRT,Self-Refresh Temperature)。通过模式寄存器,可以选择两个温度范围,一个是普通的的温度范围(例如0℃至85℃),另一个是扩展温度范围,比如最高到95℃。对于DRAM内部设定的这两种温度范围,DRAM将以恒定的频率和电流进行刷新操作。

      · 局部自刷新(RASR,Partial Array Self-Refresh)

      这是DDR3的一个可选项,通过这一功能,DDR3内存芯片可以只刷新部分逻辑Bank,而不是全部刷新,从而最大限度的减少因自刷新产生的电力消耗。这个功能对于移动计算的意义将会更为重要,使得笔记本电脑厂商可以在系统未处于最高性能模式下时,通过更少的刷新循环节省更多的电能。

     小知识:什么是逻辑Bank

      DRAM的内部是一个存储阵列。因为如果是管道式存储(就如排队买票),就很难做到随机访问了。阵列就如同表格一样,先指定一个行,再指定一个列,就可以准确地找到所需要的单元格,这是内存芯片寻址的基本原理。对于内存,这个单元格可称为存储单元,而这个表格(存储阵列)就是逻辑Bank(Logical Bank)。

      DDR3在功耗方面作了许多努力,一方面能保证它可以达到更高的频率,另一方面,低功耗也可以让DDR3在小型移动设备中得到广泛应用。

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