Кіріспе

Екінші буын екі еселік деректер жылдамдығы синхронды динамикалық кездейсоқ қолжетімділік жады. DDR SDRAM-тегі (деректерді автобус сағаты сигналының өсу және төмендеу жиектерінде беру) дерек шинасын екі есе жылдамдетумен қатар, DDR2 жоғары автобус жылдамдығын қамтамасыз етеді және ішкі сағатты дерек шинасы жылдамдығының жартысына дейін төмендету арқылы аз қуатты пайдаланады. Бұл екі фактор бірігіп, ішкі сағат циклында жалпы төрт дерек беруді қамтамасыз етеді. DDR2 ішкі сағаты DDR сыртқы сағатынан жартылай жылдамдықпен жұмыс істейтіндіктен, DDR2 жады DDR сияқты бірдей сыртқы дерек шинасы жылдамдығында жұмыс істесе, сол жолақтылықты, бірақ жақсы жауап беру уақытын қамтамасыз ете алады. Балама ретінде, DDR2 жады DDR-ден екі есе жоғары сыртқы дерек шинасы жылдамдығында жұмыс істесе, сол жауап беру уақытымен екі есе жолақтылықты қамтамасыз ете алады. Ең жақсы DDR2 жады модульдері ең жақсы DDR жады модульдерінен кем дегенде екі есе жылдам. Коммерциялық түрде қол жетімді DDR2 DIMM-дердің максималды сыйымдылығы 8 ГБ құрайды, бірақ осы DIMM-дерге чипсет қолдауы және қолжетімділігі шектеулі, көбінесе DIMM-ге 2 ГБ қолданылады.

Тарих

DDR2 SDRAM-ды Samsung компаниясы алғаш рет 2001 жылы шығарды. 2003 жылы JEDEC стандарттау ұйымы DDR2 стандартын әзірлеу және стандарттаудағы компанияның еңбегі үшін Samsung-қа Техникалық мойындау сыйлығын табыс етті. DDR2 2003 жылдың екінші тоқсанында екі бастапқы такталық жиілікпен ресми түрде ұсынылды: 200 МГц (PC2 3200 деп аталады) және 266 МГц (PC2 4200). Олардың екеуі де жоғары жайласу уақытынан (latency) туындаған ұзартылған қол жеткізу уақытынан (access time) бастапқы DDR сипаттамасынан нашар жұмыс істеді. Дегенмен, бастапқы DDR технологиясы шамамен 200 МГц (400 МТ/с) такталық жиілікке жетеді. Жоғары өнімділікке ие DDR чиптері бар, бірақ JEDEC оларды стандарттаудан бас тартты. Бұл чиптер көбінесе стандартты DDR чиптері болып табылады, олар өндіруші тарапынан сынақтан өткізіліп, жоғары такталық жиілікте жұмыс істеуге қабілетті деп бағаланған. Мұндай чиптер төмен жиілікті чиптерге қарағанда айтарлықтай көп қуат тұтынады, бірақ көбінесе нақты қолданыста өнімділікті аз немесе мүлдем жақсартпайды. DDR2 2004 жылдың соңында төмен жайласу уақытына ие модульдер қолжетімді болған кезде, ескі DDR стандартына қарсы бәсекеге қабілетті бола бастады.

Шолу

DDR2 және DDR SDRAM арасындағы басты айырмашылық – алдын ала жүктеу ұзындығының ұлғаюы. DDR SDRAM-да алдын ала жүктеу ұзындығы сөздің әрбір биті үшін екі бит болды; ал DDR2 SDRAM-да ол төрт бит. Деректерге қол жеткізу кезінде төрт бит төрт биттік алдын ала жүктеу буферінен оқылады немесе жазылады. Бұл буфер деректерді екі сағаттық цикл ішінде (әр циклде екі бит дерек) дерек шинасы арқылы қабылдады немесе жіберді. Алдын ала жүктеу ұзындығын ұлғайту DDR2 SDRAM-ға деректерді дерек шинасы арқылы беру жылдамдығын екі есеге арттыруға мүмкіндік берді, DRAM массивіне қол жеткізу жылдамдығы осылай ұлғайған жоқ. DDR2 SDRAM энергия тұтынудың артық өсуін болдырмау үшін осындай схемамен жобаланды. DDR2 шинасының жиілігі электрлік интерфейстің жақсартуы, тізбектің тоқтатылуы, алдын ала жүктеу буферлері және чип драйверлері арқылы арттырылды. Дегенмен, бұл өзгерістер салдарынан жауап беру уақыты (latency) айтарлықтай ұлғайды. DDR2 алдын ала жүктеу буфері төрт бит тереңдікте, ал DDR үшін екі бит тереңдікте. DDR SDRAM-да әдетте екі және үш автобус циклы арасында оқу кешігуі болса, DDR2-де үш және тоғыз цикл арасында болуы мүмкін, бірақ әдетте төрт және алты цикл аралығында болады. Сондықтан, DDR2 жады бірдей кешігуді алу үшін деректерді екі есе жылдамдықпен өңдеуі керек. Жолақтың енінің (bandwidth) ұлғаюының тағы бір кемшілігі – чиптердің бұрынғы жад буындарының TSSOP корпусымен салыстырғанда, құрастыруы қиын және қымбат BGA корпусында орналастырылуын қажет етуі. Бұл корпустың өзгеруі жоғары шина жылдамдықтарында сигналдың сақталуын қамтамасыз ету үшін қажет болды. Энергияны үнемдеуге негізінен үлпектің (die) кішірейтілуі арқылы өндіріс процесінің жақсаруы ықпал етеді, нәтижесінде жұмыс кернеуі төмендейді (DDR-дің 2,5 В-қа қарағанда 1,8 В). Жады сағатының жиілігінің төмендеуі ең жоғары қол жетімді деректерді беру жылдамдығын қажет етпейтін қолданбаларда қуатты азайтуға мүмкіндік береді. JEDEC бойынша ең жоғары ұсынылатын кернеу 1,9 вольт, және жадтың тұрақтылығына қатысты мәселелер туындаған жағдайларда (мысалы, серверлерде немесе басқа да маңызды құрылымдарда) бұл абсолюттік шек деп есептелуі керек. Сонымен қатар, JEDEC жад модульдерінің 2,3 вольтқа дейін төтеп беруі керек екенін мәлімдейді, бірақ олар осы деңгейде дұрыс жұмыс істемей қалуы мүмкін.

Артқа қарай үйлесімділік

DDR2 DIMM-дер DDR DIMM-дермен кері үйлесімді емес. DDR2 DIMM-дердегі ойық DDR DIMM-дерден өзгеше жерде орналасқан, ал пин тығыздығы десктоптардағы DDR DIMM-дерге қарағанда жоғары. DDR2 – 240 пиндік модуль, ал DDR – 184 пиндік модуль. Ноутбуктерде DDR және DDR2 үшін 200 пинді SO DIMM қолданылады; алайда, DDR2 модульдеріндегі ойық DDR модульдеріндегіден сәл өзгеше орында болады. Жылдамдығы жоғары DDR2 DIMM-дерін жылдамдығы төмен DDR2 DIMM-дермен қосуға болады, бірақ жад контроллері барлық DIMM-дерді ең төмен жылдамдықтағы DIMM-нің жылдамдығымен жұмыс істетеді.

GDDR жадымен байланыс

GDDR2, GDDR SDRAM форматы, Samsung компаниясымен әзірленді және 2002 жылдың шілдесінде ұсынылды. "DDR2" технологиясын қолданатынын алғаш рет мәлімдеген коммерциялық өнім – Nvidia GeForce FX 5800 графикалық картасы болды. Дегенмен, графикалық карталарда қолданылатын бұл GDDR2 жады, нақты DDR2 емес, керісінше DDR және DDR2 технологияларының арасындағы алғашқы кезең. GDDR2-ні "DDR2" деп атау – бұл күнделікті сөйлеу тіліндегі жаңылыс. Атап айтқанда, I/O сағаттық жиілігін екі есе арттыратын өнімділік мұнда жоқ. Ол номиналды DDR кернеулеріне байланысты қатты қызып кету мәселесіне тап болды. ATI кейін GDDR технологиясын GDDR3-ке дейін жетілдірді, ол DDR2 SDRAM негізінде құрылған, бірақ графикалық карталарға бейімделген бірнеше қосымша мүмкіндіктермен жабдықталған. GDDR3 графикалық карталарда және кейбір планшеттік компьютерлерде кеңінен қолданылды. Алайда, "GDDR2" қолданатынын мәлімдейтін бюджеттік және орта деңгейдегі графикалық карталардың пайда болуы осы шатасуға одан әрі күш қосты. Шындығында, бұл карталар негізгі жүйелік жад ретінде пайдалануға арналған стандартты DDR2 чиптерін қолданады, бірақ жоғары сағаттық жиіліктерге қол жеткізу үшін жоғары жауап уақытымен (латенттілікпен) жұмыс істейді. Бұл чиптер GDDR3-тің сағаттық жиіліктеріне жете алмайды, бірақ арзан және орта деңгейдегі карталарда жад ретінде қолдануға жеткілікті жылдам.