雙倍匯流排頻率

背景

在當今的許多計算系統中，記憶體頻寬是決定系統效能的重要因素，並且隨著這些系統的發展其重要性不斷增加。Rambus 開發了一種技術，它透過增加DRAM資料腳位中每個腳位的訊號傳輸速率來提高記憶體系統頻寬。雙倍速率傳輸 (DDR) SDRAM 是一種記憶體裝置，它透過在每個時鐘週期內沿兩個時鐘沿﹝而非一個時鐘沿﹞傳輸資料，從而使每個腳位的資料訊號傳輸速率加倍。雖然這種訊號傳輸速率增加能夠提高資料腳位的記憶體頻寬，但是，由於地址/控制頻寬不足會降低資料傳輸效率，因此實際系統效能可能不會提高。為了解決這個問題，Rambus 開發了雙倍匯流排頻率技術，該創新技術能同時提高地址/控制和資料頻寬，從而提高記憶體系統的效能水平。

什麼是雙倍匯流排頻率技術？

圖 1 顯示了如何透過增加 DRAM 的每個腳位資料訊號傳輸速率來增加記憶體頻寬。圖 1 的上半部分顯示了爆發存取長度為 4 的單個記憶體讀取交易中，傳送到 DRAM 的地址和控制資訊與從 DRAM 返回的資訊之間的時序關係。該交易在時鐘週期內沿一個時鐘沿傳輸地址、控制和資訊。圖 1 的下半部分顯示了如何將雙倍匯流排頻率技術套用到 DRAM 的資料腳位，從而增加記憶體頻寬。如圖 1 的下半部分所示，雙倍匯流排頻率技術允許以更快的速率傳輸資料，從而增加 DRAM 能夠套用的頻寬。

圖 2 顯示了雙倍資料傳輸速率如何影響地址/控制資訊與讀取交易資訊之間的關係。圖 2 的下半部分顯示了如何在雙倍速率傳輸交易之間插入間隔，以及在資料佔用記憶體匯流排的時間量小于地址和控制資訊佔用匯流排的時間量時出現的問題。在這種情況下，地址/控制頻寬不足將導致匯流排上的資料傳輸阻塞，從而導致記憶體頻寬減少和效能下降。

透過將雙倍匯流排頻率套用到地址和控制腳位，也可以解決圖 2 中顯示的效能下降問題。圖 3 顯示了如何使用雙倍匯流排頻率技術平衡地址、控制和資料頻寬，以便解決地址和控制頻寬不足的問題。如圖 3 下半部分所示，與圖 2 中插入間隔的交易相比，頻寬增加了 50%。另一個需要增加控制頻寬的例子是使用寫入遮罩的系統。在利用寫入遮罩的系統中，增加傳輸到記憶體的資料量時需要指定更多位元組遮罩控制資訊，以便保持對資料遮罩的位元組級別支持。透過雙倍匯流排頻率技術平衡匯流排上的地址、控制和資料傳輸速率，可以解決由地址和控制頻寬不足導致的效能下降。

誰是受益者？

從雙倍匯流排頻率技術中受益的部分人員包括：

• 系統設計師。透過平衡地址、控制和資料頻寬，系統設計師能夠在系統中實現最高記憶體頻寬。從而，有助於減少實現給定記憶體效能所需的 DRAM 數量，並可以減少元件數量與簡化系統元件放置、傳送問題和散熱。
• 系統整合商。對於系統整合商而言，減少實現給定記憶體頻寬所需的元件數量，有助於降低成本和縮小系統的外型尺寸。