内存硝烟再起，Rambus XDR内存技术前瞻 -pc6资讯

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内存硝烟再起，Rambus XDR内存技术前瞻 时间：2004/10/8 13:39:00来源：本站整理作者：蓝点我要评论(0)

Rambus是一家位于美国加州洛斯拉图斯市的小公司，说“小”是因为Rambus仅仅是一家知识产权公司，没有自己的加工厂。不过正是这家公司在PC业界引起了很大的波澜，Intel曾经选择他们的RDRAM内存作为自己芯片组的唯一选择，希望凭借RDRAM加奔腾4的威力甩开AMD（Netburst架构和RDRAM的高带宽也确实非常合拍），直到现在850E芯片组+PC1066 RDRAM仍然可以称作高端产品。

在DDR内存出现以后，Rambus的天空暗淡了下来。随着高性能、低成本的双通道DDR内存方式出现以后，Intel选择了离开Rambus。目前，只有SiS还在为Rambus和自己推出新款的奔腾4+RDRAM内存的芯片组产品--SiS659。

不管我们是否喜欢Rambus这家公司，但是我们不可否认RDRAM确实是一种强力的产品。尽管有人认为低位宽的情况下，RDRAM性能会大为下降，不过Rambus却证明了即使在16位内存接口上RDRAM仍然可以提供相当惊人的能量。实际上，目前的RDRAM产品工作频率为1066MHz，完全可以为最新的奔腾4处理器提供足够的带宽。不过，失去的不会再回来……

不过Rambus并没有就此消沉，他们通过自己的努力（5年的努力）又推出了全新的技术和产品——XDR。

XDR概述

XDR三个字母是“eXtreme Data Rate”的缩写，也就是Rambus的“Yellowstone”的最终名称。XDR将Rambus之前公布了一系列新技术集中到了一起，新技术不仅带来了新的内存控制器设计和DRAM模块设计，同时可以工作在相当高的频率，带来让人难以置信的带宽。

尽管XDR产品需要定制，尽管XDR具有自己的知识产权，不过实际的XDR DRAM和目前在DDR、DDR II中使用的标准DRAM没有太大的区别，目前，XDR模块还没有开始生产，计划是等到2004年中后期才开始全线生产。XDR的样品会在6个月内完成，Rambus拉来了不少“大”合作伙伴，其中包括三星、东芝和Elpida。

DDR和XDR之间最大的差别是就在内存控制器和实际内存芯片的接口上。这并不会让人感到奇怪，Rambus已经将自己定位成了一家“接口”公司，他们宣称中档的XDR内存也要比目前的DDR400产品快上8倍。

XDR内存的快并不是通过工作频率的提高完成的，毕竟目前的DDR、DDR II已经处在一个相当高的水平上。Rambus成XDR的工作频率有三级，位于2.4-4.0GHz之间，并计划在十年内达到6.4GHz。这样的工作频率看起来很吓人，不过这并不是XDR内存的实际工作频率。目前的XDR 3.2GHz产品的实际工作频率为400MHz，不过它可以在一个时钟循环中传送8个Bit的数据，也就可以达到标称的3.2GHz的工作效果，对比一下：DDR内存可以在一个时钟循环中传递2个Bit的数据，因此得名“Double Data Rate”。按照这种命名方式，XDR也许可以称作ODR了，也就是“Octal Data Rate”，这也是XDR产品如此高频率的关键。

	XDR 2.4 GHz	XDR 3.2 GHz	XDR 4.0 GHz	PC-800 RDRAM	PC-1066 RDRAM	DDR-333	DDR-400	DDR-II 533
基准频率	300MHz	400MHz	500MHz	400MHz	533MHz	166MHz	200MHz	266MHz
Bit/循环	8	8	8	2	2	2	2	2
模块频率	2.4GHz	3.2GHz	4.0GHz	800MHz	1.06GHz	333MHz	400MHz	533MHz
总线位数	16位	16位	16位	16位	16位	64位	64位	64位
峰值带宽（GB/s）	4.8	6.4	8.0	1.6	2.1	2.7	3.2	4.2

通过上面的分析，我们可以给出这样的内存规格对比表，不过提醒大家XDR产品距离量产还有很远，其最终规格可能还会变化。在表格中的“峰值带宽”取的都是单通道情况下的数值，RDRAM和DDR在主流机器中都可以以双通道方式工作，在理论上可以将带宽提高一倍。双通道方式提高不仅是带宽，还将内存位数提高了一倍，不过XDR也可以工作在多通道模式下。

现在的电脑似乎只有双通道和四通道内存模式，不过XDR模块技术则官方宣布可以达到八通道模式（51.2GB/s带宽），在今后可以达到更高的标准。这样的规格表明XDR并没有（或者说不仅仅）面向PC市场，Rambus还希望它可以在控制台、网络设备等市场有所作为。

深入XDR

如果有人想在自己的芯片组、显卡或是网络设备上采用XDR内存产品，他们就必须使用和DDR完全不同的方式。XDR的设计和RDRAM的有些类似，它们均采用了16位的内存控制器，不过XDR做了一些改进来达到更高的工作频率。

XDR的标准架构

在上面的图中，“XMC”表示XDR内存控制器，“XIO”表示XDR I/O单元，而“XCG”表示XDR频率发生器。上图是一个双通道16位 XDR内存的结构，在XDR控制器的左侧和下部各有一个XMC。不过每个XDR内存模块的工作频率都是3.2GHz，那么图中的内存就可以给我们带来12.8GB/s的带宽。大家从上图可以看到，每个内存通道都需要在尽头有自己的终止器（Termination），这个设计也是RDRAM的。XDR内存可以在实际的内存模块中包含这样的终止器，而不需要采用独立的终止模块（C-RIMM的设计），不过由于串行的特点，总线还是需要终止器的。

我们在这里看到和RDRAM最大区别就是XDR有独立的数据和地址/指令总线。Rambus的结构需要数据通过所有的内存模块，这也造成了RDRAM为人诟病的高延迟性（相对于DDR而言），XDR通过两条独立的总线解决的这一问题，其中地址/指令总线还是需要经过所有的内存模块，不过数据则可以由内存控制器直接进入对应的模块。

和RDRAM一样，XDR也需要一个独立的频率发生器芯片。RDRAM的频率发生器是其能否在主板上超频工作的关键，也决定了RDRAM能够以怎样的频率工作。如果RDRAM的频率发生器质量不够好，那么将会限制内存模块的性能发挥。不过这一切对于XDR而言都不是问题了，Cypress和ICS都已经签约为XDR制造频率发生器，两家公司实力都不容小视。

尽管Rambus会在第三方厂商设计自己的XDR内存控制器时提供技术和人员的支持，不过让那些进入DDR领域的厂商重新设计内存控制器可不容易。比如说ATI和nVidia，两家公司都想设计出更高带宽的显卡显存系统，如果已经在DDR内存控制器上投入了上百个工程师和无数的金钱之后，转到DDR II内存只需要一些小的改动，不过采用全新的XDR，恐怕不是说转就转的。

就目前的情况当然很好选择，还没有实际的XDR产品问世。今后XDR产品能够达到怎样的成绩，很大程度上由能否将工程师们的眼球吸引过来相关。

XDR第一目标：GPU！

尽管网络、桌面和工作站领域对内存的要求越来越高，不过在这些领域都没有用到我们提供的全部带宽。AMD和Intel的最新款芯片组都可以提供6.4GB/s的带宽，不过我们没有发现这和3.2GB/s带宽系统在性能上有什么差别。既然这样，那么XDR内存的最大亮点“高带宽”在主流PC上就没有什么发挥的空间，这个结论对于今天的电脑而言是成立的。

正因为这样，Rambus就将XDR内存的第一目标定在了显卡市场，这是一次大胆的计划，不过意义重大、影响深远。在显卡领域，内存带宽、一个老问题，工程师们不得不依靠高成本的256位DDR接口来满足最新款GPU的需要。如果用低成本、针脚数低、带宽高的XDR内存来取代目前的256位 DDR、DDR II内存，那么其带宽可以很好的满足GPU需要。实际上，DDR、DDR II内存进入显卡领域也不是很久的事情。

不过Rambus不准备将全部希望放在显卡上，他们会计划向高性能网络设备、移动PC、超级电脑等方面进军，当然还有游戏主机市场。Rambus在游戏主机市场成绩还是不错的，任天堂（N64）和Sony（PS 2）都采用的Rambus技术，同时Sony更具有Yellowstone的技术许可。Rambus在这片市场大有可为。

Rambus并没有放弃PC市场，而仅仅是没有将其定位第一目标，目前也不是XDR进入的最佳时机。XDR的希望在今后的2、3年，CPU和I/O带宽将会对内存提出更高的要求，DDR和DDR II将无法满足其需要，而XDR将可能通过充分的准备成为PC领域的一种不错的选择。PCI-Express、SATA、Ultra640 SCSI等新技术以及5GHz以上的处理器将会对内存带宽提出更好的要求，这就是XDR的机会。已经

Rambus似乎已经确定DDR II内存无法在桌面平台取得成功，而XDR将取代它的位置。我们觉得Rambus信心有些爆棚，目前还无法看清发展趋势。DDR技术从200MHz在2年内飞速提高到400MHz，这超过的许多人的预计和想象。从目前的情况来看，DDR II内存同样拥有这样不俗的潜力。

下面这个就是Rambus对未来内存市场的预计：

面向PC的 XDIMM

尽管目前没有任何实际的XDR内存产品，不过Rambus已经对未来的PC内存模块做好的规划。由于之前的Rambus内存模块倍称作RIMM，那么位PC设计的XDR内存模块就自然成了“XDIMM”了。由于XDR是一项全新的技术，XDIMM的技术细节没有过多的公开，不过我们还是可以从某些文档中管中窥豹一番。

从Rambus提供的图片看来，XDIMM的外形和现在的16位RDRAM模块接近，XDIMM的图片表明其具有和RDRAM同样的尺寸以及相似的接口针脚设计。XDIMM的内部设计看起来就更像32位的RDRAM产品了，只是“T”（终止器）位于模块内部而不是独立存在。地址/指令总线通过XDR模块和所有的XDR芯片，并在终止器结束，不过每个XDR芯片都有一个和内存控制器的直接通道，正是这个区别带来了更高的效率、更小的延迟。

在技术文档中还透露了PC的XDIMM内存配置。下面的图片显示了单根16位XDR通道与主板上（或者是CPU集成的）北桥芯片的内存控制器相连。你可以再次看到命令/寻址通道传过所有的内存模块，但是数据直接和内存控制器连接。

在技术文档中，我们还可以发现PC中的DIMM内存结构，如下图所示。一个单独的16位 XDR总线和主板的北桥内存控制器或是CPU内建的内存控制器连接，地址/指令总线通过所有（2个）内存模块，不过数据则直接传给内存控制器。

预言XDR

再强调一下，Rambus仅仅是一家纯技术的知识产权公司，也就是所有的XDR内存以及其他相关组件都需要由第三方厂家完成。目前Rambus已经找到了三星、Elpida和Sony这样的合作伙伴，不过Intel的缺席给XDR的前途带来一些阴影。Intel会不会在今后的产品设计中加入XDR内存？现在谁也无法回答。很明显，Intel在过去和Rambus有过合作，不过并不是很圆满。Intel认为RDRAM是一种不错的产品，不过没有用在恰当的地方。如果PC对内存带宽的要求飞快提升，那么我们不会对Intel选择XDR感到奇怪。一切都需要时间来给予最终的解答。

Rambus如果可以找到合适的伙伴，他们可以完成在XDR上的各种承诺。当初他们推出800MHz的RDRAM产品时受到了广泛的怀疑，不过最终的产品打消了人们的疑虑，甚至推出了更高的1066MHz产品（未来可能达到1200MHz）。现在的3.2GHz和4.0GHz工作频率的XDR产品会面临散热的问题，不过Rambus对解决这样的问题充满信心，并认为不需要采用什么夸张的散热系统。当XDR进入生产阶段时，Rambus的合作厂商将可以采用0.11微米或0.10微米技术，这将使XDR产品比目前0.13、0.15微米制程的产品在散热上好的多。

XDR的不利因素就在于要等到2004-2005年才能由实际产品，这对于IT业界而言可是相当长的时间，技术的发展往往超出人们此前的预期。同样由于该没有实物，现在还无法比较XDR和DDR产品的价格，Rambus的专利许可费也还没有公布。在PC市场，价格往往成为两项竞争技术的最终决定性因素--如果XDR成本过高，它想要成功就会很难。在DDR II先入为主的情况下，XDR只有在性能或售价上下一番工夫才行。

Rambus通过XDR的推出表明他们不过让DDR家族“一统江湖”，竞争对于普通用户而言总是一件好事，XDR和DDR之间的竞争越是激烈，我们就越是会从中获得好处：性能更高、售价更低的产品。

XDR的未来还是一个大大的“X”，DDR和XDR谁可以征服未来，让我们拭目以待……

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