| 当 CPU 这颗主机内的核心不断地突飞猛进,而随之一切的硬件速度也相继进入高频率时期之后,不仅是在运算本身的效能表现,亦以并非单单只有 CPU 快,就可以整体效能都很快速。反倒是要看到与处理器一同搭配的主板、南北桥芯片,与配合在上面的内存、硬盘机、显示卡等,当这些整体组合起来的全体表现,加上芯片发挥总线速度都同步提升时,效能的瓶颈也似乎转变到 I/O 这部分。就像在这 I/O 传输效能上最关键的硬盘机,到这时也一举从以往的 Parallel ATA 而革新变成 Serial ATA ,让数据得以获得传输上纾解。因此,在高传输带宽的强力带动下,现在主流的 DDR400 SDRAM ,也蠢蠢欲动,即将进入 DDR2 的时代。 |
【从PC100到DDR、DDR2出现】其实要说到明日之星DDR2 之前,我们还是要来简单了解一下内存(大致分成 RAM 和 ROM 两大类)的发展变化,这几年的进展可说和 CPU 一样是日新月异,说到这个看似不起眼的小芯片,大家应该都可以在电脑主机内看到很多采用内存的部分,像显示卡、硬盘、光盘机等都得应用(硬盘机的内存就是应用于缓冲记忆区上,称为 Cache Memory 或 Buffer ;而显示卡上各位现在最常见到的 DDR SGRAM 或未来即将出现在新式 PCI-E 上的 GDDR2 SDRAM ,全名即叫 Graphic DDR2 SDRAM )。就不仅是各位常见的 168Pin 、 184Pin 金手指设计的内存模组(内存 -RAM 这里应该说的是颗粒,而内存模组 -RAM Module ,这才是大家常常会在商场上看到的 PC133 SDRAM 或 DDR266/333/400 等 SDRAM ),而让大家可以 DIY 插在主板上来做扩展的 128/256/512MB 、甚至是 1GB 等级的 DDR 内存模组。 由于内存的发展也可以说是一段相当漫长又遥远的路,这里就简单讲解一下历程,相信各位在 386 、 486 PC 时代,就已经使用过 30Pin 的内存,那时仍在 32bit 内存总线阶段,一次得插上 4 组内存模组(采用的为 SIMM-Single In-Line Memory Module ,为 8bit 模组设计,所以得一次插上 4 组);而渐渐到发展到 Pentium 、 Pentium Pro CPU 时期,内存也进入 72Pin 的 DIMM 设计,此时已经进入 64bit 内存总线设计,因此变成一次需插 2 条内存模组才能运作,相信比较资深的电脑玩家们应该都很怀念吧!而再来就是进入单支即可运作支持 64bit 内存总线的 SDRAM 时期,这时一堆采用 168Pin 金手指的内存模组纷纷出笼,从主板上设计过渡用的 72Pin 、 168Pin- 支持 PC66 模组,到大家所熟知的PC100 、133 SDRAM,当然过程中还有 Intel 强力支持的RAMBUS-RDRAM(注1),其不断地革新的目的很简单,就是希望北桥芯片中,从处理器到内存这一段的总线速度会更加提升,以期缩短在执行运算时的时间,达到更高速的效能表现。 而这部分台湾的内存厂商虽然有不断地进展,但在 JEDEC 当时制定到 DDR333 时,已经准备向下一代的内存 -DDR II 来发展,而没有想到要制定 DDR400 标准,个中原因也是因为当超过 200MHz 的工作时脉时,讯号变得更不容易处理,而线路拉线上的技术也更加难上加难,因此在此时就要有打算转向 DDR2 的发展。当在内存传输的瓶颈上,要让数据传输变快,除了提高工作时脉外,亦可以增加数据传输的带宽,像连接 CPU 的北桥芯片,原本是和内存以 64bit 方式来传输数据,而出现内存双通道技术后,可以过这样的增加方式,来达到一次即能读写 128bit 的数据,就可让数据传输的速度增加 2 倍,原本 1 个 Channel(通道)的 DDR333 2.7GB/Sec ,可用这样的方式,达到 2 倍 5.4GB/Sec 的数据传输效能(关于多通道的设计,亦早已在 SiS R659 芯片上充分达到应用,让原本双通道带宽仍不觉得足够时,可再变成插上 4 条内存、采 4 个通道进行;而双通道是 128bit ,变成 4 通道时则变成 256bit ,拥有超大的数据传输带宽,这点在 R659 搭配上是采用 RDRAM 来应用,即可允许 4 个 PC1200 RDRAM 内存通道,来达到超大带宽传输数据)。发展到如此境界,其实 DDR 进入高频设计的瓶颈是迟早的事情,因此终于在去年第四季, DDR2 也终于因应而生,即将在今年大放异彩。 说到 DDR2 的出现,相较于以往所看到的 DDR SDRAM,DDR 的 Prefetch 是 2bits 设计,而 DDR2 则是采用 4bits 设计,所谓的 Prefetch 是应用 Buffer 的做法,使得在低时脉下,达到只有在高时脉下能拥有的高效能,内部只要以低速运作及能做出外部的高速效能表现,让 DDR2 经过 Buffer 后可以达到比原来的 DDR 高出一倍的存取与输出量。在 JEDEC 的制定下,目前已经推出的 DDR2 内存确定为支持 1.8V 电压,以往的 DDR SDRAM 是 2.5V ( DDR 不支持 3.3V 电压的 LVTTL ,而是支持 2.5V 的 SSTL2 标准。),即将推出给桌上型电脑使用的内存模组,也将不会跟现在的 DDR SDRAM 相同,采用 240Pin 金手指设计,较以往的 184Pin 多更多 Pin 数。而其他相关的规格数据,各位可以从表 1 来了解。
| 表 1 , DDR1 和 DDR2 的规格差异 | | 内存 | DDR1 | DDR2 | | Prefetch | 2bits | 4bits | | 传输频率 | 200/266/333/400Mbps | 400/533/667Mbps | | 核心工作时脉 | 100/133/166/200MHz | 100/133/166MHz | | 颗粒封装方式 | TSOP 、 TSOP II 、 BGA | CSP 、 FBGA | | 核心电压 | 2.5V | 1.8V | | I/O 介面、电压 | SSTL_2 、 2.5V | SSTL_18 、 1.8V | | Burst Length | 2/4/8 | 4/8 | | 桌上型模组 Pin 数 | 184Pin | 240Pin |
| 而目前在 DDR SDRAM 与 DDR2 SDRAM 的几项规格数据,各位也可以从表 2 来查看,其实新一代的 DDR2 内存,除了工作时脉与传输频率提升更高外,设计的组合也与 DDR 完全不同。| 表 2 ,桌上型用 DDR 与 DDR2 内存相关规格 | | 内存模组 | 内存颗粒 | 核心工作时脉 | 理论传输带宽 | 数据宽度 | | 184Pin PC2100 | DDR266 SDRAM | 133MHz | 2.1GB/Sec | 64bit | | 184Pin PC2700 | DDR333 SDRAM | 166MHz | 2.7GB/Sec | 64bit | | 184Pin PC3200 | DDR SDRAM | 200MHz | 3.2GB/Sec | 64bit | | 240Pin PC2-3200 | DDR2-400 SDRAM | 100MHz | 3.2GB/Sec | 64bit | | 240Pin PC2-4300 | DDR2-533 SDRAM | 133MHz | 4.3GB/Sec | 64bit | | 240Pin PC2-5300 | DDR2-667 SDRAM | 166MHz | 5.4GB/Sec | 64bit |
| | ※ DDR 为规范中市面上已有推出的相关产品,而 DDR2 则为预计推出的规格数据。 |
【SiS 656 芯片组的强力出击】接著我们来看看 SiS 在新推出的 S656 芯片组,是怎样发挥 DDR2 技术在实际的应用上。首先从官方网页上取得如图 5 的架构图,从图中看到这颗 S656 北桥芯片,即是扮演著串连 CPU 、内存与显示卡这几个主要硬件间的桥梁。可支持 DDR 与 DDR2 SDRAM ,而当内存插上后,更可以采用 Dual Channel (双通道)的方式运作,并且支持 Mixed mode- 可选择使用 DDR 或 DDR2 的内存组合。内存方面还有更厉害的地方是,各位除了可选购一般 non ECC 的内存模组外,还能够搭配具备 ECC 功能的内存模组,而且不论是采用 DDR 或 DDR2 ,每一条 DIMM 皆可支持最高 1GB 的内存模组,除了能扩展超高内存容量外,更提供强大的传输能力。而各位可以在看到图 6 ,这款主板即是采用 SiS656 芯片组构成的,仔细看到在上方内存模组插槽上,有分成黑色 2 组、蓝色 2 组,就是提供给各位可分别插上 DDR 或是 DDR2 内存来使用。而不论各位是采用 DDR 或者是 DDR2 ,只要插满 2 组,就可以发挥双通道( Dual Channel )的效能表现。  |
当然不仅是如此,在北桥 S656 与南桥 S965 芯片的连接上,则是采用 SiS 独家专属的 MuTIOL (妙渠)技术,可高达 1G 的传输速率(关于 SiS MuTIOL Media I/O 家族方面的技术说明,各位若有兴趣的话,也可上网至 http://www.sis.com.tw/products/sis965.htm 来查看),而整体更采用独家的 HyperStreaming 技术(注 3),让 CPU 到南北桥芯片,或是南北桥与外围设备的链接,都能以最佳的架构进行。而透过 S656 这颗北桥芯片,连同最新 PCI Express 介面也即将发挥强大的支持效能,一推出即以搭配 x16 等级水准,就等著绘图芯片原厂提供最新的 PCI-E 显示卡产品来搭配(并包括 2 组 PCI-Express x1 介面)。而 CPU 方面同样亦支持 HT 技术,让 CPU 得以模拟成双颗来运作,更增加其利用率。此外,除了以往的 IDE ( ATA100/133 )介面,亦具备因应高速 I/O 数据传输而生的 Serial ATA 介面,在此芯片组上也发挥得淋漓尽致,支持最多 4 组 S-ATA 装置;而网路方面更一举提升到 Gigabit 传输率,让电脑在局域网间的传输能力更加提升。支持高达 8 组的 USB2.0 埠,以及新一代的 AC'97 2.3 音效,让各位玩家在装设好所有的新式硬件后,就足以发挥整体运作的超高水准。拥有绝佳的性能表现,再加上前瞻式的技术支持, SiS656 芯片组所构成的主板,将会是玩家选择下一代产品时,最犀利的选择。 图5,SiS656+SiS965 芯片架构图  图 6, 采用 SiS656 芯片组的主板,可以仔细看到在内存模组插槽上,分成黑色 2 组、蓝色 2 组,就是可以分别让各位插上 DDR 或是 DDR2 内存来使用。
注 1:在进入 168Pin 的 SDRAM 时代,而 DDR 内存尚未被市场完全接受时, Intel 也曾想强力支持由 RAMBUS 公司所推出的 RDRAM , RAMBUS 虽优,仍敌不过市场的严苛考验,接著登场的就是 DDR SDRAM 的诞生,全名为 Double Data Rate SDRAM ,简单来说就是以上下缘的方式传送数据,工作电压是 2.5V ,亦与以往的 PC100 、 133 SDRAM 同样为采用 64bit 内存总线设计,首推时为 DDRI 100 ,即为外部核心时脉为 100MHz ,因此用这样的传送方式,可让工作时脉原本为 100MHz 的状态提升为 2 倍 -200MHz 的效能。而由于设计不难、且无像 RAMBUS 那样昂贵权利金的门槛( DDR 仍可沿用现有 SDRAM 的生产体系,制造成本比 SDRAM 略高一些,但仍要远小于 RAMBUS 的价格,因为制造普通 SDRAM 的设备只需稍作改进,就能进行 DDR 内存的生产,而且它也不存在专利等方面的问题),因此一推出后就势如破竹,带动内存厂商的生产制造。到目前为止,从早先的 DDR200- 可达 1600MHz/Sec 数据传输带宽,因此有人称为 PC1600 ,而后来的 DDR266-PC2100 ( 2.1GB/Sec )、 DDR333-PC2700 ( 2.7GB/Sec ),到现在以步入相当成熟期的 DDR400-PC3200 ( 3.2GB/Sec ),现在更还有超越 DDR400 的 DDR450 、 500 等内存出现,这些都是为了求得更高带宽,而在台湾内存厂商的独家设计下成型且问世贩售(注 2)。 注 2:矽统科技独家的 HyperStreaming 技术的特点是提升整体电脑系统效能,聪明地管理系统中的数据串列流,不论是从周边设备到南北桥、前端总线,内存介面端、绘图介面端等,都大大优于现今一般仅能改善部分效能的技术。HyperStreaming 技术架构,同时支持 Intel Pentium 4 和 AMD Athlon 64 及 Athlon XP ,让 CPU 到南北桥芯片,或是南北桥与外围设备的链接,都能以最佳的架构进行(主要提供四大功能:串列流延迟最小化、多重串列管线话及并行化、特定串流提升优先级、智能型串列流控制,想深入了解可到其实在 DDR333 出现时,高带宽的瓶颈问题又出现了,而制定内存标准的单位 -JEDEC 还尚未制定 DDR400 的所有标准(包括内存颗粒、内存模组设计、 SPD 数据等一切的标准),真正到 2003 年 3 月时,才在 JEDEC 提出的 JESD79C 规范书中制定完成,不过台湾的一些内存厂商,老早不等规范出现,就因应市场需求,而自行设计出一些 DDR400 以上的 SDRAM ,而这也造成后来这个规范标准下所设计的主板,并不能完全相容于在制定前,这些厂商所自行推出的 DDR400 内存,甚至仍仅能以 DDR333 的速度来运作。 注 3: 矽统科技独家的 HyperStreaming 技术的特点是提升整体电脑系统效能,聪明地管理系统中的数据串列流,不论是从周边设备到南北桥、前端总线,内存介面端、绘图介面端等,都大大优于现今一般仅能改善部分效能的技术。 HyperStreaming 技术架构,同时支持 Intel Pentium 4 和 AMD Athlon 64 及 Athlon XP ,让 CPU 到南北桥芯片,或是南北桥与外围设备的链接,都能以最佳的架构进行(主要提供四大功能:串列流延迟最小化、多重串列管线话及并行化、特定串流提升优先级、智能型串列流控制,想深入了解可到这个网页来参考 )。
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