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电脑功能持续提升,除了系统汇流排频率大幅增加外,对内存资料存取速度的需求也同步扩大,如同硬盘接口由并行转为串行,运用串行技术的FB-DIMM(Fully
Buffered-DIMM)内存架构也将成熟,为硬件技术开创进一步发展的空 间。
由Intel在2004年提出的FB-DIMM,是一种可提升内存存取效率的串行式内存模组架构,JEDEC已在今年5月4日正式通过1.0版FB-DIMM标准,Intel也将在今年把它正式导入伺服器平台架构中;虽然AMD要到2008年才支持FB-DIMM,但这个技术无疑已成为产业趋势方向。尽管距离成为主流还有待时间考验,但随着处理器效能不断提升,内存技术确实也到了需要调整的时候。

Infineon FB-DIMM模组

现有内存模组架构的瓶颈
传统上,我们使用的内存是并行式汇流排形式,这种接法具有直观上的优点,在物理可接受的范围内,若不考虑导线上的阻抗、电容和电感效应,并行式汇流排由于同时将所需信号一起传递,拥有单位时间内较大传输率。

并行式内存系统架构能支持的容量有限
不过,现实世界中信号的传递有各种阻抗和干扰问题存在,传输速度愈快或单位面积上传输的资料线愈密时,导线的阻抗也愈大、电磁及耦合干扰等问题也愈严重。另外,在高速传输时因阻抗造成的信号迟滞与同步问题,使得内存模组在传输时必须加入额外延迟,以确保每个资料周期的信号都能完整。也就是说,若每次存取都是64bit,先完成传输的位元就要稍等一下,等其他资料都到达后才进行下一笔资料传输。
为了让每个位元传输的时间尽可能接近,所以每条导线长度都要相同,这是我们看到主板上线路布局弯弯曲曲的原因所在。物理问题也同样限制了传统并行内存模组与芯片组间的导线长度,和系统最多可容纳的内存模组数目。若进一步考虑增加通道数以扩充资料频宽,则线路数量倍数增加,不仅相关问题愈趋严重,庞大的线路数也带来电路板成本和体积过大的缺点。
简单地说,在同样制程的印刷电路板上,若并行式内存速度愈快,则导线在主板上的线路就必须缩短,可支持内存模组数目会变少,例如,DDR2内存每个通道能支持的模组仅为2组。种种物理限制都让并行内存传输难以继续发展。
FB-DIMM的特色
顾名思义,FB-DIMM是一种透过缓冲存取的内存模组架构,它使用现有DDR2内存芯片,模组规格也和传统DIMM相似,产业可在冲击最小的情况下导入新技术规格。使用FB-DIMM的最大利益,在于它可提供更大内存容量、更快存取速度和更高的内存使用效率;当然,在达到同样利益提升的前题下,FB-DIMM也是目前成本最低的解决方案。

FB-DIMM内存系统架构示意
FB-DIMM与内存控制器间采取串行式传输,理论上每个内存控制器可支持6个内存通道、每个内存通道8支FB-DIMM模组、每个模组都能支持双内存列(双面)设计。如果使用1Gb*4的DDR2内存芯片,FB-DIMM架构能支持高达192GB内存容量。
因为采用串行设计、干扰问题较少,所以FB-DIMM与内存控制芯片(Intel称为「主内存接口」Host Memory Interface,HMI)间导线的传输速度得以拉高。在架构设计上,FB-DIMM
1.0分别采用10对「处理器写入内存」和14对「处理器读取内存」差动式串行传输导线对,可以提供3.2GHz、4GHz和4.8GHz等三种导线传输频率,等于写入资料频率分别为4GB/s、5GB/s、6GB/s,以及读取资料频率为5.6GB/s、7GB/s、8.4GB/s。换句话说,每一单通道FB-DIMM的总资料频宽可达9.6GB/s、12GB/s或14.4GB/s;如果同时使用6个内存通道,则前述数据还要再乘上6倍。
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