既然百尺竿头,势必再跨一步
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正如你所知道的，在计算机硬件技术发展史上，CPU与内存间的竞速之争由来已久。人们也在不停地试图通过不同的中间技术(CPU三级缓存、FB-DIMM)来缓解这对老搭档的小矛盾。可惜，事与愿违，在过去的几年间，处理器速度仍不知疲倦地一路飙升，特别是随着多核CPU技术的迅速普及，内存瓶颈问题再次成为人们关注的焦点，而今天DDR3的重装上阵也就水到渠成了。
尽管从上世纪80年代的EDO到90年代中期的SDR，再到2000年兴起的DDR，直到今天如日中天的DDR2，内存技术发展的脚步始终也在努力地与时俱进，而且更新换代的周期也在以几乎对折式的速度缩短，但要想跟上CPU摩尔定律式的发展轨迹，还是显得有些力不从心。虽说期间Rambus也曾以串行技术(包括RDRAM、XDR 1／2)为我们带来了晚期不同的内存设计思路，并曾受到部分技术主导厂商的力捧，但终因一些市场方面的客观因素，还是成就了DDR内存架构的王朝。
势在必行：DDR3市场布局
作为DDR技术规范的掌门人，IEDEC为DDR内存发展制定了完整的市场规划。从三星半导体公布的DDR内存Roadmap中我们发现，DDR2本应是个只有2年寿命的过渡产品，真正的继任者，应该是从2005年末即导入市场的DDR3，其起步频率为1066MHz，双通道(128位)的总带宽为17GB／S，上摸高1600MHz、25.6GB／s甚至更高。而其下一位接班人DDR4则至少要等到2014年才会夺权。
不过，鉴于周边没备等一些市场因素制约，DDR3的脚步并没有预期的那么快。尽管三星等内存核心技术厂商早在2005年就已经公示了DDR3样品，而上士IEDEC也没有再批准800MHz以上的DDR2内存规格。但随着处理器带宽的不断拉升，工作在1066MHz频率下的DDR2纷纷登场，甚至连1266MHz的DDR2也横空出世，这也在一定程度上缓解了人们对DDR3的渴求。
当然，这些“超标”的高频DDR2内存，由于核心物理频率已经达到、甚至超过了266MHz，因而实际生产良品率、稳定性、功耗控制等问题也都随即突现出来。
更重要的是，人们已逐渐看到了DDR2的大限。按照目前的制造工艺，再想批量精选出核心频率可达到333MHz的DDR2－1333MHz的极品内存颗粒显然也不太现实(这一观点在我们对近期推出的DDR2-1066内存的超频空间测试中也得到了印证)。因此，平趟1333MHz、直冲1666MHz、勇创1600MHz，挑战2000MHz的大业，自然要靠DDR3来完成了。
故伎重施：DDR3核心技术
诚然，与从2004年开始导入的第二代DRR内存技术(DDR2)相比，即将到来的DDR3技术在核心设计思路上并没有太多本质上的变化，依旧是通过DDR技术利用时钟脉冲上下沿同时传输数据的设计精髓，配合扩展的并行预取位来实现内存数据带宽的倍增的效果，即将原来DDR2的4位预取，再次翻倍扩为8位预取，从而实现理论总带宽翻倍的效果。
DDR是在SDRAM内存的基础上，通过在内存时钟上下沿同时触发数据传输操作来确保每个时钟周期可以实现2位数据(预取)读取的需要，但实质上其内存核心和I／O总线的工作频率仍维持在100～200MHz，和当年SDRAM的PC-100／133处于同一水平。而DDR2则是在此基础上，进一步将I／O总线的工作频率提升了一倍，以便实现每个时钟周期可以读取4位数据，即所谓4位预取。以此类推，DDR3的8位预取技术，自然可以令其总带宽再度翻倍。
因此，同样是工作在100MHz的内存核心频率下，SDRAM的数据传输带宽只有100Mbps，DDR可以实现200Mbps传输、DDR2为400Mbps，而DDR3则能够达到800Mbps的理论带宽。
以小见大：DDR3细节变革
不过，你也不要就此小瞧DDR3的技术含量。相反，在某种程度上来说，DDR3在内部结构上的变革更具历史意义。仔细翻查DDR3的技术规范文档后，我们发现了很多对未来大幅优化内存带宽极有帮助的技术细节变化。
更高的外部数据传输率和更低工作电压无疑是DDR3最大的卖点，其最高1600MHz(并有望出台DDR32000MHz标准)的等效外频(单通道带宽可达12.8GB／s～16GB／s)和1.5V的核心电压，都远比目前超标规格的DDR2 1066更具优势。而在同样带宽模式下，其理论功耗则降低约30％，这对未来高性能、高密度计算也将大有帮助。
此外，按照IEDEC的规划，DDR3在Bank数上将支持8或Chop 4，因此最大内存颗粒密度可达8Gb，整条内存最大可支持到32GB。
有关DDR3采用更先进的工艺制程、增加强制重置(Reset，方便内容更快速地统一响应新数据)、改善数据信噪质量的数据／命令与地址双参考电压(VREF)设计等一些明显的技术细节改进，其实大家在前期已经讨论过很多，这里就不再浪费版面了。今天我们只想在此强调2个并未被太多提及却又非常重要的架构性的改变，它们才是可能会给DDR家族未来发展带来深远影响的新设计。
Fly-by拓扑结构：相比DDR／DDR2内存条(模组)所使用的T-branch物理层(PHY)拓扑结构，DDR3全新Fly-by拓扑设计拥有更好的信号完整性。如原理示意图所示，Fly-by结构将内存控制器顺序地连接到每个内存芯片上，并将以往单纯的机械电路平衡信号机制转变为由控制其来协调的自动信号时序调整／电子校正的机制，配合板载的本地信号端结器(ODT)，最终大幅减少了信号分支(stubs)和支线长度(stub lengths)，降低了整体信号传输线路的复杂度。这样的物理层结构，显然更有利于高频率的数据传输，为今后1600MHz乃至2000MHz以上的DDR3内存的量产敞开了大门。
当然，这种结构也更容易造成每个DRAM芯片上的CK和DQs工作时序不匹配，导致tDQSS规范难以维持，因此内存控制器对每个内存芯片时序的匹配控制则成为关键。
读写校准分离：这是DDR3另一项底层(PHY)结构的重大变革。由于T-branch结构中每个DRAM芯H的顺序位置直接影响PHY层信号输出延迟，因此需要DDR3控制器提供更好的延迟补偿，这也就导致了读写校准分离技术的引入。DDR3在读写校准方面使用了不同的技术。
在写入校准方而，DDR3主要依靠DQS上的一个可编程的延迟控制单元来实现精确补偿，也就是所谓附加偏移延迟。这个复杂的过程现在完全交由控制器自动 完成，将会大幅降低主板的布线难度(换句话，DDR3受主板设计影响将更小)。
而在凄校准方而，DDR3则引入了Multi-Purpose Register(MPR，多用寄存器)来指控fly-by的读周期。内存控静制器可以利用特殊的命令给MPR装载预制的数据，以校准系统叫序。这就可以确保内存控制器以任何适当的附加延迟来校准数据读入端的叫序。
通过这样的读写分离校准技术，DDR3就能够更加准确地完成高达1600～2000MHz的外部数据率传输了。
测试为实：首轮DDR3实践
作为即将影响整个电脑产业的一项重要的趋势性技术，DDR3的确从技术层面为我们展不了一个高带宽的未来。但是我们还是讲究眼见为实，实测为真的道理。那么下面咱们还是来看看最早上市的DDR3产品的真实表现如何吧!
测试平台我们自然也使用了现实中业界标准的DDR3测试平台――ASUS PSK3-Deluxe，搭配处理器为Intel Core 2 ExtremeQX6700(4核Kentsfield)Core 2 DuoE6700(2核Conroe)。测试样条包括Kingston Hyper DDR3 KHX11000D31IK2／2G(1375MHz，2GB套装)和Wintec PC3．8500／512MB(1066MHz)。
和早期DDR2相似，DDR3在低频下也很难显现性能优势。因此DDR3-1066MH z使用Core 2 DuoE6700 (26G II z／FSB266MHz)在默认状态(7-7-7-20)下，其Everest内存频宽测试成绩也仅为读8019MB／s，写6073MB／s、复制6493MB／s，延迟63.4ns基本与同频的DDR2相当。不过它的超频潜能则显然有所增强，可以在不提升电压的状态下，轻松跑到DDR3-1-222MHz(CPU FSB 351MHz，主频313158.6MHz)，此时的实测成绩也随之升到读8183MB／S、写6385MB/s，复制6780MB／s，延迟62ns，全面胜出DDR2。
Kingston的Hyper一直都喜欢我行我素，以DDR3-1375MHz的非标频率，实现了11GB／s的数据特宽。测试中，由SPD设置问题，系统依然会将其默认识为PC3-8500(即DDR3-1066MHz)，这和上期我们测试的Kingston KHX7200D2K2／2G如出一辙。经查它实际使用的是尔必达(ELPIDA)，型号为153088ASE-AC-E、规格为DDR3－1066(6-6-6)，经过Kingston的封装和加压测试，令其可以轻松达到1375MHz的超高频率。
实测中，我们为其搭配了性能更强的Cole 2 Extreme QX6700 (3339MHz／FSB333MHz)处理器。在标准的1333MHz(7-7-7-20)频率下，Everesti测试成绩分别达到了读8879MB/s，写6057MB／s、复制6836MB/s，延迟57.2ns，数据读取和文件复制的比能都轻松甩开了DDR2。这里我们也发现其写入速度并没有读取速度那样取得明显优势，这或许也从一个侧面反映了DDR3读写校准分离技术可能导致读写性能表现差异的问题。不过如前所述，由于写校准的延遄控制单元是可编程的，因此我们猜想，其性能仍有优化的空间(毕竟我们测试的都还是早期厂家提供的工程样条嘛!)。
而当我们将内存外频调到官方指定的1375MHz(CPU 3450MHz／FSB345MHz)、其Everest 读写性能则分别提升到了8796／6256MHz DDR 3-1400MHz((9-9-9-23))是这次测试在17V官方指定电压下超到的一个峰值(超频受制因素很多，如提高内存电压、最高可超到1500MHz，因此本超频峰值仅供参考)，此时其读／写／复制成绩则也飙到了8731／6375／7111MB／s，延迟丛为60.7ns，这几乎是DDR2无法企业的高度了。而请注意，这里所使用的内存颗粒还只是DDR3-1066(6-6-6)的，足见其高频适应能力远非DDR2可比。
看来，在DDR2逐渐走到极致的今天，拥有更好带宽、容量和功耗潜力的DDR3平顺接班已是水到渠成的事儿。这里我们不想再像当年DDR2抢班夺权时那样，去纠缠同频DDR3实测性能为什么还不如DDR2这样的无聊问题，实测也完全揭示TDDR3在高频领域所能释放的无尽潜能。我们反倒是更期待能很快看到DDR3－2000MHz或更高频的产品(世界纪录不是已经到2107MHz 9－9－8-18了么?)，因为这个才是方向。
你或许还不必立刻就抛弃自己现有的平台，投入DDR3怀抱。至于何时你应该开始过渡到DDR3平台，从目前的发展情况看，我想在08年里高端用户的新电脑里应该大都可以见到DDR3－1333或更高频的内存，而到了09年，相信主流用户也不会再过多留连DDR2平台了。