减料不偷工 深入DDR2内存中的ODT技术

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作者：Rowan    文章来源：本站原创    点击数：    更新时间：2007-7-22

编者按：这篇文章成文于2005年12月19日，发表在《电脑商情报》上。是一篇非常不错的技术解析文章。DDR2现在如日中天，DDR3方兴未艾。现在的条子上电容，电阻等电器元件明显都少许多。很多人都说这是厂商偷工减料了。但是真的是这样么，今天我来解析一下。

减料不偷工——深入DDR2内存中的ODT技术

DDR2的主板都“偷工减料”？

最近我听到很多网友反映某些一线大厂生产的主板存在偷工减料的情况。大家都说某些主板内存插槽周围的电器元件明显少了，这有愧于那些一线大厂的厂牌。细问之后发现基本上都是支持DDR2的主板才存在这种偷工减料的现象。由此很多消费者担心这是否会影响到内存正常的使用。事实上请广大的消费者放心，这是由于内存中使用了一项新的ODT技术，它可以在提高内存信号稳定性的基础上节省不少电器元件。今天我们就来聊聊DDR2内存中的ODT技术。

早先使用主板终结抑止噪音

我们都知道，将一个球投往墙上它会弹跳回来，同样当电子信号到达电路传送尽头的时候它也会出现类似的物理反射。例如系统总线，内存总线等端点都会出现反射。这些电子的反射所导致的结果就是噪音，他们会降低信号的传输质量。尤其在系统总线和内存总线中，数据会不间断的高速传输，这样的情况就更需要高质量的信号了。即使是很微小的噪音都会带来问题。

主板终结是一种最为常见的终结主板内干扰信号的方法。在每一条信号传输路径的末端，都会安置一个终结电阻，它具备一定的阻值可以吸收反射回来的电子。但是目前DDR2内存的工作频率太高了，这种主板终结的方法并不能有效的阻止干扰信号。若硬要采用主板终结的方法得到纯净的DDR2时钟信号会花费巨额的制造成本。

以前内存的数据控制和信号终结都是在主板上完成。例如使用DDR或SDRAM的主板上就需要大量的终结电阻，每条链路引脚至少都需要一个终结电阻。这个阻值过大过小都不好，阻值较大线路的信噪比高但是信号反射较为严重，阻值小可以减小信号反射但是会造成信噪比下降。此外由于不同的内存模组对终结电阻的要求不可能完全一样，因此长期以来，这些电路的设计配置一直是主板设计的难点。

DDR2芯片内部终结ODT技术

ODT是On-Die Termination的缩写，其意思为内部核心终结。从DDR2内存开始内部集成了终结电阻器，主板上的终结电路被移植到了内存芯片中。在内存芯片工作时系统会把终结电阻器屏蔽，而对于暂时不工作的内存芯片则打开终结电阻器以减少信号的反射。（如图1，主板终结与ODT芯片内终结）

由此DDR2内存控制器可以通过ODT同时管理所有内存引脚的信号终结。并且阻抗值也可以有多种选择。如0Ω、50Ω、75Ω、150Ω等等。并且内存控制器可以根据系统内干扰信号的强度自动调整阻值的大小。

ODT的构造和技术特色

其实ODT技术的具体内部构造并不十分复杂。在内存各种引脚与内存模组的内部缓冲器中间设有一个EMRS扩展模式寄存器，通过其内部的一个控制引脚可以控制ODT的阻抗值。（如图2，ODT的内部构造）系统可以使用2bit地址来定义ODT的四种工作状态。（0Ω、50Ω、75Ω、150Ω）一旦ODT接到一个设置指令，它就会一直保持这个阻值状态。直到接到另一个设置指令才会转换到另一种阻值状态。

当向内存写入数据时，如果只有一条内存，那么这条内存就自己进行信号的终结，终结电阻等效为150Ω。如果为两条内存，那么他们会交错的进行信号的终结。第一个模组工作时，第二个模组进行终结操作，等第二个模组工作时，第一个模组进行终结操作，但等效电阻为75Ω。当有三条内存的时候，三条会交替进行信号终结，但等效电阻为50Ω。

整个ODT的设置和控制都要通过EMRS中那个控制引脚来完成。因此这个引脚的响应速度成为了ODT技术中的关键因素。ODT工作时有两种基本模式：断电模式和其他模式。其中其他模式还包括激活模式和备用模式。ODT从工作到关闭所用的时差叫做tAONPD延迟，最少仅2个时钟周期就可以完成，最多5个时钟周期。ODT从关闭到工作所用的时差叫做tAOFPD延迟，最少仅2个时钟周期完成，最大需要五个时钟周期。由于开启和休眠的切换如此迅速，内存可以在不影响性能的前提下充分的进行“休息”。（如图3，tAONPD和tAOFPD延迟所需时钟周期）

ODT技术的三大优势

ODT技术的优势非常明显。第一，去掉了主板上的终结电阻器等电器元件，这样会大大降低主板的制造成本，并且也使主板的设计更加简洁。文章开头提到的DDR2主板“偷工减料”其实是主板制造厂商充分的发挥了ODT的技术优势。不但不会影响到内存的正常使用，更大幅提高了内存的信号质量，抑止了系统内所产生的信号干扰。第二，由于它可以迅速的开启和关闭空闲的内存芯片，在很大程度上减少了内存闲置时的功率消耗。第三，芯片内部终结也要比主板终结更及时有效，从而减少了内存的延迟等待时间。这也使得进一步提高DDR2内存的工作频率成为可能。