DDR ist die der Nachfolger von SDR-SDRAM und steht für Double Data Rate. Der technische Hauptunterschied zwischen SDR-SDRAM und DDR-SDRAM liegt darin, dass die Chips von DDR-SDRAM-Modulen für die Bitübertragung sowohl die positive, als auch die negative Taktflanke der CPU nutzen können. Das macht die Module für die Bitübertragung theoretisch doppelt so schnell, wie SDR-SDRAM-Chips. Jedoch gibt es ein paar Macken, die diese Performance verhindern. Zum einen werden Adress- und Steuersignale weiterhin nur bei steigender Taktflanke geschickt, außerdem muss die Anzahl der zusammenhängenden angeforderten Daten mindestens so hoch sein, wie die verdoppelte Breite des Datenbus. Weil dieser Fall nicht immer eintritt, bleiben bei der Übertragung durch den Chip häufig Bits ungenutzt, weshalb keine doppelt so hohe Taktrate erreicht wird.

Durch das Hohe Transferaufkommen steigt die Datenkonzentration am Datenbus an. Aus diesem Grund werden Verzögerungen, wie sie bei SDR-SDRAM noch unproblematisch waren, hier zu einem kritischen Fehlerfaktor. Um diesem Problem entgegenzukommen, wurde ein modulinternes Taktsystem (DLL) und ein entsprechendes Anpassungssignal (DQS) eingeführt. Mit diesem Signal wird erreicht, dass die Synchronisation von der Datenquelle ausgeht, also der Northbridge beim Schreiben und dem DDR-SDRAM beim Lesen. Es hat sich herausgestellt, dass diese Vorgehensweise bessere Ergebnisse bringt, als ein globaler Abgleich mit dem Systembus. Auf diese Weise wirken sich auch chipinterne Verzögerungen nicht mehr kritisch auf den Bitaustausch aus.

DDR-SDRAM wird mit PC-1600, PC-2100, PC-2700 und PC-3200 spezifiziert. Im Unterschied zur SDR-SDRAM-Spezifikation, sind diese Definitionen nicht über die Taktfreqzenz, sondern über den Datendurchsatz festgelegt. Der Datendurchsatz wiederum ist für DDR-SDRAM-Module als Produkt aus Taktfrequenz und 16 definiert. Die 16 gibt die Bytes an, die zu einem Zeitpunkte übertragen werden können und errechnet sich aus dem Quotienten aus Produkt von 64Bit Bandbreite und 2 Taktflanken und 8Bit/Byte (64Bit * 2 / 8Bit/Byte). Es gibt auch andere Spezifikationen, die sich auf die Taktfrequenz, oder die Übertragungsrate beziehen. Diese Kennzahlen werden meist mit DDR spezifiziert, beispielsweise DDR-100 bzw. DDR-200 für PC-1600. Dabei entspricht DDR-100 der Taktfrequenz und DDR-200 der Übertragungsrate, was zu Recht häufig für Verwirrung sorgt. Außerdem sind die Leistungen der unterschiedlichen Module nicht mit CPUs mit geringerer Leistung kompatibel. Der Einsatz ist zwar möglich, bremst das System aber deutlich aus, unter Umständen mehr, als ein langsameres Modul. Als Laie sollten Sie sich daher unbedingt beraten lassen, um ein Modul zu erwerben, das für Ihr System geeignet ist.

DDR-SDRAM ist mittlerweile die Standardchiptechnologie für PCs, obgleich es nur eine Frage der Zeit ist, wann sich DDR2-SDRAM zum Standard entwickelt. Selbst das langsamste DDR-SDRAM-Modul ist mehr als 50% schneller als das leistungsstärkste SDR-SDRAM-Modul. Natürlich unterstützt DDR-SDRAM alle Funktionen seiner Vorgänger, also Pipelining, Burst-Mode, Interleaving, ECC und Register. Auch bei DDR-SDRAM gibt es Latenzzeiten, die allerdings häufig nicht spezifziert werden. Im Gegensatz zu SDR-SDRAM ist dies auch nicht mehr definiert, obwohl es hier auch zum Teil erhebliche Abweichungen gibt. Häufig anzufinden sind Definitionen mit A und B, wobei A für ein Modul mit geringerer Latenz steht. So gibt es DDR266A und DDR266B, wobei die CAS-Latencies bei 2 und 2,5 liegen. Eine CAS-Latency von 2,5 ist deshalb möglich und sinnvoll, weil modulintern durch das Pipelining ein halber Takt für andere Aufgaben frei wird.

Zusammen mit DDR-SDRAM wurden die Quad-Banks eingeführt, die Nachfolger der Dual-Banks. Statt zwei, enthält der Speicher hierbei vier voneinander getrennte interne Speicherbänke. Diese Speicherbänke sind nicht zu verwechseln mit den Steckbänken auf dem Mainboard. Die internen Speicherbänke befinden sich in dem Modul und sorgen für einen reibungsloseren Ablauf innerhalb der Module. Unter anderem können Refreshzeiten mit dieser Technik optimiert oder sogar aufgehoben werden.

Eine weitere Innovation ist die Dual-Channel-Technologie. Sie erlaubt es auf zwei Speichermodule gleichzeitig zuzugreifen, was bedeutet, dass der Speicherbus von 64Bit auf 128Bit angehoben wird. Boards, die Dual-Channel unterstützen, haben meistens jedoch drei Steckplätze, wovon zwei Steckbänke eine logische Einheit bilden. Im Bezug auf Dual-Chanell bedeutet das, dass die zusammengefassten Module Kanal 1 darstellen und das einzelne Modul Kanal 2.

Seit Beginn der RAM-Geschichte war der Speicher ein ausbremsendes Medium, das stets der Entwicklung der Prozessoren hinterherhinkte. Der Hypertransport ist eine Erfindung von AMD, die Datenübertragungen von über 20GB pro Sekunde ermöglicht und möglicherweie das Ende dieser Ära einleiten kann. In der neuesten Version ist ein Datendurchsatz von 22,4GB pro Sekunde möglich in Kooperation mit einem 1,4GHz Bustakt. Die Module bleiben dabei abwärtskompatibel, was eine gute Skalierbarkeit garantiert.

Glossar

• CAS

  CAS steht für Column Address Strobe und dient zur Adressierung von Datenzellen in DRAMs. Die Signallogik funktioniert nach einem Multiplexing-System. Ist das CAS aktiv, bedeutet dies, dass ein Spaltenbit gesendet wird.

• CL oder CAS-Latency

  CL steht für CAS-Latency und gibt die Anzahl der Zyklen an, die zwischen dem Anlegen des CAS-Signals und der Lieferung der Daten verstreichen. Genauere Informationen finden Sie in der Dokumentation der Geschwindigkeitsmesseinheiten.

• Flip Flop

  Flip Flops sind elektronische Schaltkreise, die zwei stabile Zustände annehmen und speichern können. Durch logische UND-Schaltungen werden die Informationen langfristig gespeichert. Weil es keine Kondensatoren gibt, verfallen die Bits nicht, sondern sind innerhalb des Flip Flops isoliert. Die Technik kommt im Speicherbereich bei SRAMs zum Einsatz.

• IC oder Integrated Circuit

  IC steht für Integrated Circuit, also integrierter Schaltkreis. Er ist im logischen Sinne ein Objekt von Halbleiterbauteilen, fasst also mehrere dieser Komponenten, wie z.B. Kondensatoren und Transistoren zusammen. ICs kommen auch außerhalb von Speicher vor, hier jedoch werden damit die Chipschaltkreise bezeichnet.

• Multiplexing

  Multiplexing ist ein Ausdruck, den es auch außerhalb des Segments Speicher gibt. Dabei wird ein Verfahren beschrieben, bei dem Informationen auf nur einer Leitung hintereinander weggeschickt werden. Übertragen auf den Speicher bedeutet das, dass Zeilen- und Spaltenadressen getrennt voneinander geschickt werden. Mit Ausnahme von RDRAMs, setzen alle DRAMs Multiplexing ein. Da Rambus eine getrennt Adresslogik für die Speicherzellen einsetzt, kann bei dieser Technik darauf verzichtet werden. Der Vorteil ist, dass weniger Zeit für die Adressierung verloren geht. Dafür wird aber auch doppelt so viel Platz für die Adressbahnen benötigt.

• Page

  Prinzipiell ist Page nur ein Synonym für die Row, also eine Zeile in der Speicherbank. Der Begriff Page kommt vor allem im Zusammenhang mit den Datenbits vor. Handelt es sich aber um Adressbits, spricht man von der Row. Der Unterschied ist daher nur ein assoziativer. Verwendet wird der Begriff auch in den Namen der Chiptechnologien FPM (Fast Page Mode) und EDO (Extended Data Out, auch Hyper Page Mode genannt).

• Page Size

  Page Size gibt die Länge einer Page an. Da eine Page mit einer Zeile aus einer Tabelle verglichen werden kann, entspricht die Page Size genau der Anzahl an Spalten. Gleichzeitig gibt sie die Bitzahl für eine Page an.

• RAS

  RAS steht für Row Address Strobe und dient zur Adressierung von Datenzellen in DRAMs. Die Signallogik funktioniert nach einem Multiplexing-System. Ist das RAS aktiv, bedeutet dies, dass ein Spaltenbit gesendet wird.

• RAS-Precharge-Time

  RAS-Precharge-Time gibt die Anzahl der Zyklen an, die die Sense Amps dafür benötigen um die CAS-Leitungen vorzuladen. Genauere Informationen finden Sie in der Dokumentation der Geschwindigkeitsmesseinheiten.

• RAS-to-CAS-Delay

  Die RAS-to-CAS-Verzögerung gibt die Anzahl der Zyklen an, die zwischen dem Anlegen des RAS-Signals und der Freigabe für die CAS-Bitadressen verstreichen. Genauere Informationen finden Sie in der Dokumentation der Geschwindigkeitsmesseinheiten.

• Latch

  Der Latch ist ein Flip Flop am I/O-Port des Speichers, das die Daten zur Abholung bereithält. Änderungen am Porteingang des Latches wirken sich unmittelbar auch am Ausgang aus, weshalb er im Zweifelsfall auch als Durchlaufposten agieren kann. Er dient allgemein also als Ablage für selektierte Informationen.

• I/O-Block

  Der I/O-Block ist ein Block am I/O-Port, also an den Kontaktpins, in dem einzelne Bits zu Datenwörtern zusammengesetzt werden. Hier werden neue Daten aufgenommen und andere werden ausgegeben. Bei manchen Speichertechniken muss der I/O-Block deaktiviert sein, d.h. es dürfen keine Daten anliegen, wenn eine neue Anfrage gestellt werden soll.