เพิ่มเติมครับDDR RAM ที่ย่อมาจาก Double Data Rate Synchronous Dynamic Random-Access Memory สำหรับ DDR RAM ตัวนี้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายเป็นอย่างมาก โดยเริ่มตั้งแต่เมื่อกลางปีที่แล้ว จนถึงในปีนี้ สำหรับ DDR II นั้นยังเป็นของใหม่ที่จะเข้ามามีบท บาท โดยในตอนนี้ก็มีออกมาให้เห็นกันบ้างแล้วสำหรับหน่วยความจำแบบใหม่นี้ ดังนั้นการที่เราจะทำความเข้าใจการทำงานของ DDR II แล้วนั้น เราจึงต้องมา ทำการศึกษาให้เข้าใจถึงหลักการทำงานเสียก่อน ในปัจจุบันข้อมูลต่างๆ จำเป็นต้องใช้งานหน่วยความจำหลักที่มีประสิทธิภาพในการทำงานเป็นอย่างมาก เนื่องจากว่าการเติบโตของ CPU (หมายถึงความเร็วในการทำงาน MHz-GHz) จึงทำให้ข้อมูลที่ได้มานั้นมีปริมาณมากขึ้น และความเร็วในการทำงานเพียง อย่างเดียวก็ไม่เพียงพอที่จะทำให้การทำงานนั้นสมบูรณ์ขึ้นมาได้ ทางออกของปัญหานี้จึงอยู่ที่ DDR II อย่างที่ รู้กันดีว่าประสิทธิภาพในการทำงาน ของหน่วย ความจำนั้นมีสูตรคำนวนว่า Speed = Width x Frequency โดยที่ความเร็วนั้นมีหน่วยเป็น Mb/s ส่วน width นั้นเป็นค่าความกว้างในการส่งข้อมูลมี หน่วยเป็น bits สำหรับ Frequency เป็นความถี่ของสัญญาณในการถ่ายโอนข้อมูลมีหน่วยเป็น MHz (Mega Hertz)
จากสูตรจะเห็นได้ว่าการเพิ่มความเร็วในการทำงานให้มีประสิทธิภาพนั้นจำเป็นต้องเพิ่มทั้งความเร็วในการถ่ายโอน และความ กว้างในการส่งข้อมูล หรือปริมาณในการส่งข้อมูลให้เพิ่มขึ้น ถึงแม้ว่าจะมีการทำการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบต่างๆ ในหน่วยความจำแบบ DDR และมีการนำเอา MRAM (Magnetoresistive RAM), FRAM (Ferroelectric RAM) และอื่นๆ อีกมากมาใช้งานแต่ก็ไม่ประสบความสำเร็จมากเท่าที่ควร รวมทั้งยังทำให้มีค่า ใช้ จ่ายในการผลิตเพิ่มขึ้น ซึ่งจะส่งผลต่อราคาเมื่อนำมาขาย อีกอย่างที่สำคัญคือมันใช้งานได้ไม่ดีเหมือนกับหน่วยความจำแบบ DRAM ธรรมดา ดังนั้นทางออก ที่ดีที่สุดคือการนำเอาหน่วยความจำแบบ DDR มาทำการปรับปรุงใหม่ทั้งหมด ซึ่งจะเป็นทางออกที่ง่ายที่สุด และยังใช้เวลาในการทำวิจัยไม่นานมากนัก ทำให ้มีหน่วยความจำที่มีประสิทธิภาพออกมาทันต่อความต้องการใช้งาน โดยเฉพาะในทุกวันนี้ก็มีหน่วยความจำที่มีความเร็วใน การทำงานที่ 550MHz ออกมาให้ เห็นกัน และเมื่อจะ กล่าวถึงสาเหตุในการเพิ่มความเร็วของหน่วยความจำ หลักบนเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีประวัติอันยาวนานแล้วนั้นก็คงต้องย้อนกลับไปสักหน่อย
เริ่มต้นด้วย SDRAM (Synchronous Dynamic Random-Access Memory)
เป็นการพัฒนามาตรฐานหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลแบบใหม่ มีการใช้ความเร็วแบบ Synchronous ซึ่งหลักของการทำงานจะขึ้นอยู่กับ ความเร็วของสัญญาณนาฬิกาของระบบทั้งหมด การถ่ายเทข้อมูลจะเกิดขึ้น 1 ครั้ง ต่อหนึ่งลูกคลื่นสัญญาณนาฬิกา โดยทำงานที่ความเร็วระดับเดียวกับ Bus คือมีความเร็วได้มาถึง 100MHz แม้ว่า SDRAM จะมีความเร็วมาก แต่ก็ไม่ได้ทำให้ผู้ใช้รู้สึกถึงความเร็วนั้น เพราะจุดด้อยของหน่วยความจำประเภทนี้นั้น อยู่ที่การทำงานตามความเร็วของค่าแคช จึงทำให้หน่วยความจำ SDRAM ไม่สามารถทำงานได้ เต็มประสิทธิภาพ อีกทั้งยังเป็นหน่วยความจำที่มีการส่งข้อมูล เพียง 64bit จึงมีความเร็วอยู่ที่ 800MHz (100MHz x 8 bytes หรือ 64 bits) ที่หน่วยความจำ แบบ PC100 และเมื่อประมาณข้อมูลมากขึ้นแน่นอนว่า ย่อมไม่พอต่อความต้องการจึงมีการนำเอา หน่วยความจำ แบบ DDR เข้ามาแทนที่
ย้อนกลับไปที่การทำงานของ DDR (Double Data Rate SDRAM) DDR SDRAM นั้นจะใช้การส่งข้อมูลผ่านสัญญาณขาขึ้น และขาลงของสัญญาณนาฬิกาแทนแบบเดิมที่ส่งข้อมูลผ่านสัญญาณขาขึ้นเท่านั้น ทำให้ อัตราส่งถ่ายเพิ่มเป็น 2 เท่า คือที่มาของชื่อ DDR (Double Data Rate) นั่นเอง DDR SDRAM ไม่ใช่เทคโนโลยีหน่วยความจำที่ใหม่ แต่ถูกนำมา ประยุกต์ใช้เป็นหน่วยความจำสำหรับการ์ดแสดงผลภาพที่กราฟิกโปรเซสเซอร์ชิปที่มีคุณภาพสูงอย่าง GeForce จากค่าย nVIDIA เทคโนโลยีของ DDR SDRAM ยังสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ เมื่อมองในส่วนกายภาพของหน่วยความจำแบบ DDR SDRAM จะมีลักษณะและขนาดที่เท่ากับหน่วยความจำแบบ SDRAM ทุกประการ
สิ่งที่ทำให้ความแตกต่างระหว่างหน่วยความจำ ทั้ง 2 คือจำนวนของขาสัญญาณ (Pins) ที่มี 184 ขา ซึ่งมากกว่า SDRAM ที่มีจำนวนขาสัญญาณ เพียง 168 ขา ความแตกต่างระหว่าง SDRAM กับ DDR SDRAM ไม่ใช่มีเพียงแค่อัตราความเร็วและจำนวนขาที่มากกว่าเท่านั้น แต่ยังมีความแตกต่างใน ส่วนของการทำงานอื่นๆ อีกมากมาย อาทิ ขนาดหีบห่อหรือ Package DDR SDRAM มีขนาด 0.65 มิลลิเมตร ส่วน SDRAM มีขนาดหีบห่อที่ 0.8 มิลลิเมตรเท่านั้น ในส่วนของแรงดันไฟเลี้ยง DDR SDARM กินไฟ 2.5V และที่สำคัญอัตราการแกว่งไกว (ช่วงเวลาในการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า) ของ แรงดันไฟที่ต่ำ นอกจากนั้นลักษณะของ Interface DDR SDRAM ใช้อินเทอร์เฟซแบบ SSTL_2 (Stub Series-Terminated Logic) ซึ่งเป็น มาตรฐานการอินเทอร์เฟซ สำหรับหน่วยความจำที่มีความเร็วสูง โดยมีคุณลักษณะ พิเศษของการทำงานแบบสวิตซ์ชิ่ง ซึ่งจะทำให้ หน่วยความจำสามารถ ทำงานที่ความเร็วที่สูงกว่า 200MHz ขึ้นไปได้ ซึ่ง DDR SDRAM สามารถทำงาน ที่ความเร็ว 300 เมกะเฮิรตซ์ (MHz) (ปัจจุบันอยู่ที่ 550MHz) อีกทั้ง DDR SDRAM มีการเทอร์มิเนตที่ปลายของเส้นสัญญาณจึงลดสัญญาณรบกวน โดยเฉพาะหากทำงานที่ความเร็วสูง ถือเป็นสิ่งจำเป็นมาก ทีเดียว อีกทั้ง CAS Latency ซึ่งเป็นค่าหน่วงเวลาที่มีความสำคัญในหน่วยความจำ เนื่องจากเป็นค่าที่บอกหลังจากที่สัญญาณ CAS มาถึงตัว DRAM แล้วอีกนานเท่าใด ข้อมูลจาก DRAM จึงจะถูกปลดปล่อยออกมา โดย DDR SDRAM นี้ มีค่า CAS Latency อยู่ที่ 2, 2.5 และ 3 ตามลำดับ และไม่ต้องสงสัยเลยว่าเมื่อใดที่ ค่าของ Latency ยิ่งน้อยลงเท่าใด การส่งข้อมูลออกมาจะทำได้รวดเร็วมากขึ้นเท่านั้น
นอกจากที่กล่าวมาทั้งหมดนี้แล้วยังมีในส่วนอื่นๆ อีกมากมายที่ยังไม่ได้กล่าวถึงไม่ว่าจะเป็น VREF (แรงดันไฟอ้างอิง), Bi-directional Data Strobe เป็นต้น ในส่วนของหีบห่อหรือบรรจุภัณฑ์ของหน่วยความจำแบบDDR SDRAM มีรูปแบบอยู่ 2 แบบ ได้แก่ TSOP II มีจำนวนขาสัญญาณ 66 ขา ขนาดความหนา 400 mil และแบบ QFP ที่มีขนาด จำนวน 100 ขา
DDR ที่ได้ชื่อนี่ก็เพราะว่าหน่วยความจำแบบ DDR นั้นสามารถนำเอาข้อมูลเข้า และออกของข้อมูลได้ทีล่ะหนึ่งคู่จึงทำให้เร็วกว่าหน่วยความจำแบบ SDRAM ที่มีความถี่เท่ากัน กล่าวคือสามารถที่จะส่งข้อมูลได้สองต่อหนึ่งรอบสัณญาณนาฬิกาบนสัญญาณ ขาขึ้นและขาลงแต่ข้อมูลนี้เป็นข้อมูลที่ได้จากการ ทำงานของ CPU โดยเป็นข้อมูลที่มาจากส่วนต่างของการประมวลผลที่นำมาพักเก็บไว้ที่รอการแสดงผล หรือประมวลผลต่อไป
ผู้พัฒนาหน่วยความจำได้ทำการพัฒนาหน่วยความจำให้สามารถทำงานได้เหมือนกับคลื่นความถี่ Internal Bus เป็นการเคลื่อนย้ายหน่วยของข้อมูล เข้าไป ภาย ในชิปโดยการนำเอา Buffer จากภายนอกเข้าไปสู่ Controller ผลของคลื่น ความถี่ในการโอนถ่ายข้อมูลจาก Buffer ถึง Controller จะเพิ่มขึ้นมาก กว่าจากคลื่นความถี่ของเมโมรี่เซลก็คือ ข้อมูลส่งต่อจากระบบ Busไปยังหน่วยความจำนั้นจะมีความเร็วมากกว่าระบบ Bus เป็น 2 เท่า เมื่อมาดูในการขยาย ความกว้างของ Internal Chip ที่ระบบ 32 bit และมี Cell Array ทำงานที่ 100MHz สำหรับ SDRAM แล้วจะมีการเคลื่อนย้ายข้อมูลไปยังภายนอกเป็น 32 bit และเช่นเดียวกับคลื่นความถี่ก็จะเป็น 100MHz และจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงข้อมูลตลอดระยะทาง ข้อมูลจะเป็นการอ่านจาก 2 ชิปทันที และสำหรับ โมดูลแบบ 64bit ของ DDR เป็นอีกสิ่งหนึ่งที่เกิดขึ้น ซึ่งในขณะที่มีการนำเอาหน่วยของหน่วยความจำแบบ 32bit ทำการส่งข้อมูลพร้อมกันเป็นสองรอบใน การส่งข้อมูลไปยัง controller หนึ่งครั้งจึงทำให้มีความกว้างของข้อมูลเป็นเหมือนแบบ 64bit ขณะที่ข้อมูลได้มีการส่งสองครั้งต่อรอบสัญญาณนาฬิกาบน สัญญาณขาขึ้น และขาลง นั้นผลของการส่งถ่ายข้อมูลจะมีระดับที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเหมือนกับความถี่เดิมของเมโมรี่เซล ง่ายๆ ก็คือ ข้อมูลนั้นยังมีการส่งข้อมูล แบบ 100MHz แต่มีการส่งข้อมูลเป็น 2 ทางและมีการรวมสัญญาณที่ IO-buffer ทำให้มีความถี่ของสัญญาณเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในการทำงานต่อ 1 รอบ สัญญาณนาฬิกา จึงทำให้ได้ชื่อว่า DDR 200 หรือ PC1600 ตามหน่วยของ DRAM ใน DDR266 ซึ่งหน่วยความจำ จะทำงานที่ 133MHz, ใน DDR333 ก็จะมีความเร็วในการทำงานที่ 166MHz และใน DDR400 ก็จะมีความเร็วในการทำงานที่ 200MHz ซึ่งในขณะนี้ได้มีการผลิต DDR SDRAM มีความเร็วในการทำงานสูงสุดที่ 550MHz มีความเร็วในการทำงาน 275MHz
จากที่กล่าวมาข้างต้นก็จะเริ่มเห็นถึงเรื่องที่เป็นปัญหาในการเพิ่มขึ้นของรอบสัญญาณนาฬิกานี้ ในภาคของอุตสาหกรรมอาจจะสามารถที่จะรองรับได้แค่ เพียง 300MHz แต่ DDR Technology ยังไม่มี การปกป้องของการกระทำใดๆ ในอุตสาหกรรม ความต้องการที่จะมีหน่วยความจำใหม่ๆ ที่มีมาตรฐาน ใหม่เพื่อจะให้แน่ใจว่ามีคลื่นความถี่ที่มั่นคงมีเสถียรภาพ และภาคปฏิบัติก็ได้มีการพัฒนาทางออกที่ดีนั้นคือ DDR II นั้นเอง
DDR II
กฎหลักของ DDR II เป็นเรื่องง่ายที่จะเข้าใจได้ทันทีว่า DDR II คืออะไร ซึ่งเช่นเดียวกันกับ การทำงานของ DDR ที่มีการรวมสัญญาณที่ระบบ IO-buffer ในขณะที่ข้อมูลได้ส่งจากหน่วยความจำได้มาถึง 4 ทาง โดยเป็นการส่งข้อมูลแบบ 16bit ซึ่งวิธีที่จะใช้ในการเพิ่มขึ้นของอัตราข้อมูล ดังนั้นเราจะได้รับ ผลของอัตราของคลื่นความถี่ของข้อมูลถึง 400MHz และยังเป็นข้อมูลที่มีความกว้าง 64bit เท่าเดิม สำหรับชื่อของ DDR II 400 ซึ่งเครื่องหมายของระบบก็ จะเหมือนกับ DDR ยังมีการบอกถึงผลของการโอนถ่ายข้อมูลและอัตราของคลื่นความถี่ที่มีลักษณะเหมือนกัน แต่มีความต่างของ Memory Bandwidths ที่ 100Mb/s สำหรับ SDRAM และ 200Mb/s สำหรับ DDR และ 400Mb/s สำหรับ DDR II ซึ่งจะเห็นได้ว่า DDR II นั้นมีความเร็วในการส่งข้อมูล ได้เร็วขึ้นมากกว่า DDR ถึงเท่าตัว แม้ว่าหน่วยของความจำจะมีการทำงานที่ความเร็วเท่ากัน นั้นคือ 100MHz ถ้าจะกล่าวอย่างง่ายก็คือ ในความ เร็วของหน่วย ความจำที่ 100MHz นั้น DDR II สามารถที่จะส่งข้อมูลได้เร็วกว่า DDR ถึง 1 เท่า สำหรับที่ความเร็ว 100MHz นั้นคงจะเห็นผลแตกต่าง ได้น้อย แต่เมื่อ เทียบกับ PC133 ของ SDRAM แล้วจะเห็นได้ชัดเจนมากขึ้น สำหรับ PC133 ของ SDRAM นั้นสามารถที่จะมีความเร็วในการทำงานที่ความเร็ว Bus 133MHz ส่งข้อมูลได้ที่ 133Mb/s เมื่อมาถึงแบบ DDR ความเร็วจะกลายเป็น 266Mb/s ที่ความเร็ว Bus 133MHz เท่าเดิม แต่สำหรับ DDR II การเปลี่ยนแปลงระบบภายในทำให้ชิปที่ใช้หน่วยความจำ ที่มีความเร็ว 133MHz สามารถที่จะมีความเร็ว Bus ที่ 266MHz และส่งข้อมูลได้มากถึง 533Mb /s จึงถือได้ว่าเป็นเทคโนโลยีที่ตอบรับปัญหาในเรื่องของหน่วยความจำที่จะมารองรับระบบ Bus ที่มีความเร็วสูงขึ้นได้เป็นอย่างดี
แนวโน้มของ DDR II
จากความต้องการของตลาดหน่วยความจำที่ต้องการหน่วยความจำที่มีประสิทธิภาพในการทำงานที่สูง DDR II สามารถที่จะตอบรับได้เป็นอย่างดีมาก ซึ่งการนำเอา DDR II มาใช้งานนั้นจะเริ่มใช้งานร่วมกับระบบ Bus แบบที่จะออกมาได้เป็นอย่างดี อีกทั้งยังเป็นการรองรับถึงเทคโนโลยีใหม่อย่าง PCX (PCI Express) สำหรับ DDR II ตัวนี้จะมาพร้อมการใช้งาน DIMMs แบบใหม่ที่มี 240pin ซึ่งแต่เดิม DDR จะมีเพียง 184pin แน่นอนว่าใช้งานร่วมกัน ไม่ได้ อย่างแน่สำหรับเทคโนโลยีเก่า และใหม่นี้ สำหรับชิปเซต (Chipset) ที่มีแนวโน้มว่าจะนำเอา DDR II มาใช้งานนั้นที่เห็นคงจะเป็นชิป Intel i915 กับ i925 ที่เป็นการเปลี่ยนแปลงเทคโนโลยีใหม่เกือบทั้งหมด โดยจะทำงานร่วมกับ CPU แบบ 775pin มีการออกแบบบอร์ดแบบ BTX ที่จะนำมาจัดการเรื่องกระแส ไฟฟ้า และการระบายความร้อนของอุปกรณ์บนเมนบอร์ดได้เป็นอย่างดี ซึ่งคาดว่าหน่วยความจำแบบ DDR II นี้เป็นที่ตอบรับของตลาดได้เป็นอย่างดี เหมือนกัน กับที่ DDR เคยประสบความสำเร็จมาแล้วในตอนนี้
เครดิต :
http://www.buycoms.com
