DDR2 メモリ

DDR2 メモリ
ダブルデータレート 2 同期ダイナミックランダムアクセスメモリ

RAMの種類
デスクトップ PC 用 2GB PC2-5300 DDR2 RAM モジュール (DIMM) の前面と背面
開発者	サムスン[1] JEDEC
タイプ	同期ダイナミックランダムアクセスメモリ
世代	第2世代
発売日	2003年9月; 21年前 （2003年9月）
標準	DDR2-400 (PC2-3200) DDR2-533 (PC2-4266) DDR2-667 (PC2-5333) DDR2-800 (PC2-6400) DDR2-1066 (PC2-8500)
クロックレート	100～266MHz
サイクルタイム	10～3.75ナノ秒
バスクロックレート	200～533MHz
転送速度	400～1066 MT/秒
電圧	1.8V
前任者	DDR SDRAM
後継	DDR3 SDRAM

DDR2 SDRAM（ダブルデータレート2同期ダイナミックランダムアクセスメモリ）は、DDR（ダブルデータレート）同期ダイナミックランダムアクセスメモリ（SDRAM）インターフェイスです。これはJEDEC規格（JESD79-2）であり、2003年9月に初めて公開されました。 ^[2] DDR2はオリジナルのDDR SDRAM仕様の後継であり、 2007年にはDDR3 SDRAMに引き継がれました。DDR2 DIMMはDDR3との上位互換性もDDRとの下位互換性もありません。

DDR2では、DDR SDRAM のようにデータバスをダブル ポンピングする (バスクロック信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジでデータを転送する) だけでなく、内部クロックをデータ バスの半分の速度で実行することで、バス速度の向上と消費電力の低減を実現しています。この 2 つの要素を組み合わせることで、内部クロック サイクルごとに合計 4 回のデータ転送が行われます。

DDR2 の内部クロックは DDR の外部クロック レートの半分で動作するため、DDR2 メモリを DDR と同じ外部データ バス クロック レートで動作させると、DDR2 は同じ帯域幅を提供できますが、レイテンシは低くなります。あるいは、DDR の 2 倍の外部データ バス クロック レートで動作する DDR2 メモリは、同じレイテンシで 2 倍の帯域幅を提供できます。最高評価の DDR2 メモリ モジュールは、最高評価の DDR メモリ モジュールの 2 倍以上の速度です。市販の DDR2 DIMM の最大容量は 8GB ですが、これらの DIMM に対するチップセットのサポートと可用性は少なく、より一般的な 2GB/DIMM が使用されています。^{[要出典] [3]}

DDR2 SDRAMは2001年にサムスンによって初めて製造されました。2003年、JEDEC標準化団体はDDR2の開発と標準化に対する同社の取り組みに対してサムスンに技術表彰賞を授与しました。^[1]

DDR2 は、2003 年第 2 四半期に 200 MHz (PC2-3200 と呼ばれる) と 266 MHz (PC2-4200) という 2 つの初期クロック レートで正式に導入されました。どちらも、レイテンシが高く、アクセス時間全体が長くなるため、元の DDR 仕様よりもパフォーマンスが劣っていました。ただし、元の DDR テクノロジのクロック レートは、約 200 MHz (400 MT/s) で最高になります。より高性能な DDR チップは存在しますが、JEDEC は標準化しないと明言しています。これらのチップは、ほとんどが標準の DDR チップであり、メーカーによってテストされ、より高いクロック レートで動作可能であると評価されています。このようなチップは、低速クロックのチップよりも大幅に多くの電力を消費しますが、統合グラフィックス レンダリングなどの帯域幅に依存するタスクを使用しない限り、実際のパフォーマンスはほとんど向上しません。2004 年末までに、レイテンシの低いモジュールが利用可能になり、DDR2 は古い DDR 標準に対して競争力を持つようになりました。^[4]

DDR2 と DDR SDRAM の主な違いは、プリフェッチ長の増加です。DDR SDRAM では、プリフェッチ長はワード内の各ビットに対して 2 ビットでしたが、DDR2 SDRAM では 4 ビットです。アクセス中、4 ビットの深さのプリフェッチ キューとの間で 4 ビットの読み取りまたは書き込みが行われました。このキューは、2 つのデータ バス クロック サイクルでデータ バスを介してデータを受信または送信しました (各クロック サイクルで 2 ビットのデータが転送されました)。プリフェッチ長の増加により、DDR2 SDRAM は、DRAM アレイへのアクセス速度を 2 倍にすることなく、データ バスを介してデータを転送できる速度を 2 倍にできました。DDR2 SDRAM は、消費電力の過度の増加を回避するために、このような方式で設計されました。

DDR2 のバス周波数は、電気的インターフェースの改善、オンダイ終端、プリフェッチ バッファ、およびオフチップ ドライバによって向上しています。ただし、トレードオフとしてレイテンシが大幅に増加します。DDR2 のプリフェッチ バッファは 4 ビットの深さですが、DDR は 2 ビットの深さです。DDR SDRAM の標準的な読み取りレイテンシは 2 ～ 3 バス サイクルですが、DDR2 の読み取りレイテンシは 3 ～ 9 サイクルになる場合があります (ただし、標準的な範囲は 4 ～ 6 サイクルです)。したがって、同じレイテンシを実現するには、DDR2 メモリを 2 倍のデータ レートで動作させる必要があります。

帯域幅の拡大に伴うもう 1 つのコストは、 DDR SDRAMやSDR SDRAMなどの以前のメモリ世代のTSSOPパッケージと比較して、チップをより高価で組み立ての難しいBGAパッケージにパッケージ化する必要があることです。このパッケージの変更は、より高速なバス速度で信号の整合性を維持するために必要でした。

電力節約は主に、ダイの縮小による製造プロセスの改善によって実現され、動作電圧が低下します (DDR の 2.5 V に対して 1.8 V)。メモリ クロック周波数が低いため、最高のデータ レートを必要としないアプリケーションでも電力削減が可能になります。

^{JEDEC [5]}によれば、推奨される最大電圧は 1.9 ボルトであり、メモリの安定性が問題となる場合 (サーバーやその他のミッション クリティカルなデバイスなど) は絶対最大値と見なす必要があります。さらに、JEDEC では、メモリ モジュールは永久的な損傷を受ける前に最大 2.3 ボルトに耐える必要があると規定しています (ただし、そのレベルでは実際には正常に機能しない可能性があります)。

コンピュータで使用する場合、DDR2 SDRAM は240 ピンと 1 つの位置決めノッチを備えたDIMMで提供されます。ラップトップの DDR2 SO-DIMMには 200 ピンがあり、多くの場合、名称にSが追加されて識別されます。DIMM は、ピーク転送容量 (帯域幅と呼ばれることが多い) によって識別されます。

*一部のメーカーは、DDR2モジュールにJEDECが提案する名前ではなく、PC2-4300、PC2-5400、またはPC2-8600というラベルを付けています。少なくとも1つのメーカーは、これは標準よりも高いデータレートでのテストが成功したことを反映していると報告していますが^[9]、他のメーカーは単に名前を切り上げています。

注: DDR2-xxx はデータ転送速度を示し、生の DDR チップを表します。一方、PC2-xxxx は理論上の帯域幅 (最後の 2 桁は切り捨て) を示し、組み立てられた DIMM を表します。帯域幅は、1 秒あたりの転送数に 8 を掛けて計算されます。これは、DDR2 メモリ モジュールが 64 データ ビット幅のバス上でデータを転送し、1 バイトが 8 ビットで構成されるため、1 回の転送で 8 バイトのデータになるからです。

帯域幅と容量のバリエーションに加えて、モジュールは次のことが可能です。

1. オプションでECCを実装します。これは、信頼性を高めるために軽微なエラーを修正し、重大なエラーを検出するために使用される追加のデータ バイト レーンです。ECC を備えたモジュールは、指定に ECC が追加されていることで識別されます。PC2-4200 ECC は、ECC を備えた PC2-4200 モジュールです。指定の末尾にPを追加できます。P はパリティを表します (例: PC2-5300P)。

2. 

   「レジスタード」（「バッファリング」）され、遅延の増加による余分なクロックを犠牲にして信号を電気的にバッファリングすることで、信号の整合性（したがって、潜在的にクロック レートと物理スロット容量）が向上します。これらのモジュールは、名称にRが追加されて識別されますが、非レジスタード（別名「非バッファリング」）RAM は、名称にUが追加されて識別される場合があります。PC2-4200R はレジスタード PC2-4200 モジュールで、PC2-4200R ECC は同じモジュールですが、ECC が追加されています。
3. FまたはFBで指定される完全バッファモジュールは、他のクラスと同じノッチ位置を持たないことに注意してください。完全バッファ モジュールは、登録モジュール用に作られたマザーボードでは使用できません。また、ノッチ位置が異なるため、物理的に挿入できません。

注記：

• 通常、レジスタード SDRAM とアンバッファード SDRAM を同じチャネル上で混在させることはできません。
• 2009 年の最高定格の DDR2 モジュールは 533 MHz (1066 MT/s) で動作し、最高定格の DDR モジュールは 200 MHz (400 MT/s) で動作します。同時に、最高の PC2-8500 モジュールの CAS レイテンシ 11.2 ns = 6 / (バス クロック レート) は、最高の PC-3200 モジュールの CAS レイテンシ 10 ns = 4 / (バス クロック レート) に匹敵します。

DDR2 DIMM は DDR DIMM と下位互換性がありません。DDR2 DIMM のノッチの位置は DDR DIMM とは異なり、デスクトップのピン密度は DDR DIMM よりも高くなっています。DDR2 は 240 ピン モジュールで、DDR は 184 ピン モジュールです。ノートブックには DDR と DDR2 用の 200 ピン SO-DIMM がありますが、DDR2 モジュールのノッチの位置は DDR モジュールとは少し異なります。

高速 DDR2 DIMM は低速 DDR2 DIMM と混在できますが、メモリ コントローラはすべての DIMM を存在する最も低速の DIMM と同じ速度で動作させます。

GDDR2はGDDR SDRAMの一種で、サムスンが開発し、2002年7月に発表した。^[10]「DDR2」技術を採用した最初の商用製品は、Nvidia GeForce FX 5800グラフィックスカードだった。しかし、グラフィックスカードで使用されているこのGDDR2メモリは、DDR2そのものではなく、DDRとDDR2技術の初期の中間点である。GDDR2を指すのに「DDR2」を使用するのは、口語的な 誤称である。特に、パフォーマンスを向上させるI/Oクロックレートの2倍化が欠けている。公称DDR電圧による深刻な過熱問題があった。ATIはその後、GDDR技術をさらに設計し、DDR2 SDRAMをベースにしながらもグラフィックスカードに適したいくつかの追加機能を備えたGDDR3とした。

GDDR3 は、グラフィック カードや一部のタブレット PC でよく使用されていました。しかし、「GDDR2」を使用していると主張する低価格および中価格帯のグラフィック カードの登場により、さらに混乱が生じています。これらのカードは、実際にはメイン システム メモリとして使用するために設計された標準の DDR2 チップを使用していますが、より高いクロック レートを実現するために、より高いレイテンシで動作します。これらのチップは GDDR3 のクロック レートを達成することはできませんが、安価で、中価格帯のカードのメモリとして使用するには十分な速度です。

• DDR SDRAM
• CAS レイテンシ(例: 「CAS 5-5-5-15」の定義)
• デュアルチャネルアーキテクチャ
• フルバッファDIMM
• SO-DIMM
• 登録されたメモリ
• インターフェースビットレートのリスト
• DDR3 SDRAM

• JEDEC 規格: DDR2 SDRAM 仕様: JESD79-2F、2009 年 11 月 ** http://www.jedec.org/standards-documents/docs/jesd-79-2e
• JEDEC規格: DDR2-1066 **
• 「JEDEC 規格 No. 21C: 4.20.13 240 ピン PC2-5300/PC2-6400 DDR2 SDRAM アンバッファー DIMM 設計仕様」**
• JEDECソリッドステート技術協会
• Razak Mohammed Ali. 「次世代システム向け DDR2 SDRAM インターフェース」(PDF)。Electronic Engineering Times。 2007 年 9 月 26 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ。

注**: JEDEC Web サイトでは、これらのドキュメントを表示またはダウンロードするには登録 (メンバーシップ料金 2,500 ドル) が必要です: http://www.jedec.org/standards-documents

• JEDECウェブサイト
• DDR-IIテクノロジーの概要
• DDR2 低レイテンシ vs 高帯域幅、Core 2 Duo (Conroe) のパフォーマンス