DDR3-SDRAM Technik

DDR-Speicher begleitet uns inzwischen seit mehreren Jahren. Schon der Übergang von DDR zu DDR2 zeigte eindrücklich, dass zur Erhöhung der Bus-Frequenz zwischen Memory Controller und Speicherriegel technische Kniffe notwendig waren. Da die Verarbeitungsgeschwindigkeit auf Chip-Level begrenzt ist, bediente man sich der folgenden Vorgehensweise: Der Takt der Speicherzelle wurde auf die Hälfte des Speicherbussses reduziert, dafür doppelt so viele Bits pro Takt aus dem Memory Array abgerufen (sog. Prefetch), im Nämlichen also vier Bits/Core-Clock.

Quelle: LostCircuits

DDR3 geht nun noch einen Schritt weiter. Das Verhältnis zwischen Bus- und Coreclock verdoppelt sich auf 4:1, pro Coretakt beträgt der Prefetch nun acht Bits. Damit wird weiterer Raum zur Speichertakterhöhung geschaffen. Während DDR2 momentan seit mehr als einem Jahr mit maximal 400 MHz Bustakt (wegen DDR-Übertragung entspricht dies einer effektiven Daten-Taktung von 800 MHz) vom verantwortlichen Normierungsgremium JEDEC spezifiziert ist, wartet man bislang immer noch auf eine offizielle Spezifikation für DDR2-1066 – vermutlich auch weiterhin vergeblich. Es hat also den Anschein als wäre eine Massenproduktion von Speicherchips, die mit mehr als 200 MHz Core-Takt arbeiten können, unwirtschaftlich. Durch den weiteren Halbierungsschritt ist bei DDR3 dagegen Platz nach oben. Somit ist es logisch, dass DDR3 bislang als DDR3-800, DDR3-1066 und DDR3-1333 ohne Weiteres zu fertigen ist. DDR3-1600 ist ebenfalls bereits am Horizont erkennbar, womit die 200 MHz Core-Clock wieder erreicht wären. Dazu kommt, dass die aufgenommene elektrische Leistung proportional zur Taktfrequenz ist und somit DDR3 schon daraus resultierend bei gleichem Bustakt weniger Leistung konsumiert.

Aufgrund der Tatsache, dass die Core-Takte erst einmal rückläufig sind und in 80 nm oder kleiner gefertigt werden, wurde die Speicherspannung weiter gesenkt, von 1,8V bei DDR2 auf 1,5V bei DDR3 im Einsteigerbereich. Damit sinkt die Leistungsaufnahme weiter.

Während technische Daten zu DDR3 hier teils sehr dünn gesät sind, lässt sich aus Intel Präsentationen ableiten, dass man davon ausgeht, dass DDR3-SDRAM bis auf DDR3-2133 skaliert werden kann. Dabei dürfte es dann aber schon wieder Essig mit der Stromeinsparung sein. DDR3-800 kommt mit einer Spannung von 1,5V (vermutlich Jedec-üblicher Toleranz +/- 0,1V) aus. Gleiche Intel-Präsentationen sprechen allerdings davon, dass DDR3-1333 in etwa auf dem Niveau des Stromverbrauchs von DDR2-800 liege – damit im Bereich von 1,8V.