Perché usare DDR invece di aumentare la velocità di clock?

Perché dovresti usare DDR ram e leggere / scrivere su ogni fronte di salita e discesa dell'orologio invece di raddoppiare la velocità del tuo orologio e leggere / scrivere su uno solo del fronte di salita o di discesa?

Ci sono pro e contro per ciascuno?

clock ram ddr

— Ethan
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A volte non è possibile aumentare la frequenza di clock perché l'integrità del segnale non si mantiene alla frequenza più alta.

— Nick Alexeev

Risposte:

Con SDR, ci sono due fronti di clock per bit, ma solo un massimo sulla linea di dati.

Con la comunicazione ad alta frequenza, la larghezza di banda analogica limita la distanza ravvicinata tra i bordi di un determinato filo. Se il segnale del tuo orologio raggiunge questo limite, stai sprecando metà della larghezza di banda dei cavi dati.

Pertanto, il DDR è stato inventato in modo che tutti i fili raggiungessero il loro limite di larghezza di banda alla stessa velocità di bit.

— Dave Tweed
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+1. Risposta perfetta DDR consente di raddoppiare la velocità di trasmissione dati senza aumentare la velocità di variazione del margine, detta anche "larghezza di banda".

— Ale..chenski,

Quindi DDR ha senso portare le tue linee di dati alla stessa velocità della linea di clock ... ma che dire di DDR2, DDR3, DDR4?

— user253751

@immibis: è ancora ddr, solo 2a, 3a, 4a generazione (diversa larghezza di banda, tensioni, protocollo). Probabilmente stai pensando al QDR che non è applicabile qui.

— PlasmaHH,

Ero sicuro di essermi ricordato di aver letto qualcosa sul raddoppio del ciclo di trasferimenti per orologio in ogni generazione. Dopo ulteriori ricerche sembra che probabilmente significasse il doppio di trasferimenti per ciclo di clock di memoria interno , ma l'orologio I / O funziona ancora a metà della velocità di dati rispetto al DDR.

— user253751

Il vero problema è la larghezza di banda. La frequenza più alta che una linea di dati può generare (beh, senza contare la velocità di risposta) è quando sta inviando un modello di dati 101010, che si verifica a metà della velocità di dati. Con la trasmissione single data rate (SDR), l'orologio produce un ciclo completo per ciascun bit di dati, quindi con una frequenza doppia rispetto a quella che si potrebbe vedere su una linea di dati nel peggiore dei casi. La doppia velocità dei dati esegue il clock a metà della velocità dei dati con un fronte per bit di dati, quindi il modello di dati nel caso peggiore produce la stessa frequenza del clock.

Generalmente la velocità di un'interfaccia sarà limitata dalla larghezza di banda disponibile attraverso pacchetti di chip, pin, scheda, connettori, ecc. Se l'orologio richiede il doppio della larghezza di banda dei dati, l'alta frequenza del segnale di orologio limiterà la larghezza di banda complessiva del link. Con DDR, la larghezza di banda richiesta è la stessa per l'orologio e i dati, consentendo al collegamento di utilizzare in modo più efficiente la larghezza di banda disponibile.

L'aspetto negativo dell'utilizzo di DDR è che è più difficile progettare. I flip flop utilizzati per acquisire i bit di dati sul lato di ricezione funzionano su un fronte di clock, ovvero il fronte di salita del fronte di discesa. I dati devono essere stabili all'ingresso per un tempo di impostazione prima del fronte e un tempo di attesa dopo il bordo per poter essere agganciati in modo affidabile. Con SDR, l'orologio può essere semplicemente invertito da qualche parte per soddisfare i requisiti di temporizzazione. Tuttavia, con DDR è necessario uno sfasamento di 90 gradi, più difficile da generare, che richiede PLL o linee di ritardo.

Quindi, per riassumere:

SDR

Pro: semplice da implementare
Contro: un utilizzo inefficiente della larghezza di banda rispetto al segnale di clock richiede una larghezza di banda doppia rispetto ai segnali di dati

DDR

Pro: utilizzo efficiente della larghezza di banda in quanto tutti i segnali richiedono la stessa larghezza di banda
Contro: complesso da implementare

— alex.forencich
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Occasionalmente vedrai dispositivi che prendono direttamente un orologio a due fasi. DDR efficace con lo sfasamento sul lato della generazione dell'orologio.

— TLW,