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從線(xiàn)的長(cháng)度,比如顯卡,顯存,北橋到DDR的走線(xiàn)等。
顯卡
顯存顆粒
上圖是某筆記本顯卡和顯存部分的走線(xiàn),我們看到,也是大量采用了“Z”字型的走線(xiàn)方法,其原因就如上文所說(shuō)。下面是北橋到DDR的走線(xiàn),道理是一樣的。
北橋到DDR的走線(xiàn)
在FBS總線(xiàn)上有個(gè)小知識,對與FSB來(lái)說(shuō),雖然地址線(xiàn)應該有32根,也就是ADD[0…31],但實(shí)際上地址線(xiàn)只用到了ADD[3…31],而不是ADD[0…31],為什么呢?其實(shí)很簡(jiǎn)單,因為現在的CPU讀取數據都是8位連讀的,所以CPU只需要知道一個(gè)數據的首地址,其后的7個(gè)bit就會(huì )自動(dòng)被讀取。所以不需要ADD[0…2]這三位。如果對這點(diǎn)感到難以理解的讀者,建議去看一下《微型機計算機原理與應用》,我想你很容易會(huì )找到答案。
想了解CPU為何自動(dòng)降頻?不知道VID怎么行!
從移動(dòng)版的PIII開(kāi)始,INTEL的CPU就多了一個(gè)輸出VID的功能。其作用是實(shí)現CPU都具有自動(dòng)降頻的,在必要時(shí),甚至會(huì )進(jìn)入深睡眠、關(guān)閉內部時(shí)鐘等情況。其具體流程是:CPU根據自身的狀態(tài)輸出VID到電源IC,電源IC接到VID后解碼,并輸出一個(gè)跟VID對應的CPU
北橋到DDR的信號線(xiàn)
地址線(xiàn)則在另外一層,如下圖:
北橋到DDR的地址線(xiàn)
我們看到,這與數據線(xiàn)并不在同一層。而圖中我們看到的Series Dampening resistors和Parallel Termination on both layers則是在DDR RAM那邊特有的。其意思分別是串行衰減電阻和終端并行電阻。
衰減電阻和終端電阻之惑
我們先來(lái)解釋一下串行衰減電阻和終端并行電阻。前者的意思是從北橋出發(fā)的每一根數據線(xiàn),必須與一個(gè)電阻串聯(lián)再到達DDR RAM部分。而后者的意思則是,在數據線(xiàn)到達DIMM1和DIMM2后,必須有一個(gè)在串聯(lián)一個(gè)電阻后上拉到1.25V,也就是下圖中的VTT。
具體的示意圖:
衰減電阻和終端電阻的示意圖
其中的RS就是所謂的串行衰減電阻(Resister Serial),而RT則是終端電阻(Resister Termination),而SO_DIMM0 PAD則是指DIMM的PIN腳。至于什么是DIMM?Dual In line Memory Module,字面翻譯就是雙列內存模塊。
那為什么需要終端電阻呢?在進(jìn)入DDR時(shí)代,DDR內存對工作環(huán)境提出更高的要求,如果先前發(fā)出的信號不能被電路終端完全吸收掉而在電路上形成反射現象,就會(huì )對后面信號的影響從而造成運算出錯。因此目前支持DDR主板都是通過(guò)采用終結電阻來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
由于每根數據線(xiàn)至少需要一個(gè)終結電阻,這意味著(zhù)每塊DDR主板需要大量的終結電阻,這也無(wú)形中增加了主板的生產(chǎn)成本,而且由于不同的內存模組對終結電阻的要求不可能完全一樣,也造成了所謂的“內存兼容性問(wèn)題”。這點(diǎn)在DDR II上得到了比較完美的解決,我們在下面具體談。
衰減電阻
終端電阻
上圖中,藍色框是北橋,紅色框內是衰減電阻,而黃色框內則是終端電阻(看到框框邊上一大塊綠色的銅皮了嗎?這是VTT 1.25V哦。。我們看到,其走線(xiàn)的順序也是跟上面示意圖一致(從北橋經(jīng)過(guò)衰減電阻到DIMM的PIN腳,然后接終端電阻到VTT)。
北橋:DDR單/雙通道區別到底在哪里?
而DDR SDRAM的接法有雙通道和單通道之分。
相對于傳統的單通道而言,雙通道DDR 技術(shù)是一種新的內存控制技術(shù),它和雙通道RDRAM 技術(shù)非常相類(lèi)似,是在現有的DDR 內存技術(shù)上,通過(guò)擴展內存子系統位寬使得內存子系統的帶寬在頻率不變的情況提高了一倍:即通過(guò)兩個(gè)64bit 內存控制器來(lái)獲得128bit 內存總線(xiàn)所達到的帶寬。雙通道體系包含了兩個(gè)獨立的、具備互補性的智能內存控制器,兩個(gè)內存控制器都能夠在彼此間零等待時(shí)間的情況下同時(shí)運作。當控制器B準備進(jìn)行下一次存取內存的時(shí)候,控制器A就在讀/寫(xiě)主內存,反之亦然,這樣的內存控制模式可以讓等待時(shí)間縮減50%。
雙通道技術(shù)顯然需要北橋的支持,INTEL的855芯片組并不支持雙通道DDR I,比較搞笑的是在CENTRIO平臺的時(shí)候,VIA的一些芯片組能支持雙通道內存技術(shù)而INTEL不能,呵呵。
下圖是單通道DDR-I內存的示意圖,左邊的信號來(lái)自北橋。如果是雙通道的話(huà)要加上另一組DDR與北橋的接口。雙通道對于單通道來(lái)說(shuō)能顯著(zhù)加快內存數據和CPU的交換速度,但是出于PCB布線(xiàn)的考慮,雙通道明顯增加了線(xiàn)的數目,增大了布線(xiàn)的難度,并由此產(chǎn)生的成本問(wèn)題對企業(yè)來(lái)說(shuō)更為敏感。
單通道DDR RAM的物理連接
這里也有RS和RTT,其意義和上文所說(shuō)的串行衰減電阻和終端并行電阻一致。
轉換思路 問(wèn)題迎刃而解 DDR II的新創(chuàng )意
在最新的DDR II上,主板設計上已經(jīng)取消了部分信號的衰減電阻和終端電阻,而將其集成于內存上。
我們稱(chēng)這DDR II的新特性為ODT功能,即On Die Terminator(內建終端電阻器)。當在DRAM模塊工作時(shí)把終結電阻器關(guān)掉,而對于不工作的DRAM模塊則進(jìn)行終結操作,起到減少信號反射的作用(注:ODT的開(kāi)啟與禁止由北橋芯片控制,ODT所終結的信號包括DQS、RDQS、DQ等等,可參考單通道DDR-I內存的示意圖)。
這樣可以產(chǎn)生更干凈的信號品質(zhì),從而產(chǎn)生更高的內存時(shí)鐘頻率速度。而將終端電阻設計在內存芯片之上還可以簡(jiǎn)化了主板的設計,降低了主板的成本,而且終端電阻可以和內存顆粒的"特性"相符,從而減少內存與主板的兼容問(wèn)題的出現。
DDR II內存
DDR II內存
內存卡槽
已經(jīng)砍掉部分終端電阻的DDR II的主板
如圖,DDR II的插槽邊上已經(jīng)沒(méi)有了終端電阻,這樣在設計上將更為簡(jiǎn)便,布局也會(huì )更加合理。
本文小結與中篇預告
由于篇幅關(guān)系,本文的上篇就先寫(xiě)到這里。在這里我們首先討論了當前筆記本的基本架構以及在FSB和DDR走線(xiàn)方面的一些設計技巧,另外還有一些技術(shù)性比較強的知識,比如衰減電阻,終端電阻等等。
我相信很多朋友都意猶未盡,讓我們在中篇中繼續我們的話(huà)題。在中篇中,我們會(huì )談到一些問(wèn)題,比如:
1,當前筆記本的顯示單元,以及MXM技術(shù)
2,HUB-LINK技術(shù)
3,IDE接口,并比較詳細的討論SATA和PATA的區別和性能情況
4,PCI總線(xiàn)和最新的PCI-E總線(xiàn)的區別
5,AC97規范,在這里我們會(huì )談到AC97上的聲卡,MODEM,BMDC(如果你是IBM的FANS,我相信你一定知道這是什么東西哦。┑膶(shí)現,這個(gè)非常有趣。
6,USB口的實(shí)現,將涉及到其硬件部分的設計。這也許對DIYER有比較大的幫助。
所所結束語(yǔ):好啦,今天的教學(xué)課就上到這里,打鈴了,同學(xué)們都可以去吃飯了,一定要記好筆記哦。有不明白的問(wèn)題可以在文章后面的讀者評論中提出,老師會(huì )隨時(shí)答疑的。 |
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