存儲(chǔ)器綜述

    在過去的數(shù)年里，ic37，確切地說是存儲(chǔ)器市場(chǎng)，經(jīng)歷了巨大的變化。在2000年電子工業(yè)低迷時(shí)期之前，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)師很少考慮他們下一個(gè)設(shè)計(jì)中元器件的成本，而更關(guān)注它們能夠達(dá)到的最高性能。

    今天，競(jìng)爭(zhēng)的加劇以及利潤(rùn)率的下降迫使系統(tǒng)設(shè)計(jì)師在降低下一代產(chǎn)品成本的同時(shí)，保持、甚至提高系統(tǒng)的性能。作為這種轉(zhuǎn)變的結(jié)果，有一個(gè)工業(yè)部門經(jīng)歷了實(shí)質(zhì)性的增長(zhǎng)，它就是dram存儲(chǔ)器，尤其是雙倍數(shù)據(jù)速率(ddr) sdram存儲(chǔ)器。

    ddr存儲(chǔ)器最初是一種高性能、低成本的存儲(chǔ)器解決方案，主要用于個(gè)人計(jì)算機(jī)和其它成本敏感的消費(fèi)品市場(chǎng)。近來，由于施加在整個(gè)電子工業(yè)上的經(jīng)濟(jì)壓力，非消費(fèi)產(chǎn)品也開始采用ddr存儲(chǔ)器了（圖 1）。

    圖 1 來源：ic insights

    ddr是一種基于sdram的革命性的存儲(chǔ)器技術(shù)。ddr sdram的存取速度是sdram的兩倍，因?yàn)閐dr的數(shù)據(jù)傳送發(fā)生在時(shí)鐘的所有兩個(gè)邊沿。而sdram僅在時(shí)鐘的上升沿傳送數(shù)據(jù)。因此，ddr能夠傳送數(shù)據(jù)的速度高達(dá)2133mb/s。與傳統(tǒng)的sdram相比，ddr還具有更低的功耗。它的工作電壓是直流2.5v，而sdram是直流3.3v。

    市場(chǎng)分析表明，在當(dāng)今所有的電子系統(tǒng)中，超過50%采用了ddr存儲(chǔ)器，并且預(yù)計(jì)在接下來的幾年中將增長(zhǎng)到80%。ddr不是，并且永遠(yuǎn)也不會(huì)是一種針對(duì)所有設(shè)計(jì)的技術(shù)。ddr存儲(chǔ)器非常適用于那些高讀寫比率的設(shè)計(jì)。而諸如四倍數(shù)據(jù)速率存儲(chǔ)器，適用于50%讀寫比率的應(yīng)用。圖2確定了多種頂尖的存儲(chǔ)器技術(shù)以及它門各自所屬的讀/寫曲線。

    圖 2

    不同存儲(chǔ)器類型的讀/寫率的比較

    如上所述，每個(gè)系統(tǒng)有各自獨(dú)特的存儲(chǔ)器要求。在服務(wù)器應(yīng)用的例子中，讀寫趨于較高的比率，表示需要ddr。在網(wǎng)絡(luò)處理器與支持大數(shù)據(jù)包的mac的接口例子中，在處理之前，這些數(shù)據(jù)包需要進(jìn)行緩沖和存儲(chǔ)，接近1:1的讀寫比率，表明qdr是一個(gè)合適的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。

    圖3展示了一個(gè)通用通信線卡印刷電路板的例子�；谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)者的要求，這張結(jié)構(gòu)圖上指出了在哪里一些通用存儲(chǔ)器類型可以被采用。在很多系統(tǒng)中采用了相似的決策過程，從而選擇合適的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。

    圖 3

    下面的目錄指出了針對(duì)不同的系統(tǒng)和功能的合適的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。這些選擇基于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和各自的性能/成本綜合要求。

    ·查找-快速的開關(guān)/訪問時(shí)間

    -臨界延時(shí)，以讀取為導(dǎo)向，較小的總線寬度(32/64位)

    -存儲(chǔ)器選擇：zbt (<10gb/s) -> qdr/ddr (>10gb/s)

    -操作： 地址轉(zhuǎn)換

    ·查找-大型、高吞吐量（核心路由器）

    -需要奇偶的:寬的i/o(>64)

    -帶寬和精度的要求是最重要的

    -存儲(chǔ)器選擇：sdr (<10gb/s) -> ddr/fcram (10gb/s) -> rldram/ddr ii (10gb/s-40gb/s)

    -操作： 地址轉(zhuǎn)換

    ·隊(duì)列/包的管理

    -延時(shí) #1,隨機(jī)讀和寫-無法預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)模式

    -存儲(chǔ)器選擇：zbt -> qdr

    -操作：隊(duì)列管理和流程控制

    ·流量整形/管理

    -以突發(fā)為導(dǎo)向、窄的 i/o總線 (x18/x36)

    -存儲(chǔ)器選擇：zbt -> qdr

    -操作：基于管理的路由表

    ·統(tǒng)計(jì)

    -隨機(jī)讀/寫，讀操作占優(yōu)勢(shì)的，窄的 i/o總線 (x18/x36)

    -存儲(chǔ)器選擇：zbt -> qdr

    -操作：為信息包跟蹤數(shù)據(jù)，流量統(tǒng)計(jì)

    ·信息包單元緩沖器

    -大的間隔尺度，寬的i/o