现有内存架构DIMM的不足

　　近年来，CPU的运算性能以几何级数提升，而内存带宽的提升幅度却远远赶不上CPU性能的提升幅度，尽管近几年来不断有新的内存技术出现。内存带宽已越来越成为系统性能发挥的瓶颈，而且大家都已认识到仅是内存芯片技术的改变很难从根本上改变这一局面，必须从内存体系架构上寻求突破。

　　目前主流的DDR内存技术已经发展到极限，受其并行DIMM架构的限制，DIMM体系的内存的速度已经很难再有所提升。在DDR内存技术中，首先是通过双通道的DDR内存技术来提高单通道DDR内存性能的，这时或许有些朋友会这样问：为什么不能在现有的双通道内存系统的基础之上推出4通道或8通道系统来提升内存子系统的性能呢？其原因还是受到现有的DIMM内存体系架构的限制。虽说采用多路并行的内存架构可以极有效地提升内存带宽，但要实现类似4路，甚至8路并行结构设计是有相当难度的。下面是现行并行DDR2 DIMM内存架构的一些不足。

　　1）干扰严重
　　PC中现在使用的内存是并行式汇流排形式，这种接法具有直观上的优点，在物理可接受的范围内，若不考虑导线上的阻抗、电容和电感效应，并行式汇流排由于同时将所需信号一起传递，拥有单位时间内较大传输率。不过，现实世界中信号的传递有各种阻抗和干扰问题存在，传输速度愈快或单位面积上传输的资料线愈密时，导线的阻抗也愈大、电磁及耦合干扰等问题也愈严重。

　　目前的DDR内存主要是采用传统的64位并行设计，即北桥芯片的内存控制器与内存模块之间均通过64位的并行总线来交换数据。此类并行总线设计有一个最大的缺点，就是相邻线路很容易受到干扰，如图3-40左图所示。

　　在并行结构中，每个芯片与内存控制器的数据总线都由一个短小的线路相连，这样会造成电阻抗的不连续性，从而影响信号的稳定与完整，频率越高或芯片颗粒越多，影响也就越大。这也是目前基于此类并行体系的内存（如DDR）频率低下的原因。而FB-DIMM架构中是采用串行的点对点连接，如图3-40右图所示。

图3-40  并行DIMM与串行DIMM总线的比较

　　2）生产成本高
　　针对主板设计而言，设计内存系统的并行线路也非易事。因为在内存控制系统之间要保持各路产生的传输信号同步，就要求各条线路的长度必须保持严格一致。这意味着如果采用4通道设计的话，每块主板上的针对内存的数据线路会达到256条（4×64），这将占用很大的面积，无疑会大大增加主板的生产成本。

　　3）容量扩展受限
　　物理问题也同样限制了传统并行内存模组与芯片组间的导线长度和系统最多可容纳的内存模组数目。若进一步考虑增加通道数以扩充资料频宽，则线路数量倍数增加，不仅相关问题愈趋严重，庞大的线路数也带来电路板成本和体积过大的缺点。根据经验得知，在同样制程的印刷电路板上，若并行式内存速度愈快，则导线在主板上的线路就必须缩短，可支持内存模组数目会变少，例如，DDR2内存每个通道能支持的模组仅为2组，如图3-41所示。

　图3-41  DDR2并行式内存系统架构所能支持的2组模组

　　鉴于以上情况，业界推出了"减小位宽，高频率和多路并行相结合"的解决方案。而对于这个理念，Rambus在其下一代内存技术--XDR内存中已经实现。总线位宽只有16位的XDR内存，凭借高达4GHz的工作频率可以提供8Gbps的带宽。如果采用8通道设计方案的话，则可以提供64Gbps的带宽，而主板上的线路也仅仅只有128条（16×8），相当于目前的双通道DDR主板。也同样是基于以上设计理念，Intel发布了针对未来企业级运算平台的新一代内存体系架构--FB-DIMM。