QBM

QBM内容简介： QBM并不是什么全新的内存架构，也不是什么全新的内存产品，而是一种内存技术。你可不要小看它的存在，虽然这项技术现在还处于一个理论转化为实际的发展阶段中，但是它的出现全面推动了整个内存业界的前进步伐，也使得未来内存的架构发展走上了一个全新的台阶。

　　DDR和RDRAM的你争我夺使得整个业界风云变幻，到现在为止，这两种内存架构之间的
纷争还没有结束。虽然DDR在目前市场份额方面取得了部分的优势地位，但是这种优势并不强劲。在性能方面相对于RDRAM，目前的DDR技术尚显得薄弱了一点。

　　RDRAM、DDR之争促使QBM出台

　　目前DDR之所以能够在市场上占据主流的份额，最关键的原因并不在于技术上的领先，而是由于RDRAM架构整体成本的居高不下。对于目前整体架构而言，RDRAM性能发挥相对于DDR所形成的性能反差并不足够大，这样也就从根本上导致了DDR内存架构在市场普及率方面全面超越RDRAM的局面产生。但是随着目前处理器总线频率的进一步提升，内存架构已经慢慢成为影响整个系统架构性能发挥的最直接因素，这也就给DDR的前景画上了一个问号。目前DDR架构的发展是否能够继续胜任将来PC总线的需求，DDR面对RDRAM是否会在未来兵败如山倒？这个时候，一项可能对DDR未来发展产生重大影响的技术应运而生，这就是QBM技术。


图1 此图清晰地表现出了DDR内存同QBM内存的带宽。同前端总线相比，DDR内存的带宽成了瓶颈，而QBM内存的带宽则更好匹配。

　　其实QBM(Quad Band Memory)技术初步形成于2000年，在2000年里，业界就已经出现有关通过技术手段将DDR内存性能成倍提升的设想。但是这个设想到了2001年才真正得以验证。2001年1月23~24日，在美国加州圣.乔治召开的Platform Conference会上，美国加州圣.马特的内存模块制造商Kentron展示了这种全新的QBM技术。通过这种技术可以实现在一个时钟周期内4次数据传输，可以将目前的传统DDR内存在同等工作频率下，把数据传输带宽提升整整一倍！这样就从根本上解决了DDR内存相对于RDRAM内存的不足之处，同时这种技术在目前的任何一种DDR内存上都能够发挥同样的作用。

　　双倍的带宽提升为DDR未来发展铺平道路

　　从技术的角度来看，DDR和RDRAM都采用了双信号触发沿数据传输技术。以DDR为例，DDR内存在工作时钟信号的基础上生成一个双倍于它的参考触发信号，数据的传输将以这个信号的上升沿为准。由于其频率是时钟信号的一倍，就相当于在工作时钟信号的上升沿与下降沿来传输数据，从而相对于传统的SDR内存架构实现了理论上双倍的数据传输概念。

　　众所周知，DDR是通过在一个时钟周期的上下沿存取数据来实现性能提升的，QBM在它的基础上进行了相应的改进。因为DDR架构是通过缩短数据传输的时钟周期来实现数据传输率的提升，所以QBM不可能突破这个大的范畴，但是在一定层面上QBM是针对目前DDR架构的一种全新的改进。


图2 数据传输时钟周期图

　　采用QBM技术的内存模组由两个DDR模块构成。其一按照正常的速度工作，其二则延迟四分之一周期，每一模块连接一个场效应管。场效应管在此充当开关缓冲的作用，在它的作用下，时钟周期错开的模块在一个10ns的周期内共同提供4bits的数据吞吐量。而普通的DDR内存在同样一个周期内能实现的吞吐量是2bits，标准的SDRAM只能实现1bits。也就是说从技术方面提升了DDR内存模块的“工作效率”，让DDR内存模块能够更加合理地利用时钟周期的空间分配，更加勤劳地进行数据的传输工作，以实现性能的成倍提升。

　　带宽是DDR架构最大的问题，QBM的出现从根本上解决了目前DDR架构所面临的带宽瓶颈问题。以应用于目前配合DDR使用的P4架构举例而言，由于目前P4架构的总线频率高达400MHz，所以即使配合采用PC2100规范的266MHz DDR内存，也只能实现2.1GB/s的带宽。这样距离P4架构所要求的3.2GB/s尚有一定距离，就不要说普通的200MHz DDR内存产品那可怜的1.6GB/s带宽了。但是如果在目前的DDR内存架构上采用改进的QBM技术，就可以利用目前的平台架构实现带宽的成倍提升，即使采用改进过的PC1600 200MHz的DDR内存(QBM内存)，也可以实现3.2GB/s的带宽，更何况更强大的PC2100以及未来的PC2700的DDR内存产品呢？借助于QBM的帮助，DDR的明天可谓是前途似锦。

　　前途似锦，QBM未来景象一片大好

　　QBM内存带宽那么大，其成本是不是很高呢？在Kentron公布的数据看，负责外部控制QBM运行的重要部件FET模块的成本极低。一颗FET模块仅需要1美元左右，通过这个FET模块，除了可以配合目前的DDR内存达到更高的速度以外，还能够减小系统的功耗，提高内存密度以及达到更快的系统总线速度，低成本实现高性能。也就是说，QBM内存的成本能够得到很好的控制，其成本理论上同DDR内存差不多。

　　鉴于QBM的良好发展前景，虽然很少有内存厂商直接表示对于QBM技术的支持，但是目前已经有多家公司表示了赞同的态度。其中著名的意法电子(ST Micro Electronics)、Integrated Circuit System和Actel这三家著名的半导体公司已经公开表示支持QBM技术。Kentron公司也公开表示支持，目前正在和多家公司进行详细的洽谈工作，其中包括DDR内存架构的倡导者VIA，以及正在涉足芯片组研发领域的显卡业界霸主nVIDIA公司。同时业界也传出了有关SiS、ALi等芯片组厂商以及ATi意在支持QBM的传言。无论这些传言是真是假，QBM已经得到了业界的认同，它现在最需要的就是快速的发展和普及。

　　不过QBM还必须经受DDRⅡ或者DDR+规范的冲击，但后两种内存似乎实现的价格更高，因此未来可能还是属于QBM的。毕竟QBM的成本低、实现容易而且已经有正式的样品了。让我们借用Kentron公司首席执行官Goodman针对QBM技术的一句话来结束今天的话题：“这是一种演化的进步，所有的一切都是现成的，我们所要做的事情很简单”。