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DDR3は、DDR2を基にデータレートを2倍に引き上げる。このために、プリフェッチするデータの数をDDR2の4ビットから8ビットへと拡張する(図1)。

 プリフェッチというのは、DRAMセル内部の速度と外部インターフェースの速度差を吸収する機能だ。DRAMセル内部の速度(応答速度)は、外部インターフェースに比べると格段に遅い。例えばDDR2-400の場合、入力クロック200MHzに対し、内部は100MHz。そこで高速な外部インターフェースに合わせられるよう、DRAMセルから出力する複数のデータをあらかじめ決定しておく。これがプリフェッチだ。

 図にあるように、データは、READコマンドを受けた時点で、アドレスとデータ個数(バースト長)が決まる。出力するデータが確定されるため、この時点でデータの準備(プリフェッチ)が可能になる。

 DRAM セル内部の周波数は、DDR2 でもDDR3でも変わらないが、外部インターフェースはDDR2が400MHz、DDR3では実に800MHzに及ぶ。DDR3はプリフェッチをDDR2の2倍の8ビットにすることで、800MHzの速度に対応するわけだ。

 DDR3では、高速化するために電源電圧の仕様も変更する(表1)。電源電圧の信号レベルは、DDR2の1.8VからDDR3では1.5Vに降下した。これは信号の振幅にかかる遷移時間を短くするためだ。

 ほかに、追加機能として、「RESET」機能を装備した。電源を落とさずにレイテンシーやバースト長のモードを変更できる機能だ。通常、従来のDDR、DDR2では、起動時のモードレジスターセットでモードを設定してから動作に入る。モードの変更にはDRAMの電源を切る必要がある。DDR3はRESET信号によって、電源を切らずにリセットし、モードを変更できる。例えばノートパソコンが休止状態に入るとき、現行DDRの場合はセルフリフレッシュという状態に入るが、モードを変更することで、さらに省電力化が可能になる。