嚴格的說DDR應該叫DDR SDRAM，人們習慣稱為DDR，部分初學者也常看到DDR SDRAM，就認為是SDRAM。DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的縮寫，是雙倍速率同步動態隨機存儲器的意思。DDR內存是在SDRAM內存基礎上發展而來的，仍然沿用SDRAM生產體系，因此對于內存廠商而言，只需對制造普通SDRAM的設備稍加改進，即可實現DDR內存的生產，可有效的降低成本。
SDRAM在一個時鐘周期內只傳輸一次數據，它是在時鐘的上升期進行數據傳輸;而DDR內存則是一個時鐘周期內傳輸兩次次數據，它能夠在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次數據，因此稱為雙倍速率同步動態隨機存儲器。DDR內存可以在與SDRAM相同的總線頻率下達到更高的數據傳輸率。
與SDRAM相比：DDR運用了更先進的同步電路，使指定地址、數據的輸送和輸出主要步驟既獨立執行，又保持與CPU完全同步;DDR使用了DLL(Delay Locked Loop，延時鎖定回路提供一個數據濾波信號)技術，當數據有效時，存儲控制器可使用這個數據濾波信號來精確定位數據，每16次輸出一次，并重新同步來自不同存儲器模塊的數據。DDR本質上不需要提高時鐘頻率就能加倍提高SDRAM的速度，它允許在時鐘脈沖的上升沿和下降沿讀出數據，因而其速度是標準SDRA的兩倍。
從外形體積上DDR與SDRAM相比差別并不大，他們具有同樣的尺寸和同樣的針腳距離。但DDR為184針腳，比SDRAM多出了16個針腳，主要包含了新的控制、時鐘、電源和接地等信號。DDR內存采用的是支持2.5V電壓的SSTL2標準，而不是SDRAM使用的3.3V電壓的LVTTL標準。
DDR內存的頻率可以用工作頻率和等效頻率兩種方式表示，工作頻率是內存顆粒實際的工作頻率，但是由于DDR內存可以在脈沖的上升和下降沿都傳輸數據，因此傳輸數據的等效頻率是工作頻率的兩倍。
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DDR2
DDR2(Double Data Rate 2) SDRAM是由JEDEC(電子設備工程聯合委員會)進行開發的新生代內存技術標準，它與上一代DDR內存技術標準最大的不同就是，雖然同是采用了在時鐘的上升/下降延同時進行數據傳輸的基本方式，但DDR2內存卻擁有兩倍于上一代DDR內存預讀取能力(即：4bit數據讀預取)。換句話說，DDR2內存每個時鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫數據，并且能夠以內部控制總線4倍的速度運行。
此外，由于DDR2標準規定所有DDR2內存均采用FBGA封裝形式，而不同于目前廣泛應用的TSOP/TSOP-II封裝形式，FBGA封裝可以提供了更為良好的電氣性能與散熱性，為DDR2內存的穩定工作與未來頻率的發展提供了堅實的基礎。回想起DDR的發展歷程，從第一代應用到個人電腦的DDR200經過DDR266、DDR333到今天的雙通道DDR400技術，第一代DDR的發展也走到了技術的極限，已經很難通過常規辦法提高內存的工作速度;隨著Intel最新處理器技術的發展，前端總線對內存帶寬的要求是越來越高，擁有更高更穩定運行頻率的DDR2內存將是大勢所趨。
DDR2與DDR的區別：
在了解DDR2內存諸多新技術前，先讓我們看一組DDR和DDR2技術對比的數據。
1、延遲問題：
從上表可以看出，在同等核心頻率下，DDR2的實際工作頻率是DDR的兩倍。這得益于DDR2內存擁有兩倍于標準DDR內存的4BIT預讀取能力。換句話說，雖然DDR2和DDR一樣，都采用了在時鐘的上升延和下降延同時進行數據傳輸的基本方式，但DDR2擁有兩倍于DDR的預讀取系統命令數據的能力。也就是說，在同樣100MHz的工作頻率下，DDR的實際頻率為200MHz，而DDR2則可以達到400MHz。
這樣也就出現了另一個問題：在同等工作頻率的DDR和DDR2內存中，后者的內存延時要慢于前者。舉例來說，DDR 200和DDR2-400具有相同的延遲，而后者具有高一倍的帶寬。實際上，DDR2-400和DDR 400具有相同的帶寬，它們都是3.2GB/s，但是DDR400的核心工作頻率是200MHz，而DDR2-400的核心工作頻率是100MHz，也就是說DDR2-400的延遲要高于DDR400。
2、封裝和發熱量：
DDR2內存技術最大的突破點其實不在于用戶們所認為的兩倍于DDR的傳輸能力，而是在采用更低發熱量、更低功耗的情況下，DDR2可以獲得更快的頻率提升，突破標準DDR的400MHZ限制。
DDR內存通常采用TSOP芯片封裝形式，這種封裝形式可以很好的工作在200MHz上，當頻率更高時，它過長的管腳就會產生很高的阻抗和寄生電容，這會影響它的穩定性和頻率提升的難度。這也就是DDR的核心頻率很難突破275MHZ的原因。而DDR2內存均采用FBGA封裝形式。不同于目前廣泛應用的TSOP封裝形式，FBGA封裝提供了更好的電氣性能與散熱性，為DDR2內存的穩定工作與未來頻率的發展提供了良好的保障。
DDR2內存采用1.8V電壓，相對于DDR標準的2.5V，降低了不少，從而提供了明顯的更小的功耗與更小的發熱量，這一點的變化是意義重大的。
DDR2采用的新技術：
除了以上所說的區別外，DDR2還引入了三項新的技術，它們是OCD、ODT和Post CAS。
OCD(Off-Chip Driver)：也就是所謂的離線驅動調整，DDR II通過OCD可以提高信號的完整性。DDR II通過調整上拉(pull-up)/下拉(pull-down)的電阻值使兩者電壓相等。使用OCD通過減少DQ-DQS的傾斜來提高信號的完整性;通過控制電壓來提高信號品質。
ODT：ODT是內建核心的終結電阻器。我們知道使用DDR SDRAM的主板上面為了防止數據線終端反射信號需要大量的終結電阻。它大大增加了主板的制造成本。實際上，不同的內存模組對終結電路的要求是不一樣的，終結電阻的大小決定了數據線的信號比和反射率，終結電阻小則數據線信號反射低但是信噪比也較低;終結電阻高，則數據線的信噪比高，但是信號反射也會增加。因此主板上的終結電阻并不能非常好的匹配內存模組，還會在一定程度上影響信號品質。DDR2可以根據自已的特點內建合適的終結電阻，這樣可以保證最佳的信號波形。使用DDR2不但可以降低主板成本，還得到了最佳的信號品質，這是DDR不能比擬的。
Post CAS：它是為了提高DDR II內存的利用效率而設定的。在Post CAS操作中，CAS信號(讀寫/命令)能夠被插到RAS信號后面的一個時鐘周期，CAS命令可以在附加延遲(Additive Latency)后面保持有效。原來的tRCD(RAS到CAS和延遲)被AL(Additive Latency)所取代，AL可以在0，1，2，3，4中進行設置。由于CAS信號放在了RAS信號后面一個時鐘周期，因此ACT和CAS信號永遠也不會產生碰撞沖突。
總的來說，DDR2采用了諸多的新技術，改善了DDR的諸多不足，雖然它目前有成本高、延遲慢能諸多不足，但相信隨著技術的不斷提高和完善，這些問題終將得到解決。
DDR3相比起DDR2有更高的工作電壓， 從DDR2的1.8V降落到1.5V，性能更好更為省電;DDR2的4bit預讀升級為8bit預讀。DDR3目前最高能夠1600Mhz的速度，由于目前最為快速的DDR2內存速度已經提升到800Mhz/1066Mhz的速度，因而首批DDR3內存模組將會從1333Mhz的起跳。在Computex大展我們看到多個內存廠商展出1333Mhz的DDR3模組。
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DDR3
一、DDR3在DDR2基礎上采用的新型設計：
1.8bit預取設計，而DDR2為4bit預取，這樣DRAM內核的頻率只有接口頻率的1/8，DDR3-800的核心工作頻率只有100MHz。
2.采用點對點的拓樸架構，以減輕地址/命令與控制總線的負擔。
3.采用100nm以下的生產工藝，將工作電壓從1.8V降至1.5V，增加異步重置(Reset)與ZQ校準功能。
二、DDR3與DDR2幾個主要的不同之處 ：
1.突發長度(Burst Length，BL)
由于DDR3的預取為8bit，所以突發傳輸周期(Burst Length，BL)也固定為8，而對于DDR2和早期的DDR架構系統，BL=4也是常用的，DDR3為此增加了一個4bit Burst Chop(突發突變)模式，即由一個BL=4的讀取操作加上一個BL=4的寫入操作來合成一個BL=8的數據突發傳輸，屆時可通過A12地址線來控制這一突發模式。而且需要指出的是，任何突發中斷操作都將在DDR3內存中予以禁止，且不予支持，取而代之的是更靈活的突發傳輸控制(如4bit順序突發)。
2.尋址時序(Timing)
就像DDR2從DDR轉變而來后延遲周期數增加一樣，DDR3的CL周期也將比DDR2有所提高。DDR2的CL范圍一般在2～5之間，而DDR3則在5～11之間，且附加延遲(AL)的設計也有所變化。DDR2時AL的范圍是0～4，而DDR3時AL有三種選項，分別是0、CL-1和CL-2。另外，DDR3還新增加了一個時序參數——寫入延遲(CWD)，這一參數將根據具體的工作頻率而定。
3.DDR3新增的重置(Reset)功能
重置是DDR3新增的一項重要功能，并為此專門準備了一個引腳。DRAM業界很早以前就要求增加這一功能，如今終于在DDR3上實現了。這一引腳將使DDR3的初始化處理變得簡單。當Reset命令有效時，DDR3內存將停止所有操作，并切換至最少量活動狀態，以節約電力。
在Reset期間，DDR3內存將關閉內在的大部分功能，所有數據接收與發送器都將關閉，所有內部的程序裝置將復位，DLL(延遲鎖相環路)與時鐘電路將停止工作，而且不理睬數據總線上的任何動靜。這樣一來，將使DDR3達到最節省電力的目的。
4.DDR3新增ZQ校準功能
ZQ也是一個新增的腳，在這個引腳上接有一個240歐姆的低公差參考電阻。這個引腳通過一個命令集，通過片上校準引擎(On-Die Calibration Engine，ODCE)來自動校驗數據輸出驅動器導通電阻與ODT的終結電阻值。當系統發出這一指令后，將用相應的時鐘周期(在加電與初始化之后用512個時鐘周期，在退出自刷新操作后用256個時鐘周期、在其他情況下用64個時鐘周期)對導通電阻和ODT電阻進行重新校準。
5.參考電壓分成兩個
在DDR3系統中，對于內存系統工作非常重要的參考電壓信號VREF將分為兩個信號，即為命令與地址信號服務的VREFCA和為數據總線服務的VREFDQ，這將有效地提高系統數據總線的信噪等級。
6.點對點連接(Point-to-Point，P2P)
這是為了提高系統性能而進行的重要改動，也是DDR3與DDR2的一個關鍵區別。在DDR3系統中，一個內存控制器只與一個內存通道打交道，而且這個內存通道只能有一個插槽，因此，內存控制器與DDR3內存模組之間是點對點(P2P)的關系(單物理Bank的模組)，或者是點對雙點(Point-to-two-Point，P22P)的關系(雙物理Bank的模組)，從而大大地減輕了地址/命令/控制與數據總線的負載。而在內存模組方面，與DDR2的類別相類似，也有標準DIMM(臺式PC)、SO-DIMM/Micro-DIMM(筆記本電腦)、FB-DIMM2(服務器)之分，其中第二代FB-DIMM將采用規格更高的AMB2(高級內存緩沖器)。
面向64位構架的DDR3顯然在頻率和速度上擁有更多的優勢，此外，由于DDR3所采用的根據溫度自動自刷新、局部自刷新等其它一些功能，在功耗方面DDR3也要出色得多，因此，它可能首先受到移動設備的歡迎，就像最先迎接DDR2內存的不是臺式機而是服務器一樣。在CPU外頻提升最迅速的PC臺式機領域，DDR3未來也是一片光明。目前Intel預計在明年第二季所推出的新芯片-熊湖(Bear Lake)，其將支持DDR3規格，而AMD也預計同時在K9平臺上支持DDR2及DDR3兩種規格。
