ZOL学堂 服务器FB-DIMM内存技术详解

　　虽然该篇技术解析是一片较早的文章，但是我们认为对于用户了解新一代服务器技术很有帮助，在此奉献给大家。

　　作为IT业硬件标准的领袖之一，Intel针对未来企业级运算平台开发出了新的内存体系，而之所以要研制新的体系结构，原因就在于我们今天要讲的FB-DIMM（Fully Buffered-DIMM，全缓冲双列内存模组）。Intel希望以它替代传统的Registered DIMM（Reg-DIMM），来更好的为高端平台服务，但从很多设计理念上看，FB-DIMM已经与传统的DIMM有了很大不同。

什么是FB-DIMM？   

　　要说清FB-DIMM，我们最好还是先了解一下传统的Reg-DIMM。我们平常所使用的内存模组是Unb-DIMM（Unbuffered-DIMM，无缓冲DIMM），Unb与Reg-DIMM的最大区别在于模组上有无寄存器。在高容量模组上，内存芯片数量很多，而且在需要大容量内存的工作场合，内存模组的安插数量也是很多的，这使命令与寻址信号的稳定性受到了严峻考验。很多芯片组的资料中都说明只有使用Reg-DIMM才能达到标称的最高内存容量，从这点就能猜到寄存器的作用——稳定命令/地址信号，隔离外部干扰。

Reg-DIMM工作示意图，命令与地址信号通过寄存器中继传输至内存芯片

　　在工作时，命令地址信号会先送入寄存器进行“净化”并进入锁存状态，然后再发送至内存芯片，芯片中的数据则不经过寄存器而直接传向北桥。由于要经过中继传输，所以内存操作的时序也会因此而增加一个时钟周期，这是它所带来的一个弊端，但在高端应用中，内存系统的稳定可靠的重要性远在性能之上，所以Reg-DIMM一般只用于高端市场，并且需要芯片组的支持才行（主要是Reg所引起的时序变化）。而在高端设备中，ECC基本都是必须的，因此市场上的Reg-DIMM也都无一例外的是ECC型模组，虽然也有无ECC的Reg-DIMM设计标准。

　　现在再回头看看我们常用的Unb-DIMM，就很明白了。它关键就少了寄存器，但为什么不称之为Unregistered-DIMM呢？其实，Buffered与Registered是Reg-DIMM的两种工作模式，前者在Reg-DIMM上并不常用，它是以时钟异步方式工作的，输出信号的再驱动不与时钟同步，Registered模式下输入信号的再驱动则与时钟同步。显然，Buffered模式下的性能要更低一些。不过，从原理上讲Registered模式也是一种缓冲操作，只是与时钟同步而已。在SDRAM的Reg-DIMM上，Buffered与Registered模式通过REGE信号控制，但到了DDR SDRAM-DIMM时代，可能由于性能的原因Buffered模式被取消了。

　　好，简要介绍完Reg-DIMM，我们再看看FB-DIMM。从下面这张FB-DIMM系统结构图上可以看出很多新的设计。

FB-DIMM系统架构图，类似于PCI-Express的信号总线是其最大的亮点

　　与传统的Reg-DIMM只是在Unb-DIMM上加装寄存器、PLL等元件而成的方法不一样，FB-DIMM与同级的普通Unb-DIMM有了很大的变化。首先，DIMM与内存控制器之间的数据与命令的传输不再是传统的并行线路（ECC时数据线路至少需要72条），FB-DIMM是采用了类似于PCI-Express的串行接口多路并联的设计，目前的设计是上行10路并联（位宽10bit），下行14路并联（位宽14bit），数据传输以串行的方式。另外，从图中还可以看出，每个DRAM芯片不再直接与内存控制器进行数据交换，事实上，除了时钟信号与系统管理总线的访问（主要与SPD打交道），其他的命令与数据的I/O都要经过位于DIMM上的内存缓冲器（Memory Buffer）的中转，这可能就是全缓冲（Fully Buffered）这一叫法的来历。