FB-DIMM,全缓冲内存模组
FB-DIMM(Fully Buffered-DIMM，全缓冲内存模组)是Intel在DDR2、DDR3的基础上发展出来的一种新型内存模组与互联架构，既可以搭配现在的DDR2内存芯片，也可以搭配未来的DDR3内存芯片。FB-DIMM可以极大地提升系统内存带宽并且极大地增加内存最大容量。
FB-DIMM技术是Intel为了解决内存性能对系统整体性能的制约而发展出来的，在现有技术基础上实现了跨越式的性能提升，同时成本也相对低廉。在整个计算机系统中，内存可谓是决定整机性能的关键因素，光有快的CPU，没有好的内存系统与之配合，CPU性能再优秀也无从发挥。这种情况是由计算机原理所决定的，CPU在运算时所需要的数据都是从内存中获取，如果内存系统无法及时给CPU供应数据，CPU不得不长时间处在一种等待状态，硬件资源闲置，性能自然无从发挥。对于普通的个人电脑来说，由于是单处理器系统，目前的内存带宽已经能满足其性能需求；而对于多路的服务器来说，由于是多处理器系统，其对内存带宽和内存容量是极度渴求的，传统的内存技术已经无法满足其需求了。这是因为目前的普通DIMM采用的是一种“短线连接”(Stub-bus)的拓扑结构，这种结构中，每个芯片与内存控制器的数据总线都有一个短小的线路相连，这样会造成电阻抗的不继续性，从而影响信号的稳定与完整，频率越高或芯片数据越多，影响也就越大。虽然Rambus公司所推出的的XDR内存等新型内存技术具有极高的性能，但是却存在着成本太高的问题，从而使其得不到普及。而FB-DIMM技术的出现就较好的解决了这个问题，既能提供更大的内存容量和较理想的内存带宽，也能保持相对低廉的成本。FB-DIMM与XDR相比较，虽然性能不及全新架构的XDR，但成本却比XDR要低廉得多。
与现有的普通DDR2内存相比，FB-DIMM技术具有极大的优势:在内存频率相同的情况下目前能提供四倍于普通内存的带宽，并且能支持的最大内存容量也达到了普通内存的24倍，系统最大能支持192GB内存。FB-DIMM最大的特点就是采用已有的DDR2内存芯片(以后还将采用DDR3内存芯片)，但它借助内存PCB上的一个缓冲芯片AMB(Advanced Memory Buffer，高级内存缓冲)将并行数据转换为串行数据流，并经由类似PCI Express的点对点高速串行总线将数据传输给处理器。
与普通的DIMM模块技术相比，FB-DIMM与内存控制器之间的数据与命令传输不再是传统设计的并行线路，而采用了类似于PCI-Express的串行接口多路并联的设计，以串行的方式进行数据传输。在这种新型架构中，每个DIMM上的缓冲区是互相串联的，之间是点对点的连接方式，数据会在经过第一个缓冲区后传向下一个缓冲区，这样，第一个缓冲区和内存控制器之间的连接阻抗就能始终保持稳定，从而有助于容量与频率的提升。
用于数据中转、读写控制的缓冲控制芯片AMB并非只是一枚简单的缓冲芯片，它主要承担以下三方面的功能：
1)负责管理FB-DIMM的高速串行总线。缓冲芯片与北桥芯片（或者CPU）中的内存控制器连接，让数据在内存缓冲与控制器之间传送，承担数据发送和接收的指派任务，这包含一组数据读取的14位串行通路和一组用于数据写入的10位通路。
2)实现并行数据流与串行数据流的翻译转换工作和读写控制。缓冲芯片从内存中读取出来的原始数据原本都为并行格式，它们在通过高速串行总线发送出去之前就必须先转换为对应的串行数据流，而这个任务也必须由缓冲芯片来完成，反之，从内存控制器传来的串行数据流要转成指定的并行格式，然后才能写入到内存芯片中，缓冲芯片自然也要承担这个任务。
3)承担多个FB-DIMM模组的通讯联络任务。如果在一个内存通道中存在多条FB-DIMM模组，那么各个FB-DIMM模组间的数据都是通过缓冲芯片来传递、转发的。缓冲芯片要始终承担着数据传输和读写的中介工作，不同的FB-DIMM内存储模组必须通过这枚芯片才能交换信息。
FB-DIMM系统示意图
因此，每个内存芯片不再直接和内存控制器进行数据交换。实际上，除了时钟信号和系统管理总线的访问，其他的命令与数据的I/O都要经过位于DIMM上的AMB的中转，从而消除了传统DIMM模组“短线连接”的弊端。不难看出，缓冲芯片AMB实际上是FB-DIMM的大脑，它承担所有的控制、传输和中转任务。使用串行总线作为传输媒介，FB-DIMM便顺理成章拥有跨越式的高接口带宽。根据1.0版标准定义，FB-DIMM模组的串行总线有3.2GHz、4.0GHz和4.8GHz三种频率规格，而每条模组的有效位宽为24bit，所对应的接口带宽便是9.6GBps、12GBps和14.4GBps，远远超过了现有的DDR2内存。必须注意的是，FB-DIMM的接口带宽与实际读写带宽其实是两个概念，前者所指的只是每个模组串行总线的最高带宽，它在含义上类似SATA接口—SATA的总线带宽达到150MBps，但这并不是指串行ATA硬盘能达到这个速度，代表的只是带宽的最高值。同样，FB-DIMM的接口带宽同样如此，模组的实际性能仍取决于内存芯片规格和模组位宽设计。如果采用DDR2-533芯片、64bit位宽设计，那么这条FB-DIMM的有效带宽仍然只有4.2GBps，同现有的DDR2-533内存完全一样。FB-DIMM之所以能拥有高性能，关键在于串行传输技术让它摆脱了并行总线难以实现多通道设计的问题，使得在计算机中引入六通道设计成为可能，借此达到传统DDR2体系难以想象的超高带宽，这就是FB-DIMM的真正奥秘所在。不过，引入缓冲设计也会产生一个新的问题。数据在传输过程中需要经过缓冲和转换，不可避免需要花费额外的延迟时间，对性能产生负面影响。但随着工作频率的提升，这个缺陷会变得越来越不明显。为了保持信号稳定，DDR2内存的延迟时间将随着工作频率的提高而快速增加，而FB-DIMM的延迟时间增幅平缓，所以虽然现在FB-DIMM延迟较高，但当单条模组的带宽达到4GBps左右时，FB-DIMM与DDR2内存延迟时间相当，超过这个临界点之后，DDR2内存的延迟时间将明显长于FB-DIMM。换句话说，FB-DIMM系统不仅具有更高的数据带宽，而且延迟时间更短、反应速度更快。
FB-DIMM与DDR2延迟对比
串行总线设计是FB-DIMM赖以拥有高效能的基础。实际上，Intel并没有另起炉灶从零开始设计，而是直接沿用了许多来自于PCI Express的成果，其中最关键的就是使用差分信号技术(Differential Signaling)。 现有各种并行总线都是以一条线路来传输一个数据信号，高电平表示“1”，低电平表示“0”，或者反过来由低电平表示“1”，高电平表示“0”。单通道结构的64bit内存需要使用64条金属线路来传输数据，双通道就需用到128条线路。当数据在线路传输时，很容易受到电磁环境的干扰，导致原始数据出现异常，如高电平信号电压变低，或低电平的电压变高，这些干扰都有可能让接收方作出错误的判断，导致数据传输失败。过去业界曾为这个难题大伤脑筋，当初硬盘数据排线从40针提高到80针细线（增加40根地线）就是为了降低传输干扰，但直到串行技术引入后问题方告解决。与传统技术迥然不同，差分信号不再是以单条线路的高低电平作为“0”和“1”的判断依据，而是采用两条线路来表达一个二进制数据—数据究竟为“0”还是“1”取决于这两条线路的电压差。这样，即使受到严重的外来干扰，导致两条线路传输的电平信号发生较大范围的电压波动，但它们之间的电压差依然可以保持相对稳定，接收方便能够作出正确的判断。因此，差分信号技术拥有非常强的抗干扰能力，但因它需要占用两条线路，很难被引入到并行总线技术中，只有针对服务器应用的SCSI总线是个例外。
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