DDR4 SDRAM

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 23. januar 2019; checks kræver 35 redigeringer .

DDR4 SDRAM ( engelsk  double-data-rate four synchronous dynamic random access memory ) er den fjerde generation af RAM , som er en evolutionær udvikling af tidligere generationer af DDR SDRAM. Den har øgede frekvenskarakteristika og reduceret forsyningsspænding.

Den største forskel mellem DDR4 og den tidligere DDR3- standard er antallet af interne banker fordoblet til 16 (i 2 grupper af banker [1] ), hvilket øgede overførselshastigheden for den eksterne bus. Båndbredden af ​​DDR4-hukommelse i fremtiden kan nå 25,6 GB / s (i tilfælde af at øge den maksimale effektive frekvens til 3200 MHz). Derudover er driftssikkerheden blevet forbedret på grund af indførelsen af ​​en paritetskontrolmekanisme på adresse- og kommandobusserne. Oprindeligt definerede DDR4-standarden frekvenser fra 1600 til 2400 MHz [2] med udsigt til at stige til 3200 MHz [3] [4] .

Det gik i masseproduktion i 2. kvartal af 2014, først kun ECC -hukommelse, [5] og i det næste kvartal begyndte salget af ikke-ECC DDR4-moduler, sammen med Intel Haswell -E / Haswell -EP-processorer, der kræver DDR4. [6]

Udvikling

Det tidlige designarbejde på designet af en efterfølger til DDR3 begyndte på JEDEC omkring 2005, [7] omkring to år før lanceringen af ​​DDR3 i 2007. [8] [9] Grundlæggende for DDR4-arkitekturen skulle efter planen blive vedtaget i 2008. [ti]

JEDEC præsenterede information om DDR4 i 2010 på MemCon- konferencen i Tokyo [11] . At dømme efter slides "Time to rethink DDR4" [12] skulle nyheden have både en øget effektiv frekvens (fra 2133 til 4266 MHz) og en lavere spænding (fra 1,3 til 1,1 V) sammenlignet med tidligere standarder, den foreslåede fremstillingsproces  er 32 og 36 nm. Masseproduktion var planlagt til 2015, og de første prøver til at skabe hukommelsescontrollere og kompatible platforme - for 2011 [13] [14] [15] .

I januar 2011 introducerede Samsung DDR4-modulet. Fremstillingsprocessen var 30 nm, hukommelseskapaciteten var 2 GB, og spændingen var 1,2 V [16] [17] [18] [16] . Senere introducerede Hynix sit første DDR4-modul, som overgik Samsung-modulet i frekvens (2400 MHz i stedet for 2133). Hynix hævdede en forbedring på 80 % i hukommelsesydelse i forhold til DDR3-1333.

I september 2012 offentliggjorde JEDEC den endelige version af DDR4-specifikationen [19] [20] . Den seneste revision af DDR4-standarden blev vedtaget i november 2013, standarden for LPDDR4 blev vedtaget i august 2014 [21] [22] .

Ifølge Intel i april 2013 kunne DDR4 blive hovedtypen af ​​DRAM-hukommelse allerede i 2014, og i 2015 kunne den næsten fuldstændig erstatte den tidligere brugte DDR3. Ifølge Intel bruger DDR4 35 % mindre strøm end DDR3L og overgår tidligere generations hukommelse med 50 % i båndbredde [23] . Introduktionen af ​​DDR4 begyndte dog senere [24] , og denne hukommelse vil tidligst tage en stor del af markedet i 2016. [25] I 2017 oversteg salget af DDR4-hukommelse DDR3-standardmoduler [26] .

Maksimal båndbredde

For at beregne den maksimale båndbredde af DDR4-hukommelse er det nødvendigt at gange dens effektive frekvens med 8 bytes (64 bit), det vil sige med mængden af ​​data, der kan overføres i 1 hukommelsescyklus. På denne måde:

Det skal tages i betragtning, at på grund af tidsbegrænsninger for interaktion med hukommelseschips, især for den periodiske indholdsopdatering( regenerering ), er den faktiske gennemstrømning 5-10 % mindre end beregnet ovenfor.

Moderne bundkort understøtter multi-channel memory modes . Systemets samlede effektive hukommelsesbåndbredde vil således være DDR4-båndbredde ganget med antallet af anvendte kanaler.

Oprindeligt blev det antaget, at for DDR4-drift ved maksimale frekvenser (3200 MHz) [2] ville det være nødvendigt kun at bruge ét DDR4-hukommelsesmodul pr. datatransmissionskanal (direkte forbindelse direkte til controlleren med en punkt-til-punkt-topologi [ 28] [29] [30] [31] ). Ved drift ved lavere frekvenser, såsom 1866 og 2133 MHz, kan hukommelsescontrollere på nogle processorer, især Skylake (2015), bruge op til 2 hukommelsesmoduler pr. kanal [32] [33] . Til serversystemer bruges DDR4 RDIMM'er [34] , og DDR4 LRDIMM'er forventes at dukke op ved hjælp af bufferchips nær modulbenene. Sådan hukommelse kan installeres i mængden af ​​op til 3 moduler pr. kanal, når der bruges kompatible platforme. [35] .

Standard specifikationer
Standard

titel

Frekvens

hukommelse, MHz

Frekvens

dæk, MHz

Effektiv (dobbelt)

hastighed, millioner overførsler/s

Navn

modul

Båndbredde, MB/s Tidspunkter

CL-tRCD-tRP

Tid

cyklus, ns

DDR4-1600J*

DDR4-1600K

DDR4-1600L

200 800 1600 PC4-12800 12800 10-10-10

11-11-11

12-12-12

12.5

13,75

femten

DDR4-1866L*

DDR4-1866M

DDR4-1866N

233,33 933,33 1866,67 PC4-14900 14933,33 12-12-12

13-13-13

14-14-14

12.857

13.929

femten

DDR4-2133N*

DDR4-2133P

DDR4-2133R

266,67 1066,67 2133,33 PC4-17000 17066,67 14-14-14

15-15-15

16-16-16

13.125

14.063

femten

DDR4-2400P*

DDR4-2400R

DDR4-2400T

DDR4-2400U

300 1200 2400 PC4-19200 19200 15-15-15

16-16-16

17-17-17

18-18-18

12.5

13.32

14.16

femten

DDR4-2666T

DDR4-2666U

DDR4-2666V

DDR4-2666W

333,33 1333 2666 PC4-21300 21333 17-17-17

18-18-18

19-19-19

20-20-20

12,75

13.50

14.25

femten

DDR4-2933V

DDR4-2933W

DDR4-2933Y

DDR4-2933AA

366,6 1466,5 2933 PC4-23466 23466 19-19-19

20-20-20

21-21-21

22-22-22

12,96

13,64

14.32

femten

DDR4-3200W

DDR4-3200AA

DDR4-3200AC

400 1600 3200 PC4-25600 25600 20-20-20

22-22-22

24-24-24

12.50

13,75

femten

DDR5- 4800 - 8400

Volumen af ​​moduler

Volumen af ​​en DDR4- [36]chip er fra 2 til 16 Gbit, organisationen af ​​hukommelsesmoduler er ×4, ×8 eller ×16 banker [28] . Produktion af moduler med en volumen på 512 GB baseret på 16 Gbit chips og pakning af 8 chips pr. chip er ikke udelukket.

Moduldimensioner

DDR4 har 288-bens DIMM'er , der ligner 240-bens DDR-2/DDR-3 DIMM'er . Stifterne er strammere (0,85 mm i stedet for 1,0) for at passe på en standard 5¼-tommer (133,35 mm) DIMM-slot. Højden øges lidt (31,25 mm i stedet for 30,35).

DDR4 SO-DIMM'er har 260 ben [37] (ikke 240), som er tættere på hinanden (0,5 mm, ikke 0,6). Modulet er blevet 1,0 mm bredere (68,6 mm i stedet for 67,6), men har bevaret samme højde - 30 mm.

Diverse

Industristandarden DDR4 RAM, beskrevet i DDR4 SDRAM STANDARD JEDEC JESD79-4, indeholder ingen information om tilgængeligheden af ​​hardwarebaserede informationskrypteringsfunktioner. [21]

I september 2014 blev der demonstreret hukommelsesmoduler med en frekvens på 3333 MHz (og en maksimal båndbredde på 26.664 MB/s), som oversteg den frekvens, der oprindeligt var specificeret af standarden.

I august 2015 blev hukommelsesmoduler med en frekvens på 4233 MHz (og en maksimal båndbredde på 33.864 MB/s) demonstreret.

Noter

  1. ↑ DDR4 Bank Groups in Embedded Applications Arkiveret 10. juni 2013 på Wayback Machine / Synopsys DesignWare Technical Bulletin, Graham Allan, sep. 2012
  2. ↑ 1 2 DDR4 i en nøddeskal, misforståelser, seje funktioner og DDR5 Arkiveret 22. december 2015 på Wayback Machine , Synopsys, Navraj Nandra, 27. september 2012
  3. ↑ ] http://www.anandtech.com/show/4669/jedec-reveals-the-key-aspects-of-ddr4 Arkiveret 15. september 2015 på Wayback Machine JEDEC Reveals Key Aspects of DDR4] / AnandTech, Kristian Vättö 23. august 2011 "DDR4 vil starte fra 1600MHz .. Den forventede maksimale hastighed for DDR4 er 3200MHz"
  4. ↑ Bemærk, at den effektive frekvens er forskellig fra bus-uret. Den effektive frekvens refererer til datalåsning på for- og bagkanten. I denne henseende er den faktiske klokfrekvens for hukommelsesbussen to gange mindre end den effektive frekvens, se fig. Figur 4 Arkiveret 21. maj 2015 på Wayback Machine fra artiklen Arkiveret 10. juni 2013 på Wayback Machine
  5. ↑ Afgørende DDR4-serverhukommelse er nu tilgængelig (utilgængeligt link) . globenewswire.com (2. juni 2014). Hentet 12. december 2014. Arkiveret fra originalen 6. marts 2016. 
  6. ↑ Hvordan Intel planlægger at skifte mellem DDR3 og DDR4 for mainstream . techpowerup . Hentet 28. april 2015. Arkiveret fra originalen 12. august 2015.
  7. ↑ Sobolev, Vyacheslav JEDEC: Hukommelsesstandarder på vej (utilgængeligt link) . digitimes.com (31. maj 2005). — « Indledende undersøgelser er allerede startet på hukommelsesteknologi ud over DDR3. JEDEC har altid omkring tre generationer af hukommelse i forskellige stadier af standardiseringsprocessen: nuværende generation, næste generation og fremtid. ". Hentet 28. april 2011. Arkiveret fra originalen 3. december 2013. 
  8. ↑ DDR3: Ofte stillede spørgsmål (downlink) . Kingston teknologi . — " DDR3-hukommelse lanceret i juni 2007 ". Hentet 28. april 2011. Arkiveret fra originalen 28. juli 2011. 
  9. ↑ Valich, Theo . DDR3-lancering indstillet til den 9.  maj (2. maj 2007). Arkiveret fra originalen den 5. februar 2010. Hentet 28. april 2011.
  10. ↑ Hammerschmidt, Christoph Ikke-flygtig hukommelse er den hemmelige stjerne ved JEDEC-mødet (link ikke tilgængeligt) . eetimes.com (29. august 2007). Hentet 28. april 2011. Arkiveret fra originalen 2. oktober 2012. 
  11. ↑ JEDEC forbereder DDR4-SDRAM-specifikationer Arkiveret 20. februar 2016 på Wayback Machine , 3dnews, 19.8.2010
  12. ↑ Gervasi, Bill Tid til at gentænke DDR4 . juni 2010 Discobolus design. Hentet 29. april 2011. Arkiveret fra originalen 14. august 2011.
  13. ↑ JEDEC udarbejder specifikationer for DDR4-SDRAM RAM . 3DNews (19/08/2010). Hentet 29. august 2010. Arkiveret fra originalen 6. januar 2011.
  14. ↑ Nilsson, Lars-Göran DDR4 forventes ikke før 2015 . semiaccurate.com (16. august 2010). Hentet 29. april 2011. Arkiveret fra originalen 20. maj 2011.
  15. ↑ Af Annihilator DDR4 hukommelse i værker, vil nå 4.266GHz . wccftech.com (18. august 2010). Hentet 29. april 2011. Arkiveret fra originalen 23. august 2010.
  16. ↑ 1 2 Samsung viste et færdiglavet DDR4-hukommelsesmodul . 3DNews (01/04/2011). Hentet 5. marts 2011. Arkiveret fra originalen 1. marts 2011.
  17. ↑ Samsung begynder at sende DDR4-hukommelse . Hentet 5. januar 2011. Arkiveret fra originalen 8. januar 2011.
  18. ↑ Samsung udvikler DDR4-hukommelse med op til 40 procent bedre energieffektivitet end DDR3 Arkiveret 7. januar 2011 på Wayback Machine / Engadget 2011
  19. ↑ JEDEC annoncerer offentliggørelse af DDR4 Standard . Dato for adgang: 4. december 2012. Arkiveret fra originalen 27. november 2012.
  20. ↑ JEDEC frigiver DDR4-specifikationer Arkiveret 4. marts 2016 på Wayback Machine // ixbt.com, 25. september 2012
  21. ↑ 12 JEDEC . JEDEC DDR4 SDRAM STANDARD (JESD79-4A) (november 2013 - aug 2014). Hentet 4. november 2014. Arkiveret fra originalen 3. november 2014.
  22. ↑ JEDEC godkendte DDR4-standarden for bærbare computere Arkiveret 27. september 2015 på Wayback Machine / Ferra.ru
  23. ↑ Intel skubber DDR3-hukommelse et år Arkiveret 1. december 2017 på Wayback Machine // ixbt.com, 13. april 2013
  24. ↑ Shah, Agam Vedtagelse af DDR4-hukommelse står over for forsinkelser . IDG News (12. april 2013). Hentet 22. april 2013. Arkiveret fra originalen 9. maj 2013.
  25. ↑ Shah, Agam. "Adoption of DDR4 memory faces delays" Arkiveret 11. januar 2015 på Wayback Machine , TechHive (IDG), 12. april 2013. Hentet 30. juni 2013.
  26. ↑ DDR4 bliver hovedtypen af ​​RAM i år , IC Insight, 3dnews (17/04/2017). Arkiveret fra originalen den 1. december 2017. Hentet 21. november 2017.
  27. ↑ 12 Scott Mueller . Opgradering og reparation af pc'er. Que Publishing. 7. marts 2013. Tabel 6.11: JEDEC Standard DDR4-modul (284-PIN DIMM) hastigheder og overførselshastighed Arkiveret 4. marts 2016 på Wayback Machine
  28. ↑ 1 2 Ferra.ru - Begyndelsen på en ny æra. Sådan fungerer DDR4 RAM _
  29. ↑ DDR4-hukommelse: er det tid til at sprede sten? / Processorer og hukommelse . Hentet 29. august 2010. Arkiveret fra originalen 31. august 2010.
  30. ↑ http://www.eda.org/ibis/summits/nov12b/pytel2.pdf Arkiveret 27. september 2015 på Wayback Machine "DDR4-arkitekturen er punkt til punkt • Én controller til 1 DIMM"
  31. ↑ http://www.extremetech.com/computing/158824-haswell-e-to-offer-ddr4-support-up-to-eight-cores-in-2014 Arkiveret 24. september 2015 på Wayback Machine "Where DDR3 brugte en multi-drop bus, der gjorde det muligt for flere DIMM'er at sidde på den samme hukommelseskanal, kræver DDR4 praktisk talt brugen af ​​en punkt-til-punkt bus med maksimalt én DIMM pr. RAM-kanal."
  32. ↑ http://ark.intel.com/ru/products/90591 Arkiveret 27. januar 2016 på Wayback Machine "DIMM'er pr. kanal 2"
  33. ↑ http://www.intel.com/content/www/us/en/processors/core/desktop-6th-gen-core-family-datasheet-vol-1.html Arkiveret 24. september 2015 på Wayback Machine " Tabel 2-1. Processor DRAM Support Matrix - DIMM Per Channel DPC 2"
  34. ↑ Arkiveret kopi . Hentet 27. september 2015. Arkiveret fra originalen 4. marts 2016.
  35. ↑ LRDIMM vs RDIMM: Signalintegritet, kapacitet, båndbredde | edn . Hentet 19. september 2015. Arkiveret fra originalen 29. september 2015.
  36. ↑ JESD79-4 - JEDEC STANDARD DDR4 SDRAM SEPTEMBER 2012 (link ikke tilgængeligt) . Dato for adgang: 19. september 2015. Arkiveret fra originalen 4. marts 2016. 
  37. ↑ http://www.jedec.org/standards-documents/results/ddr4 Arkiveret 24. september 2014 på Wayback Machine - 260-pin, 1,2 V (VDD), PC4-1600/PC4-1866/PC4-2133/ PC4-2400/PC4-2666/PC4-3200 DDR4 SDRAM SO-DIMM Designspecifikation Udgivelsesnummer: 24, vare 2228.07B MODULE4_20_25. august 2014

Links

 Typer af Dynamic Random Access Memory (DRAM)
asynkron
Synkron
Grafisk
Rambus
Hukommelsesmoduler