DDR的前世今生

RAM、SRAM、DRAM、SDRAM、DDR SDRAM的演變

ROM和RAM指的都是半導體存儲器, ROM是Read Only Memory的縮寫,即只讀存儲器,是一種只能讀出事先所存數據的固態半導體存儲器,其特性是一旦儲存資料就無法再將其改變或刪除,資料並不會因爲電源關閉而消失。
RAM是Random Access Memory的縮寫 ,即隨機存儲器 ,隨機是指數據不是線性依次存儲,可以以任何順序訪問,而不管前一次訪問的是哪一個位置。ROM在系統停止供電的時候仍然可以保持數據,而RAM在掉電之後就會丟失數據。

RAM又分兩大類,一種爲SRAM (Static RAM,靜態RAM),是一種具有靜止存取功能的內存,不需要刷新電路即能保存它內部存儲的數據,也就是說加電情況下,不需要刷新,數據不會丟失。SRAM是早期讀寫最快的存儲設備,但也有其缺點,即它的集成度較低,相同容量的內存需要很大的體積,功耗也大;同時它也非常昂貴,所以只在要求很苛刻的地方使用,譬如CPU的一級緩存,二級緩存。

另一種爲DRAM (Dynamic RAM,動態RAM), DRAM 只能將數據保持很短的時間,爲了保持數據,DRAM使用電容存儲,所以必須隔一段時間刷新一次,如果存儲單元沒有被刷新的話,存儲的信息就會丟失;它的速度也比SRAM慢,不過它還是比任何的ROM都要快,但價格上DRAM比SRAM要便宜,計算機內存就是DRAM的。

SDRAM (Synchronous DRAM,同步動態隨機存儲器) , 又是在DRAM的基礎上發展而來,同時也屬於DRAM中的一種。同步是指內存工作需要同步時鐘,內部命令的發送與數據的傳輸都以它爲基準。

DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM,雙倍數據率SDRAM ) ,又是在SDRAM的基礎上發展而來,它的不同之處在於它可以在一個時鐘讀寫兩次數據,這樣就使得數據傳輸速度加倍了。這是目前電腦中用得最多的內存,而且它有着成本優勢。

LPDDR SDRAM(Low Power Double Data Rate SDRAM),是DDR SDRAM的一種,又稱爲 mDDR(Mobile DDR SDRAM),是美國JEDEC固態技術協會(JEDEC Solid State Technology Association)面向低功耗內存而制定的通信標準,以低功耗和小體積著稱,專門用於移動式電子產品。

我們現在使用的DDR SDRAM其實就是屬於DRAM的一種,嚴格的說DDR應該叫DDR SDRAM,人們習慣稱爲DDR,一些內存顆粒的廠家通常會把DDR SDRAM劃分到DRAM分類裏面。
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DDR還會根據它的不同應用分成其他的類型,如GDDR主要用於圖形處理,LPDDR主要用於低功耗等移動消費性電子,但萬變不離其宗,他們都是基於DDR的一些原理演變而來。
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參考:http://www.edadoc.com/cn/TechnicalArticle/Show.aspx?id=943

2017年3月,JEDEC協會宣佈將在2018年正式發佈DDR5的技術規範。目前,DDR5的規範制定已經到0.5版本,會在DDR4的基礎上數據速率和密度再翻一倍,單顆粒容量可達32Gb,並預計會在2020年開始商用。

GDDR(Graphics Double Data Rate),是用於顯示的RAM技術,其特點是高帶寬、高延時。GDDR5技術實際來源於DDR3,只不過降低了電壓,減少了位寬(但支持更多Channel),通過數據編碼和讀寫線分開提高了數據速率(3G~6GT/s)。
從數據速率上來說,GDDR更高,適合顯示圖像這種需要大數據量傳輸而對時延不太敏感的場合;而DDR技術由於延時小,所以更適合於CPU這種數據隨機讀取的場合。

很多人會把DDR5和顯卡上使用的GDDR5技術混淆,實際上兩者應用場合不一樣,下面這張圖展示了三種主流內存技術(DDR、GDDR、LPDDR)的速度對比與應用。
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LPDDR5,5G時代手機的內存標準
  • 多車道Bank Group架構
    LPDDR4x僅支持Single Bank Group,而LPDDR5支持多Bank Group模式,相當於數據傳輸從單車道變爲多車道,增加更多的並行數據通路,提升數據傳輸帶寬。

  • 速率跨越式升級最多可達50%性能提升
    得益於多Bank Group模式,與上代LPDDR4x相比,LPDDR5的數據傳輸速率從4266Mbps提升至5500Mbps,傳輸帶寬從34GB/s提升到44GB/s,這是目前最高速率的內存規格,未來這一速率還會提升到6400Mbps,帶寬提升到51.2GB/s,提升50%之多。

  • 超低功耗
    LPDDR5內部有三組電壓
    VDD1/VDD2/VDDQ
    其中VDD2又分爲VDD2H和VDD2L
    VDD1和VDD2屬於Core電源
    VDDQ屬於I/O接口電源
    相比LPDDR4X,LPDDR5的VDD2H由1.1V降至1.05V
    VDDQ由0.6V降至0.5V
    另外還有新加入的DVFSC和DVFSQ功能
    可在低速工作時切換至更低的0.9V和0.3V電壓
    進一步降低功耗。
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    內存的邏輯bank和物理bank參考https://blog.csdn.net/jiajinkui1988/article/details/101904740

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