DDR4 SDRAM

A DDR4 SDRAM ( angolul  double-data-rate four synchronous dynamic random access memory ) a RAM negyedik generációja , amely a DDR SDRAM korábbi generációinak evolúciós továbbfejlesztése. Megnövelt frekvenciakarakterisztikával és csökkentett tápfeszültséggel rendelkezik.

A fő különbség a DDR4 és a korábbi DDR3 szabvány között a belső bankok száma megduplázódott 16-ra (2 bankcsoportban [1] ), ami növelte a külső busz átviteli sebességét. A DDR4 memória sávszélessége a jövőben elérheti a 25,6 GB / s-t (a maximális effektív frekvencia 3200 MHz-re történő növelése esetén). Emellett a működés megbízhatósága is javult a paritásellenőrző mechanizmus bevezetésének köszönhetően a cím- és parancsbuszokon. Kezdetben a DDR4 szabvány 1600-tól 2400 MHz-ig [2] határozta meg a frekvenciákat , 3200 MHz-re növelve [3] [4] .

2014 második negyedévében került tömeggyártásba, eleinte csak ECC memória [5] , majd a következő negyedévben megkezdődött a nem ECC DDR4 modulok értékesítése, valamint a DDR4-et igénylő Intel Haswell -E / Haswell -EP processzorok értékesítése. [6]

Fejlesztés

A DDR3 utódjának tervezésével kapcsolatos korai tervezési munka a JEDEC -nél 2005 körül kezdődött, [7] körülbelül két évvel a DDR3 2007-es elindítása előtt. [8] [9] A DDR4 architektúra alapjairól a tervek szerint 2005-ben kellett megállapodni. 2008. [tíz]

A JEDEC 2010-ben a tokiói MemCon konferencián ismertetett információkat a DDR4- ről [11] . A "Ideje újragondolni a DDR4-et" [12] diák alapján az újdonságnak a korábbi szabványokhoz képest megnövelt effektív frekvenciával (2133-ról 4266 MHz-re) és alacsonyabb feszültséggel (1,3-ról 1,1 V-ra) kell rendelkeznie, a javasolt gyártási folyamat .  32 és 36 nm. A tömeggyártást 2015-re tervezték, az első mintákat memóriavezérlők és kompatibilis platformok létrehozására pedig 2011 -re [13] [14] [15] .

2011 januárjában a Samsung bemutatta a DDR4 modult. A gyártási folyamat 30 nm, a memória kapacitása 2 GB, a feszültség 1,2 V [16] [17] [18] [16] . Később a Hynix bemutatta első DDR4 modulját, amely frekvenciában (2133 helyett 2400 MHz) felülmúlta a Samsung modult. A Hynix 80%-kal javult a memória teljesítményében a DDR3-1333-hoz képest.

2012 szeptemberében a JEDEC közzétette a DDR4 specifikáció végleges változatát [19] [20] . A DDR4 szabvány legutóbbi változatát 2013 novemberében, az LPDDR4 szabványát 2014 augusztusában fogadták el [21] [22] .

Az Intel szerint 2013 áprilisában a DDR4 már 2014-ben a DRAM memória fő típusává válhat, 2015-ben pedig szinte teljesen felválthatja a korábban használt DDR3-at. Az Intel szerint a DDR4 35%-kal kevesebb energiát fogyaszt, mint a DDR3L, és sávszélességben 50%-kal felülmúlja az előző generációs memóriát [23] . A DDR4 bevezetése azonban később kezdődött [24] , és ez a memória legkorábban 2016-ban fogja elfoglalni a piac nagy részét. [25] 2017-ben a DDR4 memória eladások meghaladták a DDR3 szabványú modulokat [26] .

Maximális sávszélesség

A DDR4 memória maximális sávszélességének kiszámításához meg kell szorozni az effektív frekvenciáját 8 bájttal (64 bittel), vagyis az 1 memóriaciklus alatt átvihető adatmennyiséggel. Ilyen módon:

• 2133 MHz effektív frekvenciájú memória esetén a maximális sávszélesség 2133 × 8 = 17064 MB/s [27]
• Egy 3200 MHz-es effektív frekvenciájú memória esetében (a szabvány által eredetileg meghatározott legmagasabb frekvencia) a maximális sávszélesség 3200 × 8 = 25600 MB/s [27]

Figyelembe kell venni, hogy a memóriachipekkel való interakció időbeli korlátozásai miatt, különösen az időszakos tartalomfrissítési művelet során( regeneráció ), a tényleges áteresztőképesség 5-10%-kal kisebb a fent számoltnál.

A modern alaplapok támogatják a többcsatornás memória módokat . Így a rendszer teljes effektív memória sávszélessége a DDR4 sávszélesség és a használt csatornák számának szorzata lesz.

Kezdetben azt feltételezték, hogy a DDR4 maximális frekvencián (3200 MHz) [2] történő működéséhez adatátviteli csatornánként csak egy DDR4 memóriamodul használatára van szükség (közvetlen kapcsolat a vezérlővel pont-pont topológiával [ 2] 28] [29] [30] [31 ] ). Alacsonyabb frekvenciákon, például 1866 és 2133 MHz-en történő működés esetén egyes processzorok, különösen a Skylake (2015) memóriavezérlői csatornánként akár 2 memóriamodult is használhatnak [32] [33] . Szerverrendszereknél DDR4 RDIMM -eket [34] használnak, és a DDR4 LRDIMM-ek várhatóan pufferchipeket használnak a modul érintkezői közelében. Ilyen memória kompatibilis platformok használata esetén csatornánként legfeljebb 3 modul mennyiségben telepíthető. [35] .

A modulok mennyisége

A DDR4 [36]chip térfogata 2-16 Gbit, a memóriamodulok felépítése ×4, ×8 vagy ×16 bank [28] . Nem kizárt az 512 GB-os, 16 Gbit-es lapkára épülő, chipenként 8 chipet csomagoló modulok gyártása.

Modul méretei

A DDR4 288 tűs DIMM -ekkel rendelkezik , amelyek a 240 tűs DDR-2/DDR-3 DIMM- ekhez hasonló megjelenésűek . A tűk szorosabbak (0,85 mm 1,0 helyett), hogy egy szabványos 5¼ hüvelykes (133,35 mm) DIMM-nyílásba illeszkedjenek. A magasság kissé nő (31,25 mm 30,35 helyett).

A DDR4 SO-DIMM-ek 260 tűvel [37] rendelkeznek (nem 240), amelyek közelebb vannak egymáshoz (0,5 mm, nem 0,6). A modul 1,0 mm-rel szélesebb lett (67,6 helyett 68,6 mm), de megtartotta a 30 mm-es magasságot.

Vegyes

Az ipari szabvány DDR4 RAM, amelyet a DDR4 SDRAM STANDARD JEDEC JESD79-4 ismertet, nem tartalmaz információt a hardver alapú információtitkosítási funkciók elérhetőségéről. [21]

2014 szeptemberében 3333 MHz frekvenciájú (26 664 MB / s maximális sávszélességű) memóriamodulokat mutattak be, amelyek meghaladták a szabvány által eredetileg meghatározott frekvenciát.

2015 augusztusában 4233 MHz frekvenciájú (és 33 864 MB/s maximális sávszélességű) memóriamodulokat mutattak be.

Jegyzetek

1. ↑ DDR4 bankcsoportok beágyazott alkalmazásokban archiválva : 2013. június 10., a Wayback Machine / Synopsys DesignWare Technical Bulletin, Graham Allan, szept. 2012
2. ↑ 1 2 DDR4 dióhéjban, tévhitek, nagyszerű szolgáltatások és DDR5 archiválva : 2015. december 22., a Wayback Machine , Synopsys, Navraj Nandra, 2012. szeptember 27.
3. ↑ ] http://www.anandtech.com/show/4669/jedec-reveals-the-key-aspects-of-ddr4 Archiválva 2015. szeptember 15-én a Wayback Machine -nél JEDEC Reveals Key Aspects of DDR4] / AnandTech, Kristian Vättö , 2011. augusztus 23. "A DDR4 1600 MHz-ről indul. A DDR4 tervezett maximális sebessége 3200 MHz"
4. ↑ Vegye figyelembe, hogy az effektív frekvencia eltér a busz órájától. Az effektív frekvencia az adatrögzítésre vonatkozik a bevezető és a lefutó éleken. Ebben a tekintetben a memóriabusz tényleges órajel-frekvenciája kétszer kisebb, mint az effektív frekvencia, lásd az ábrát. 4. ábra Archivált 2015. május 21-én a Wayback Machine -nél a cikkből Archivált 2013. június 10-én a Wayback Machine -nél
5. ↑ A kulcsfontosságú DDR4 szervermemória már elérhető (nem elérhető hivatkozás) . globenewswire.com (2014. június 2.). Letöltve: 2014. december 12. Az eredetiből archiválva : 2016. március 6.. (határozatlan) 
6. ↑ Hogyan tervezi az Intel a DDR3 és a DDR4 közötti átállást a mainstream számára . techpowerup . Letöltve: 2015. április 28. Az eredetiből archiválva : 2015. augusztus 12.. (határozatlan)
7. ↑ Sobolev, Vyacheslav JEDEC: Memóriaszabványok útban (elérhetetlen link) . digitimes.com (2005. május 31.). — « A kezdeti vizsgálatok már megkezdődtek a DDR3-on túli memóriatechnológiával kapcsolatban. A JEDEC-nek mindig körülbelül három generációs memóriája van a szabványosítási folyamat különböző szakaszaiban: jelenlegi, következő generációs és jövőbeli. ". Letöltve: 2011. április 28. Az eredetiből archiválva : 2013. december 3.. (határozatlan) 
8. ↑ DDR3: Gyakran ismételt kérdések (downlink) . Kingston technológia . — " A DDR3 memória 2007 júniusában indult ". Letöltve: 2011. április 28. Az eredetiből archiválva : 2011. július 28.. (határozatlan) 
9. ↑ Valich, Theo . A DDR3 indítása május 9  -én (2007. május 2-án) lesz. Az eredetiből archiválva: 2010. február 5. Letöltve: 2011. április 28.
10. ↑ Hammerschmidt, Christoph A nem felejtő memória a JEDEC találkozó titkos sztárja (hivatkozás nem érhető el) . etimes.com (2007. augusztus 29.). Letöltve: 2011. április 28. Az eredetiből archiválva : 2012. október 2.. (határozatlan) 
11. ↑ A JEDEC előkészíti a DDR4-SDRAM specifikációit , archiválva : 2016. február 20. a Wayback Machine -nél, 3dnews, 2010.08.19.
12. ↑ Gervasi, Bill Ideje újragondolni a DDR4 -et . 2010. június Discobolus Designs. Letöltve: 2011. április 29. Az eredetiből archiválva : 2011. augusztus 14.. (határozatlan)
13. ↑ A JEDEC specifikációkat készít a DDR4-SDRAM RAM számára . 3DNews (2010.08.19.). Letöltve: 2010. augusztus 29. Az eredetiből archiválva : 2011. január 6.. (határozatlan)
14. ↑ Nilsson, Lars-Göran DDR4 nem várható 2015-ig . semiaccurate.com (2010. augusztus 16.). Letöltve: 2011. április 29. Az eredetiből archiválva : 2011. május 20.. (határozatlan)
15. ↑ Az Annihilator DDR4 memóriája működik, eléri a 4,266 GHz-et . wccftech.com (2010. augusztus 18.). Letöltve: 2011. április 29. Az eredetiből archiválva : 2010. augusztus 23.. (határozatlan)
16. ↑ 1 2 A Samsung bemutatott egy kész DDR4 memóriamodult . 3DNews (2011.01.04). Letöltve: 2011. március 5. Az eredetiből archiválva : 2011. március 1.. (határozatlan)
17. ↑ A Samsung megkezdi a DDR4 memória szállítását . Letöltve: 2011. január 5. Az eredetiből archiválva : 2011. január 8.. (határozatlan)
18. ↑ A Samsung a DDR3-nál akár 40 százalékkal jobb energiahatékonyságú DDR4 memóriát fejleszt. Archiválva : 2011. január 7. a Wayback Machine / Engadget 2011 kiállításon
19. ↑ A JEDEC bejelentette a DDR4 szabvány közzétételét . Hozzáférés dátuma: 2012. december 4. Az eredetiből archiválva : 2012. november 27. (határozatlan)
20. ↑ A JEDEC kiadja a DDR4 specifikációit Archiválva : 2016. március 4. a Wayback Machine -nél // ixbt.com, 2012. szeptember 25.
21. ↑ 12 JEDEC . JEDEC DDR4 SDRAM STANDARD (JESD79-4A) (2013. nov. – 2014. augusztus). Letöltve: 2014. november 4. Az eredetiből archiválva : 2014. november 3.. (határozatlan)
22. ↑ A JEDEC jóváhagyta a DDR4 szabványt laptopokhoz Archiválva : 2015. szeptember 27., Wayback Machine / Ferra.ru
23. ↑ Az Intel egy évre tolja a DDR3 memóriát . Archiválva : 2017. december 1. a Wayback Machine -nél // ixbt.com, 2013. április 13.
24. ↑ Shah, Agam A DDR4 memória átvétele késéssel néz szembe . IDG News (2013. április 12.). Letöltve: 2013. április 22. Az eredetiből archiválva : 2013. május 9.. (határozatlan)
25. ↑ Sah, Agam. "A DDR4 memória elfogadása késéseket tapasztal" Archiválva : 2015. január 11., a Wayback Machine , TechHive (IDG), 2013. április 12.. Letöltve: 2013. június 30..
26. ↑ Idén a DDR4 lesz a RAM fő típusa , IC Insight, 3dnews (2017.04.17.). Az eredetiből archiválva : 2017. december 1. Letöltve: 2017. november 21.
27. ↑ 12 Scott Mueller . PC-k frissítése és javítása. Que Publishing. 2013. március 7. 6.11. táblázat: A JEDEC szabványos DDR4 modul (284 PIN-es DIMM) sebessége és átviteli sebessége archiválva : 2016. március 4. a Wayback Machine -nél
28. ↑ 1 2 Ferra.ru - Egy új korszak kezdete. Hogyan működik a DDR4 RAM _
29. ↑ DDR4 memória: ideje szétszórni a köveket? / Processzorok és memória . Letöltve: 2010. augusztus 29. Az eredetiből archiválva : 2010. augusztus 31.. (határozatlan)
30. ↑ http://www.eda.org/ibis/summits/nov12b/pytel2.pdf Archiválva : 2015. szeptember 27. a Wayback Machine -nél "A DDR4 architektúra ponttól pontig működik • Egy vezérlő 1 DIMM-hez"
31. ↑ http://www.extremetech.com/computing/158824-haswell-e-to-offer-ddr4-support-up-to-eight-cores-in-2014 Archiválva : 2015. szeptember 24. a Wayback Machinenél "Where DDR3 egy multi-drop buszt használva, amely lehetővé tette több DIMM-et ugyanazon a memóriacsatornán, a DDR4 gyakorlatilag pont-pont busz használatát igényli, RAM-csatornánként legfeljebb egy DIMM-mel."
32. ↑ http://ark.intel.com/ru/products/90591 Archiválva : 2016. január 27. a Wayback Machine -nél "DIMM-ek 2-es csatornánként"
33. ↑ http://www.intel.com/content/www/us/en/processors/core/desktop-6th-gen-core-family-datasheet-vol-1.html Archiválva : 2015. szeptember 24. a Wayback Machine -nél " 2-1. táblázat. Processzor DRAM támogatási mátrix – DIMM csatornánkénti DPC 2"
34. ↑ Archivált másolat . Letöltve: 2015. szeptember 27. Az eredetiből archiválva : 2016. március 4.. (határozatlan)
35. ↑ LRDIMM vs RDIMM: jelintegritás, kapacitás, sávszélesség | edn . Letöltve: 2015. szeptember 19. Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 29.. (határozatlan)
36. ↑ JESD79-4 - JEDEC STANDARD DDR4 SDRAM 2012. SZEPTEMBER (hivatkozás nem érhető el) . Hozzáférés dátuma: 2015. szeptember 19. Az eredetiből archiválva : 2016. március 4. (határozatlan) 
37. ↑ http://www.jedec.org/standards-documents/results/ddr4 Archiválva : 2014. szeptember 24. a Wayback Machine -nél – 260 tűs, 1,2 V (VDD), PC4-1600/PC4-1866/PC4-2133/ PC4-2400/PC4-2666/PC4-3200 DDR4 SDRAM SO-DIMM Tervezési specifikáció Kiadási szám: 24, 2228.07B tétel, MODULE4_20_25 2014. aug.

Linkek

• Egy új korszak kezdete. A DDR4 RAM működése , Ferra.ru, 2014.08.31
• Miért érdemes DDR4-re frissíteni? , Intel blog a Habrahabr.ru blogplatformon, 2013. december 20
• DDR4 memória: ideje szórni a köveket? / 3dnews, 2010. augusztus 30
• "DDR4 – A DDR3-ról való átállás előnyei" , Micron , 2012