小科普：一分鐘認(rèn)識5代內(nèi)存
隨著CPU性能的不斷提高，我們對內(nèi)存性能的要求也逐步升級。同樣，高性能的內(nèi)存搭配高性能的CPU才能最大的發(fā)揮它的價值與優(yōu)勢。在為CPU選擇匹配內(nèi)存前，咱們可以簡單了解一下內(nèi)存的發(fā)展過程。
圖1 SDRAM Roadmap
SDRAM：Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步動態(tài)隨機(jī)存儲器，咱們在此簡稱內(nèi)存。SDRAM發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)歷了五代，分別是：第一代SDR SDRAM，第二代DDR SDRAM，第三代DDR2 SDRAM，第四代DDR3 SDRAM，第五代，DDR4 SDRAM。
圖2 SDRAM
SDRAM內(nèi)部組成可以分為幾個部分，存儲陣列、IO門控單元、行列地址解碼器、行列地址鎖存器、邏輯控制單元（包含模式寄存器）、數(shù)據(jù)輸入輸出寄存器等。
存儲容量大小和數(shù)據(jù)位寬度、行地址、列地址、塊數(shù)量等的關(guān)系：
DDR SDRAM(Dual Date Rate SDRAM)簡稱DDR，也就是“雙倍速率SDRAM“。DDR在時鐘信號上升沿與下降沿各傳輸一次數(shù)據(jù)，使得其數(shù)據(jù)傳輸速度為傳統(tǒng)SDRAM的兩倍。
DDR2 SDRAM相較于上一代整體布局變化不大，在輸入輸出數(shù)據(jù)總線接口上變化比較多。DDR2 能夠在100MHz 的發(fā)信頻率基礎(chǔ)上提供每插腳最少400MB/s 的帶寬，而且其接口將運(yùn)行于1.8V 電壓上，從而進(jìn)一步降低發(fā)熱量，以便提高頻率。此外，DDR2也融入CAS、OCD、ODT 等新性能指標(biāo)和中斷指令，提升內(nèi)存帶寬的利用率。
圖4 基于DDR2的Wi-Fi工業(yè)級核心板
DDR3 SDRAM相比DDR2有更低的工作電壓，從DDR2的1.8V降落到1.5V，性能更好、更為省電；同時將DDR2的4bit預(yù)讀升級為8bit預(yù)讀，目前最高能夠支持1600Mhz的速度。
DDR3 在存儲結(jié)構(gòu)上改進(jìn)工藝，允許堆疊更多的存儲塊，提高單顆芯片的容量；在功能上也增加了讀寫平衡。
圖5 基于DDR3的8串口雙網(wǎng)口工控主板
DDR4 SDRAM在輸入輸出數(shù)據(jù)總線接口上繼續(xù)改善性能，在存儲結(jié)構(gòu)上繼續(xù)改進(jìn)工藝，不僅堆疊更多的存儲塊，而且使用硅片穿孔工藝把把堆疊成的存儲塊進(jìn)行并列放置，集中到一顆芯片中，提高單顆芯片的容量。
DDR4內(nèi)存有兩種規(guī)格。其中使用Single-endedSignaling信號的DDR4內(nèi)存其傳輸速率已經(jīng)被確認(rèn)為 1.6～3.2Gbps，而基于差分信號技術(shù)的DDR4內(nèi)存其傳輸速率則將可以達(dá)到6.4Gbps。
