Войти
| Тип RAM | |
 8 ГиБ DDR4-2133 ECC 1.2 V RDIMM | |
| Разработчик | JEDEC |
|---|---|
| Тип | Синхронная динамическая память с произвольным доступом (SDRAM) |
| Поколение | 4-е поколение |
| Дата выпуска | 2014 (2014) |
| Стандарты |
|
| Тактовая частота | 800-1600 МГц |
| напряжения | Руководство по 1,2 В |
| Предшественник | DDR3 SDRAM (2007) |
| Преемник | DDR5 SDRAM (2020) |
Синхронная динамическая память произвольного доступа с двойной скоростью передачи данных 4, официально сокращенно DDR4 SDRAM, является тип синхронной динамической памяти с произвольным доступом с интерфейсом с высокой полосой пропускания («удвоенная скорость передачи данных »).
Выпущенный на рынок в 2014 году, это вариант динамической памяти с произвольным доступом (DRAM), некоторые из которых используются с начала 1970-х годов, и более высокоскоростной преемник технологий DDR2 и DDR3.
DDR4 несовместима с какими-либо более ранними типами оперативной памяти (ОЗУ) из-за различий в напряжении сигнализации и физического интерфейса, помимо других факторов.
DDR4 SDRAM была выпущена на публичный рынок во втором квартале 2014 года с упором на память ECC, тогда как модули DDR4 без ECC стали доступны в третьем квартале 2014 года, одновременно с запуском Haswell -E процессоры, которым требуется память DDR4.
Основные преимущества DDR4 перед своей предшественницей, DDR3, включают более высокую плотность модулей и более низкие требования к напряжению в сочетании с более высокой скоростью передачи скорости передачи данных. Стандарт DDR4 допускает использование модулей DIMM емкостью до 64 ГиБ по сравнению с максимальным объемом памяти DDR3 в 16 ГиБ на модуль DIMM.
В отличие от памяти DDR предыдущих поколений, prefetch не был увеличен по сравнению с 8n, используемым в DDR3; базовый размер пакета составляет восемь слов, а более высокая пропускная способность достигается за счет отправки большего количества команд чтения / записи в секунду. Чтобы сделать это возможным, стандарт делит банки DRAM на две или четыре выбираемые группы банков, где переводы в разные группы банков могут выполняться быстрее.
Поскольку энергопотребление увеличивается с увеличением скорости, пониженное напряжение позволяет работать на более высокой скорости без чрезмерных требований к питанию и охлаждению.
DDR4 работает при напряжении 1,2 В с частотой от 800 до 1600 МГц (от DDR4-1600 до DDR4-3200) по сравнению с частотами от 400 до 1067 МГц (от DDR3-800 до DDR3-2133) и напряжением требования 1,5 В DDR3. Из-за природы DDR скорости обычно объявляются как удвоение этих чисел (DDR3-1600 и DDR4-2400 являются обычными, причем DDR4-3200, DDR4-4800 и DDR4-5000 доступны по высокой цене). В отличие от низковольтного стандарта DDR3 1,35 В DDR3L, низковольтной версии DDR4L не существует.
Первый прототип модуля памяти DDR4 был изготовлен Samsung и объявлено в январе 2011 года. 
Физическое сравнение DDR, DDR2, DDR3 и DDR4 SDRAM 
Передняя и задняя часть 8 ГБ DDR4 модули памяти В апреле 2013 года автор новостей из International Data Group (IDG) - первоначально американской компании, занимающейся исследованиями в области технологий. часть IDC - проведен анализ их восприятия в отношении DDR4 SDRAM. Был сделан вывод о том, что растущая популярность мобильных вычислений и других устройств, использующих более медленную, но маломощную память, замедление роста в секторе традиционных настольных компьютеров и консолидация на рынке производства памяти означало, что маржа по ОЗУ была жесткой.
В результате было труднее достичь желаемой надбавки за новую технологию, и емкость переместилась в другие сектора. Производители SDRAM и создатели наборов микросхем в какой-то степени «застряли между камнем и наковальней », где «никто не хочет платить больше за продукты DDR4, а производители не хотят производить память, если они не собираются получать премию », - говорит Майк Ховард из iSuppli. Таким образом, изменение настроения рынка в сторону настольных компьютеров и выпуск процессоров с поддержкой DDR4 со стороны Intel и AMD может потенциально привести к «агрессивному» росту.
План развития Intel Haswell на 2014 год, раскрывает первое использование компанией DDR4 SDRAM в процессорах Haswell-EP.
AMD Ryzen процессоров, представленные в 2016 году и поставленные в 2017 году, используют DDR4 SDRAM.
Чипы DDR4 используют источник питания 1,2 V с дополнительным источником 2,5 В для повышения словарной строки, называемого V PP, по сравнению со стандартными микросхемами DDR3 1,5 В, с вариантами с более низким напряжением 1,35 В, появившимися в 2013 году. Ожидается, что DDR4 будет введен со скоростью передачи 2133 МТ / с, что, по оценкам, станет потенциально потенциально возможным. 4266 МТ / с к 2013 году. Минимальная скорость передачи 2133 МТ / с была заявлена из-за прогресса, достигнутого в скоростях DDR3, которые, вероятно, достигнут 2133 МТ / с, не оставили небольшой коммерческой выгоды от использования DDR4 ниже этой скорости. Techgage интерпретирует инженерный образец Samsung от января 2011 года как имеющий задержку CAS в 13 тактовых циклов, что было описано как сопоставимое с переходом от DDR2 к DDR3.
Внутренние банки увеличены до 16 (выбор из 4 банков бит), до 8 рангов на модуль DIMM.
Изменения протокола включают:
Ожидается увеличение плотности памяти, возможно, с использованием TSV («через кремний через ") или другие процессы трехмерного стекирования. Спецификация DDR4 будет включать стандартизированное трехмерное стекирование « с самого начала »в соответствии с JEDEC, с обеспечением до 8. По прогнозам X-bit Labs, «в результате микросхемы памяти DDR4 с очень высокой плотностью станут относительно недорогими».
Переключаемые банки памяти также являются ожидаемым вариантом для серверов.
В 2008 году в книге Wafer Level 3-D ICs Process Technology были высказаны опасения, что немасштабируемые аналоговые элементы, такие как насосы заряда и регуляторы напряжения, и дополнительные схемы "позволили значительно увеличить полосу пропускания , но они потребляют гораздо больше площади кристалла ". Примеры включают CRC обнаружение ошибок, заглушку на кристалле, пакетное оборудование, программируемые конвейеры, низкий импеданс и возрастающую потребность в усилителях считывания (связано со снижением количества бит на битовую линию из-за низкого напряжения). Авторы отметили, что в результате количество кристаллов, используемых для самого массива памяти, со временем снизилось с 70–78% для SDRAM и DDR1, до 47% для DDR2, до 38% для DDR3 и потенциально менее 30 % для DDR4.
В спецификации определены стандарты для устройств памяти × 4, × 8 и × 16 емкостью 2, 4, 8 и 16 Гиб.
| Команда | CS. | BG1–0,. BA1–0 | ACT. | A17. | A16. RAS | A15. CAS | A14. WE | A13. | A12. BC | A11. | A10. AP | A9–0. | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Отменить выбор (нет операции) | H | X | |||||||||||
| Активно (активировать): открыть строку | L | Банк | L | Адрес строки | |||||||||
| Нет операции | L | V | H | V | H | H | H | V | |||||
| Калибровка ZQ | L | V | H | V | H | H | L | V | Длинный | V | |||
| Чтение (BC, импульсное прерывание) | L | Банк | H | V | H | L | H | V | BC | V | AP | Столбец | |
| Запись (AP, автоматическая предварительная зарядка) | L | Банк | H | V | H | L | L | V | BC | V | AP | Столбец | |
| Неназначен, зарезервирован | L | V | v | V | L | H | H | V | |||||
| Предварительная зарядка всех банков | L | V | H | V | L | H | L | V | H | V | |||
| Предварительная зарядка одного банка | L | Банк | H | V | L | H | L | V | L | V | |||
| Обновить | L | V | H | V | L | L | H | V | |||||
| Набор регистров режима (MR0 – MR6) | L | Регистр | H | L | L | L | L | L | Данные | ||||
| |||||||||||||
Хотя он по-прежнему работает в основном таким же образом, DDR4 делает одно существенное изменение в форматах команд , используемых предыдущими поколениями SDRAM. Новый командный сигнал ACT имеет низкий уровень, чтобы указать команду активировать (открыть строку).
Для команды активации требуется больше адресных битов, чем для любой другой (18 бит адреса строки в части 16 Гб), поэтому стандартные сигналы RAS, CAS и WE активный низкий совместно используются с высоким биты адреса порядка, которые не используются при высоком уровне ACT. Комбинация RAS = L и CAS = WE = H, которая ранее закодировала команду активации, не используется.
Как и в предыдущих кодировках SDRAM, A10 используется для выбора вариантов команд: автоматическая предварительная зарядка для команд чтения и записи и один банк против всех банков для команды предварительной зарядки. Он также выбирает два варианта команды калибровки ZQ.
Как и в DDR3, A12 используется для запроса пакетного прерывания: усечения пакета из 8 передач после четырех передач. Хотя банк все еще занят и недоступен для других команд, пока не истечет восемь раз, можно получить доступ к другому банку.
Также значительно увеличено количество банковских адресов. Есть четыре бита выбора банка для выбора до 16 банков в каждой DRAM: два бита адреса банка (BA0, BA1) и два бита группы банков (BG0, BG1). Существуют дополнительные временные ограничения при доступе к банкам одной банковской группы; быстрее получить доступ к банку в другой группе банков.
Кроме того, имеется три сигнала выбора микросхемы (C0, C1, C2), что позволяет разместить до восьми микросхем в стеке внутри одного пакета DRAM. Они эффективно действуют как еще три бита выбора банка, в результате чего общее количество до семи (128 возможных банков).
Стандартные скорости передачи: 1600, 1866, 2133, 2400, 2666, 2933 и 3200 МТ / с (⁄ 15, ⁄ 15, ⁄ 15, ⁄ 15, ⁄ 15, ⁄ 15 и ⁄ 15 ГГц тактовая частота частоты, удвоенная скорость передачи данных), со скоростью до DDR4-4800 (тактовая частота 2400 МГц).
Команда DDR4 в Micron Technology определила некоторые ключевые моменты проектирования ИС и печатной платы:
Дизайн ИС:
Конструкция печатной платы:
Методы смягчения последствий Rowhammer включают в себя накопительные конденсаторы большего размера, изменение адресных строк для использования рандомизации адресного пространства и линий ввода-вывода с двойным напряжением, которые дополнительно изолируют возможные граничные условия, которые может привести к нестабильности при высоких скоростях записи / чтения.
Память DDR4 поставляется в виде 288-контактных двухрядных модулей памяти (DIMM), аналогичных по размеру 240-контактным модулям DDR3 DIMM. Штыри расположены более близко (0,85 мм вместо 1,0), чтобы соответствовать увеличенному количеству в пределах той же стандартной длины DIMM 5 дюймов (133,35 мм), но высота немного увеличена (31,25 мм / 1,23 дюйма вместо 30,35 мм / 1,2 дюйма).), чтобы упростить маршрутизацию сигналов, а также увеличена толщина (до 1,2 мм с 1,0) для размещения большего количества слоев сигнала. Модули DDR4 DIMM имеют слегка изогнутый краевой разъем, поэтому не все контакты задействуются одновременно во время вставки модуля, что снижает усилие вставки.
DDR4 SO-DIMM имеют 260 контактов вместо 204 контактов модулей DDR3 SO-DIMM, расстояние между которыми составляет 0,5, а не 0,6 мм, и они на 2,0 мм шире (69,6 против 67,6 мм), но остаются прежними 30 мм по высоте.
Для своей микроархитектуры Skylake Intel разработала пакет SO-DIMM с именем UniDIMM, который может быть заполнен микросхемами DDR3 или DDR4. В то же время объявляется, что интегрированный контроллер памяти (IMC) процессоров Skylake может работать с любым типом памяти. Цель модулей UniDIMM - помочь в переходе рынка с DDR3 на DDR4, где цена и доступность могут сделать нежелательным переключение типа RAM. Модули UniDIMM имеют те же размеры и количество контактов, что и обычные модули DDR4 SO-DIMM, но выемка на краю разъема расположена иначе, чтобы избежать случайного использования в несовместимых разъемах DDR4 SO-DIMM.
| Стандарт. имя | Память. часы. (МГц) | Шина ввода-вывода. частота. (МГц) | Данные. скорость. (МТ / с ) | Модуль. имя | Пиковая скорость передачи-. скорость передачи. (МБ / с) | Тайминги. CL-tRCD-tRP | CAS. задержка. (нс) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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. 15 |
| 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. 15 |
| 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. 15 |
| 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. 15 |
| DDR4-2666T. DDR4-2666U. DDR4-2666V. DDR4-2666W | 333,33 | 1333,33 | 2666,67 | PC4-21333 | 21333,33 | 17-17-17. 18-18 -18. 19-19-19. 20-20-20 | 12,75. 13,50. 14,25. 15 |
| DDR4-2933V. DDR4-2933W. DDR4-2933Y. DDR4-2933AA | 366,67 | 1466,67 | 2933,33 | PC4-23466 | 23466,67 | 19-19-19. 20-20-20. 21-21-21. 22-22-22 | 12,96. 13,64. 14,32. 15 |
| DDR4-3200W. DDR4-3200AA. DDR4-3200AC | 400 | 1600 | 3200 | PC4-25600 | 25600 | 20-20-20. 22-22-22. 24-24-24 | 12,5. 13,75. 15 |
DDR4-xxxx обозначает побитовую скорость передачи данных, и обычно используется для описания микросхем DDR. PC4-xxxxx обозначает общую скорость передачи данных в мегабайтах в секунду и применяется только к модулям (собранным DIMM). Поскольку модули памяти DDR4 передают данные по шине шириной 8 байтов (64 бита данных), пиковая скорость передачи модуля рассчитывается путем умножения количества передач в секунду на восемь.
При На форуме Intel Developer Forum 2016 г. обсуждалось будущее DDR5 SDRAM. Спецификации были окончательно согласованы в конце 2016 года, но модули не будут доступны до 2020 года. Также были предложены другие технологии памяти, а именно HBM в версиях 3 и 4, нацеленные на замену DDR4.
В 2011 году JEDEC опубликовал стандарт; он складывает несколько кристаллов памяти, но делает это непосредственно поверх ЦП и в одном пакете. Такая компоновка памяти обеспечивает более высокую пропускную способность и лучшее энергопотребление, чем DDR4 SDRAM, и позволяет использовать широкий интерфейс с короткими длинами сигналов. Он в первую очередь направлен на замену различных мобильных стандартов DDRX SDRAM, используемых в высокопроизводительных встроенных и мобильных устройствах, таких как смартфоны. Компания Hynix предложила аналогичный High Bandwidth Memory (HBM), который был опубликован как JEDEC JESD235. И Wide I / O 2, и HBM используют очень широкий параллельный интерфейс памяти, до 512 бит для Wide I / O 2 (по сравнению с 64 бит для DDR4), работающий на более низкой частоте, чем DDR4. Wide I / O 2 нацелен на высокопроизводительные компактные устройства, такие как смартфоны, где он будет интегрирован в процессор или систему на чипе (SoC). HBM нацелен на графическую память и общие вычисления, тогда как HMC нацелен на высокопроизводительные серверы и корпоративные приложения. В стековой памяти Hybrid Memory Cube (HMC) компании
Micron Technology используется последовательный интерфейс. Многие другие компьютерные шины перешли в сторону замены параллельных шин последовательными шинами, например, в результате эволюции Serial ATA вместо Parallel ATA, PCI Express вместо PCI и последовательные порты, заменяющие параллельные порты. В целом, последовательные шины легче масштабировать, и у них меньше проводов / трасс, что упрощает проектирование печатных плат, использующих их.
В долгосрочной перспективе эксперты предполагают, что энергонезависимые типы ОЗУ, такие как PCM (память с фазовым переходом ), RRAM (резистивная память с произвольным доступом ) или MRAM (магниторезистивная память с произвольным доступом ) могут заменить DDR4 SDRAM и ее преемники.
GDDR5 SGRAM - это графический тип DDR3 ОЗУ для синхронной графики, который был представлен до DDR4 и не является преемником DDR4.
Технологический портал 