DDR SDRAM内存发展历程

DDR SDRAM是具有双倍数据传输率的SDRAM，其数据传输速度为系统时钟频率的两倍，由于速度增加，其传输性能优于传统的SDRAM。DDR SDRAM 在系统时钟的上升沿和下降沿都可以进行数据传输。 SDRAM 在一个时钟周期内只传输一次数据，它是在时钟上升期进行数据传输；而DDR则是一个时钟周期内可传输两次数据，也就是在时钟的上升期和下降期各传输一次数据。下面英尚微电子介绍DDR SDRAM内存发展历程。
 
（1） DDR SDRAM
 
DDR SDRAM双倍数据率同步动态随机存取存储器，它是SDR SDRAM的升级版，DDR SDRAM在时钟周期的上升沿与下降沿各传输一次信号，使得它的数据传输速度是 SDR SDRAM 的两倍，而且这样做还不会增加功耗，至于定址与控制信号与SDR SDRAM相同，仅在上升沿传输，这是对当时内存控制器的兼容性与性能做的折中。
 
DDR SDRAM采用184pin的DIMM插槽，防呆缺口从SDR SDRAM时的两个变成一个，常见工作电压2．5V，初代DDR内存的频率是200MHz，随后慢慢的诞生了DDR-266、DDR-333和那个时代主流的DDR-400，至于那些运行在500MHz，600MHz、700MHz的都算是超频条了，DDR内存刚出来的时候只有单通道，后来出现了支持双通芯片组，让内存的带宽直接翻倍，两根DDR－400内存组成双通道的话基本上可以满足FBS 800MHz的奔腾4处理器，容量则是从128MB到1GB。

 
（2） DDR2 SDRAM DDR2/DDR II SDRAM是由JEDEC进行开发的新生代内存技术标准，它与上一代DDR内存技术标准最大的不同就是，虽然同是采用了在时钟的上升/下降沿同时进行数据传输的基本方式，但 DDR2SDRAM 内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力（即：4bit数据读预取）。换句话说，DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据，并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。
 
DDR2的标准电压下降至1.8V，这使得它较上代产品更为节能，DDR2的频率从400MHz到1200MHz，当时的主流的是DDR2-800，更高频率其实都是超频条，容量从256MB起步最大4GB，不过4GB的DDR2是很少的，在DDR2时代的末期大多是单条2GB的容量。
 
（3） DDR3 SDRAM DDR3提供了相较于DDR2 SDRAM更高的运行效能与更低的电压，是DDR2 SDRAM的后继者（增加至八倍），也是现时流行的内存产品规格。

和上一代的DDR2相比，DDR3在许多方面作了新的规范，核心电压降低到1.5V，预取从4-bit变成了8-bit，这也是DDR3提升带宽的关键，同样的核心频率DDR3能够提供两倍于DDR2的带宽，此外DDR3还新增了CWD、Reset、ZQ、STR、RASR等技术。
 
DDR3内存与DDR2一样是240Pin DIMM接口，不过两者的防呆缺口位置是不同的，不能混插，常见的容量是512MB到8GB，当然也有单条16GB的DDR3内存，只不过很稀少。频率方面从800MHz起步，目前比较容量买到最高的频率2400MHz，实际上有厂家推出了3100MHz的DDR3内存，只是比较难买得到，支持DDR3内存的平台有Intel的后期的LGA 775主板P35、P45、x38、x48等，LGA 1366平台，LGA 115x系列全都支持还有LGA 2011的x79，AMD方面AM3、AM3＋、FM1、FM2、FM3接口的产品全都支持DDR3。
 
（4） DDR4 SDRAM 从DDR到DDR3，每一代DDR技术的内存预取位数都会翻倍，前三者分别是2bit、4bit及8bit，以此达到内存带宽翻倍的目标，不过DDR4在预取位上保持了DDR3的8bit设计，因为继续翻倍为16bit预取的难度太大，DDR4转而提升Bank数量，它使用的是Bank Group（BG）设计，4个Bank作为一个BG组，可自由使用2-4组BG，每个BG都可以独立操作。使用2组BG的话，每次操作的数据16bit，4组BG则能达到32bit操作，这其实变相提高了预取位宽。
 
DDR4相比DDR3最大的区别有三点：16bit预取机制（DDR3为8bit），同样内核频率下理论速度是DDR3的两倍；更可靠的传输规范，数据可靠性进一步提升；工作电压降为1.2V，更节能。
 
DDR4内存的针脚从DDR3的240个提高到了284个，防呆缺口也与DDR3的位置不同，还有一点改变就是DDR4的金手指是中间高两侧低有轻微的曲线，而之前的内存金手指都是平直的，DDR4既在保持与DIMM插槽有足够的信号接触面积，也能在移除内存的时候比DDR3更加轻松。
 
如UMI的 32位 DDR4 SDRAM ,UMI UD408G5S1AF的密度为8Gb，数据速率为 3200Mbps/2933Mbps/2666Mbps/2400Mbps/2133Mbps/1866Mbps/1600Mbps。商业工作温度范围为0℃至+95℃，工业工作温度范围-40℃至+95℃。支持应用在UltraScale FPGA器件中有助于确保获得最大时序裕量。为保证最佳信号完整性, I/O技术还包括传输预加重、接收均衡、低抖动时钟和噪声隔离设计技术。英尚微电子支持DDR4SDRAM内存接口送样及测试。
 
不同类型DDR内存性能参数对比
 
从DDR到DDR4，不同性能参数差异主要体现在2个地方：电源电压、数据传输速率。电源电压值越来越低，而数据传输速率却是呈几何倍数增长。