DDR SDRAM - DDR SDRAM
![]() Jämförelse av DDR -moduler för stationära datorer (DIMM).
| |
![]() Fram och bak på en 1 GB DDR-400 RAM-modul för stationära datorer (DIMM)
| |
Utvecklare |
Samsung JEDEC |
---|---|
Typ | Synkront dynamiskt slumpmässigt åtkomstminne |
Generationer | |
Utgivningsdatum | |
Specifikationer | |
Spänning |
Double Data Rate Synchronous Dynamic Random-Access Memory ( DDR SDRAM ) är en dubbel datahastighet (DDR) synkron dynamisk slumpmässig åtkomstminne (SDRAM) klass av minnesintegrerade kretsar som används i datorer . DDR SDRAM, även retroaktivt kallat DDR1 SDRAM, har ersatts av DDR2 SDRAM , DDR3 SDRAM , DDR4 SDRAM och DDR5 SDRAM . Ingen av dess efterföljare är framåt eller bakåtkompatibel med DDR1 SDRAM, vilket innebär att DDR2, DDR3, DDR4 och DDR5 minnesmoduler inte fungerar i DDR1-utrustade moderkort , och vice versa.
Jämfört med enda datahastighet ( SDR ) SDRAM, DDR SDRAM den gränssnittet gör högre överföringshastigheter möjliga med mer strikt kontroll av timingen av de elektriska data och klocksignaler. Implementeringar måste ofta använda scheman som faslåsta slingor och självkalibrering för att uppnå den nödvändiga tidsnoggrannheten. Gränssnittet använder dubbelpumpning (överföring av data på både stigande och fallande kanter på klocksignalen ) för att dubbla databussbandbredd utan en motsvarande ökning av klockfrekvensen. En fördel med att hålla klockfrekvensen nere är att den minskar kraven på signalintegritet på kretskortet som ansluter minnet till styrenheten. Namnet "dubbel datahastighet" hänvisar till det faktum att en DDR SDRAM med en viss klockfrekvens uppnår nästan dubbelt bandbredden för en SDR SDRAM som körs med samma klockfrekvens, på grund av denna dubbla pumpning.
Med data som överförs 64 bitar åt gången ger DDR SDRAM en överföringshastighet (i byte / s) på (minnesbuss klockfrekvens) × 2 (för dubbel hastighet) × 64 (antal bitar överförda) / 8 (antal bitar /byte). Således, med en bussfrekvens på 100 MHz, ger DDR SDRAM en maximal överföringshastighet på 1600 MB/s .
I slutet av 1980-talet hade IBM byggt DRAM med dubbla kantklockningsfunktioner och presenterade sina resultat i den internationella Solid-State Circuits Convention 1990.
i juni 2000 (JESD79). JEDEC har fastställt standarder för datahastigheter för DDR SDRAM, uppdelat i två delar. Den första specifikationen är för minneschips och den andra för minnesmoduler. Det första detaljhandels -PC -moderkortet med DDR SDRAM släpptes i augusti 2000.
Moduler
För att öka minneskapaciteten och bandbredden kombineras chips på en modul. Till exempel kräver 64-bitars databussen för DIMM åtta 8-bitars chips, adresserade parallellt. Flera marker med de vanliga adressraderna kallas en minnesrankning . Termen introducerades för att undvika förvirring med chip interna rader och banker . En minnesmodul kan ha mer än en rang. Termen sidor skulle också vara förvirrande eftersom det felaktigt föreslår den fysiska placeringen av marker på modulen. Alla led är anslutna till samma minnesbuss (adress + data). Den chip select -signalen används för att utfärda kommandon till specifik rang.
Att lägga till moduler i den enda minnesbussen skapar ytterligare elektrisk belastning på drivrutinerna. Att mildra den resulterande busssignaleringsfrekvensfall och övervinna minnes flaskhals , nya styrkretsar anställa flerkanalsarkitektur.
namn | Chip | Buss | Tidpunkter | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Standard | Typ | Modul | Bandbredd ( MB/s ) | CL -T RCD -T RP | ||||||
DDR-200 | PC-1600 | 100 | 10 | 100 | 200 | 1600 | 2,5 ± 0,2 | |||
DDR-266 | PC-2100 | 133⅓ | 7.5 | 133⅓ | 266,67 | 2133⅓ | 2,5-3-3 | |||
DDR-333 | PC-2700 | 166⅔ | 6 | 166⅔ | 333⅓ | 2666⅔ | 2.5 | |||
DDR-400 | A | PC-3200 | 200 | 5 | 200 | 400 | 3200 | 2,5-3-3 | 3 | 2,6 ± 0,1 |
B | 3-3-3 | 2.5 | ||||||||
C | 3-4-4 | 2 |
Obs! Alla ovan angivna anges av JEDEC som JESD79F. Alla RAM-datahastigheter mellan eller ovanför de angivna specifikationerna är inte standardiserade av JEDEC-ofta är de helt enkelt tillverkaroptimeringar med hjälp av hårdare tolerans eller överspännade chips. Förpackningsstorlekarna i vilka DDR SDRAM tillverkas är också standardiserade av JEDEC.
Det finns ingen arkitektonisk skillnad mellan DDR SDRAM -moduler. Moduler är istället utformade för att köras med olika klockfrekvenser: till exempel är en PC-1600-modul konstruerad för att köras vid
DDR SDRAM-moduler för stationära datorer, dubbla in-line minnesmoduler (DIMM) , har 184 stift (i motsats till 168 stift på SDRAM, eller 240 stift på DDR2 SDRAM), och kan skiljas från SDRAM DIMM med antalet skåror ( DDR SDRAM har en, SDRAM har två). DDR SDRAM för bärbara datorer, SO-DIMM , har 200 stift, vilket är samma antal stift som DDR2 SO-DIMM. Dessa två specifikationer är hackade mycket på samma sätt och försiktighet måste iakttas vid införandet om du är osäker på en korrekt matchning. De flesta DDR SDRAM fungerar med en spänning på 2,5 V, jämfört med 3,3 V för SDRAM. Detta kan avsevärt minska strömförbrukningen. Chips och moduler med DDR-400/PC-3200-standard har en nominell spänning på 2,6 V.
JEDEC Standard nr 21 – C definierar tre möjliga driftspänningar för 184 -stifts DDR, som identifieras av nyckelhakspositionen i förhållande till dess mittlinje. Sidan 4.5.10-7 definierar 2.5V (vänster), 1.8V (i mitten), TBD (höger), medan sidan 4.20.5–40 nominerar 3.3V för höger skårposition. Modulens orientering för att bestämma nyckelhakspositionen är med 52 kontaktpositioner till vänster och 40 kontaktpositioner till höger.
Att öka driftsspänningen något kan öka maximal hastighet, på bekostnad av högre effektförlust och uppvärmning, och med risk för funktionsfel eller skada.
- Kapacitet
- Antal DRAM -enheter
- Antalet chips är en multipel av 8 för icke- ECC- moduler och en multipel av 9 för ECC-moduler. Chips kan uppta en sida ( enkelsidig ) eller båda sidor ( dubbelsidig ) av modulen. Det maximala antalet marker per DDR-modul är 36 (9 × 4) för ECC och 32 (8x4) för icke-ECC.
- ECC vs icke-ECC
- Moduler som har felkorrigerande kod är märkta som ECC . Moduler utan felkorrigeringskod är märkta som icke-ECC .
- Tidpunkter
- CAS -latens (CL), klockcykeltid (t CK ), radcykeltid (t RC ), uppdatera radcykeltid (t RFC ), radaktiv tid (t RAS ).
- Buffring
- Registrerad (eller buffrad) kontra obuffrad .
- Förpackning
- Typiskt DIMM eller SO-DIMM .
- Energiförbrukning
- Ett test med DDR och DDR2 RAM 2005 visade att den genomsnittliga strömförbrukningen tycktes vara i storleksordningen 1–3 W per 512 MB modul; detta ökar med klockfrekvensen och när den används istället för på tomgång. En tillverkare har tagit fram miniräknare för att uppskatta effekten som används av olika typer av RAM -minne.
Modul- och chipkarakteristik är naturligt länkade.
Total modulkapacitet är en produkt av ett chips kapacitet och antalet chips. ECC -moduler multiplicerar det med 8/9 eftersom de använder 1 bit per byte (8 bitar) för felkorrigering. En modul av valfri storlek kan därför monteras antingen från 32 små chips (36 för ECC -minne) eller 16 (18) eller 8 (9) större.
DDR -minnesbussbredd per kanal är 64 bitar (72 för ECC -minne). Total modulbredd är en produkt av bitar per chip och antal chips. Det är också lika med antal rader (rader) multiplicerat med DDR -minnesbussbredd. Följaktligen kommer en modul med ett större antal marker eller som använder × 8 -chips istället för × 4 att ha fler led.
Modulstorlek (GB) | Antal marker | Chipstorlek (Mbit) | Chip organisation | Antal led |
---|---|---|---|---|
1 | 36 | 256 | 64M × 4 | 2 |
1 | 18 | 512 | 64M × 8 | 2 |
1 | 18 | 512 | 128M × 4 | 1 |
I detta exempel jämförs olika verkliga serverminnesmoduler med en gemensam storlek på 1 GB. Man bör definitivt vara försiktig med att köpa 1 GB minnesmoduler, eftersom alla dessa variationer kan säljas under en prisposition utan att ange om de är × 4 eller × 8, enkel- eller dubbelrankade.
Det finns en vanlig uppfattning att antalet modulrader är lika med sidor. Som ovanstående data visar är detta inte sant. Man kan också hitta 2-sidiga/1-rankade moduler. Man kan till och med tänka på en 1-sidig/2-rankad minnesmodul med 16 (18) marker på en sida × 8 vardera, men det är osannolikt att en sådan modul någonsin har producerats.
Chips egenskaper

- DRAM -densitet
- Chipsets storlek mäts i megabit . De flesta moderkort känner bara till 1 GB -moduler om de innehåller 64M × 8 -chips (låg densitet). Om 128M × 4 (hög densitet) 1 GB moduler används kommer de troligtvis inte att fungera. Den JEDEC standarden tillåter 128M × 4 endast för registrerade moduler som utformats speciellt för servrar, men vissa generikatillverkare inte överensstämmer.
- Organisation
Dubbel datahastighet (DDR) SDRAM -specifikation
Från röstsedeln JCB-99-70, och modifierad av många andra styrelsevalsedlar, formulerad under kännedom av kommittén JC-42.3 om DRAM Parametrics.
Standard nr 79 Revisionslogg:
- Släpp 1 juni 2000
- Släpp 2, maj 2002
- Release C, mars 2003 - JEDEC Standard nr 79C.
"Denna omfattande standard definierar alla nödvändiga aspekter av 64Mb till 1Gb DDR SDRAM med X4/X8/X16 datagränssnitt, inklusive funktioner, funktionalitet, ac och dc parametrik, paket och pin -tilldelningar. Detta omfång kommer därefter att utvidgas till att formellt gälla för x32 -enheter och enheter med högre densitet också. "
Organisation
PC3200 är DDR SDRAM utformat för att fungera vid 200 MHz med DDR-400-chips med en bandbredd på 3200 MB/s. Eftersom PC3200 -minne överför data på både de stigande och fallande klockans kanter är dess effektiva klockfrekvens 400 MHz.
1 GB PC3200 icke-ECC-moduler är vanligtvis gjorda med 16 512 Mbit-chips, 8 på varje sida (512 Mbits × 16 chips) / (8 bitar (per byte)) = 1 024 MB. De enskilda chipsen som utgör en 1 GB minnesmodul är vanligtvis organiserade som 2 26 8-bitars ord, vanligtvis uttryckta som 64M × 8. Minne som tillverkas på detta sätt är RAM med låg densitet och är vanligtvis kompatibelt med alla moderkort som anger PC3200 DDR-400-minne.
DDR (DDR1) ersattes av DDR2 SDRAM , som hade modifieringar för högre klockfrekvens och igen fördubblade genomströmningen, men fungerar på samma princip som DDR. Att tävla med DDR2 var Rambus XDR DRAM . DDR2 dominerade på grund av kostnads- och stödfaktorer. DDR2 ersattes i sin tur av DDR3 SDRAM , som erbjöd högre prestanda för ökade busshastigheter och nya funktioner. DDR3 har ersatts av DDR4 SDRAM , som först producerades 2011 och vars standarder fortfarande var i flöde (2012) med betydande arkitektoniska förändringar.
DDR: s prefetch -buffertdjup är 2 (bitar), medan DDR2 använder 4. Även om de effektiva klockfrekvenserna för DDR2 är högre än DDR, var den totala prestandan inte högre i de tidiga implementeringarna, främst på grund av de höga latenserna för de första DDR2 -modulerna. DDR2 började vara effektivt i slutet av 2004, eftersom moduler med lägre latens blev tillgängliga.
Minnstillverkare uppgav att det var opraktiskt att massproducera DDR1-minne med effektiva överföringshastigheter över 400 MHz (dvs. 400 MT/s och 200 MHz extern klocka) på grund av interna hastighetsbegränsningar. DDR2 tar sig upp där DDR1 slutar, använder interna klockfrekvenser som liknar DDR1, men är tillgänglig med effektiva överföringshastigheter på 400 MHz och högre. DDR3 -framsteg utökade möjligheten att bevara interna klockfrekvenser samtidigt som de gav högre effektiva överföringshastigheter genom att fördubbla förhämtningsdjupet igen.
DDR4 SDRAM är ett höghastighetsdynamiskt slumpmässigt åtkomstminne internt konfigurerat som 16 banker, 4 bankgrupper med 4 banker för varje bankgrupp för x4/x8 och 8 banker, 2 bankgrupper med 4 banker för varje bankgrupp för x16 DRAM . DDR4 SDRAM använder en 8 n prefetch-arkitektur för att uppnå höghastighetsdrift. 8 n prefetch -arkitekturen kombineras med ett gränssnitt utformat för att överföra två dataord per klockcykel vid I/O -stiften. En enda läs- eller skrivoperation för DDR4 SDRAM består av en enda 8 n- bit-bred 4-klocka dataöverföring vid den interna DRAM-kärnan och 8 motsvarande n- bit-breda halvklockcykel dataöverföringar vid I/O stift.
RDRAM var ett särskilt dyrt alternativ till DDR SDRAM, och de flesta tillverkare släppte sitt stöd från sina chipset. DDR1 -minnets priser har väsentligt ökat sedan andra kvartalet 2008, medan DDR2 -priserna sjönk. I januari 2009 var 1 GB DDR1 2-3 gånger dyrare än 1 GB DDR2.
namn | Release år |
Chip | Buss |
Spänning (V) |
Stift | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Gen | Standard |
Klockfrekvens (MHz) |
Cykeltid (ns) |
pre- hämta |
Klockfrekvens (MHz) |
Överföringshastighet ( MT/s ) |
Bandbredd (MB/s) |
DIMM |
SO- DIMM |
Micro- DIMM |
||
DDR | DDR-200 | 2001-2005 | 100 | 10 | 2n | 100 | 200 | 1600 | 2.5 | 184 | 200 | 172 |
DDR-266 | 133 | 7.5 | 133 | 266 | 2133⅓ | |||||||
DDR-333 | 166⅔ | 6 | 166⅔ | 333 | 2666⅔ | |||||||
DDR-400 | 200 | 5 | 200 | 400 | 3200 | 2.6 | ||||||
DDR2 | DDR2-400 | 2006-2010 | 100 | 10 | 4n | 200 | 400 | 3200 | 1.8 | 240 | 200 | 214 |
DDR2-533 | 133⅓ | 7.5 | 266⅔ | 533⅓ | 4266⅔ | |||||||
DDR2-667 | 166⅔ | 6 | 333⅓ | 666⅔ | 5333⅓ | |||||||
DDR2-800 | 200 | 5 | 400 | 800 | 6400 | |||||||
DDR2-1066 | 266⅔ | 3,75 | 533⅓ | 1066⅔ | 8533⅓ | |||||||
DDR3 | DDR3-800 | 2011-2015 | 100 | 10 | 8n | 400 | 800 | 6400 | 1,5/1,35 | 240 | 204 | 214 |
DDR3-1066 | 133⅓ | 7.5 | 533⅓ | 1066⅔ | 8533⅓ | |||||||
DDR3-1333 | 166⅔ | 6 | 666⅔ | 1333⅓ | 10666⅔ | |||||||
DDR3-1600 | 200 | 5 | 800 | 1600 | 12800 | |||||||
DDR3-1866 | 233⅓ | 4,29 | 933⅓ | 1866⅔ | 14933⅓ | |||||||
DDR3-2133 | 266⅔ | 3,75 | 1066⅔ | 2133⅓ | 17066⅔ | |||||||
DDR4 | DDR4-1600 | 2016-2020 | 200 | 5 | 8n | 800 | 1600 | 12800 | 1,2/1,05 | 288 | 260 | - |
DDR4-1866 | 233⅓ | 4,29 | 933⅓ | 1866⅔ | 14933⅓ | |||||||
DDR4-2133 | 266⅔ | 3,75 | 1066⅔ | 2133⅓ | 17066⅔ | |||||||
DDR4-2400 | 300 | 3⅓ | 1200 | 2400 | 19200 | |||||||
DDR4-2666 | 333⅓ | 3 | 1333⅓ | 2666⅔ | 21333⅓ | |||||||
DDR4-2933 | 366⅔ | 2,73 | 1466⅔ | 2933⅓ | 23466⅔ | |||||||
DDR4-3200 | 400 | 2.5 | 1600 | 3200 | 25600 | |||||||
DDR5 | DDR5-3200 | 2021-2025 | 200 | 5 | 16n | 1600 | 3200 | 25600 | 1.1 | 288 | ||
DDR5-3600 | 225 | 4,44 | 1800 | 3600 | 28800 | |||||||
DDR5-4000 | 250 | 4 | 2000 | 4000 | 32000 | |||||||
DDR5-4800 | 300 | 3⅓ | 2400 | 4800 | 38400 | |||||||
DDR5-5000 | 312½ | 3.2 | 2500 | 5000 | 40000 | |||||||
DDR5-5120 | 320 | 3⅛ | 2560 | 5120 | 40960 | |||||||
DDR5-5333 | 333⅓ | 3 | 2666⅔ | 5333⅓ | 42666⅔ | |||||||
DDR5-5600 | 350 | 2,86 | 2800 | 5600 | 44800 | |||||||
DDR5-6400 | 400 | 2.5 | 3200 | 6400 | 51200 |
Mobil DDR
MDDR är en förkortning som vissa företag använder för Mobile DDR SDRAM, en typ av minne som används i vissa bärbara elektroniska enheter, som mobiltelefoner , handenheter och digitala ljudspelare . Genom tekniker inklusive minskad spänningsförsörjning och avancerade uppdateringsalternativ kan Mobile DDR uppnå större energieffektivitet.
- Fullt buffrad DIMM
- ECC -minne , en typ av datalagring
- Lista över enhetsbandbredder
- Seriell närvarodetektering