Двойная скорость передачи данных 4 Синхронная динамическая память с произвольным доступом ( DDR4 SDRAM ) — это тип синхронной динамической памяти с произвольным доступом с интерфейсом с высокой пропускной способностью (« 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 сигнальном напряжении и физическом интерфейсе, помимо других факторов.
DDR4 SDRAM была выпущена на публичный рынок во втором квартале 2014 года с упором на память с ECC , а модули DDR4 без ECC стали доступны в третьем квартале 2014 года, одновременно с выпуском процессоров Haswell-E , которым требуется память DDR4.
Видео:Разные планки оперативной памяти. Можно ли совмещать в одном ПК?Скачать
Функции
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 данных. Стандарт DDR4 допускает использование модулей DIMM емкостью до 64 ГБ по сравнению с максимальным значением DDR3, равным 16 ГБ на модуль DIMM.
В отличие от предыдущих поколений DDR памяти, предвыборки еще не была увеличена выше 8n , используемой в DDR3; базовый размер пакета составляет восемь 64-битных 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 мощности 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 требованиями к напряжению 1,5 В DDR3. Из-за характера 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 DDR3L DDR3 с напряжением 1,35 В, низковольтной версии DDR4 DDR4L не существует.
Видео:Влияние частоты оперативной памяти на производительность в играх (часть 1)Скачать
Лента новостей
- 2005: Орган по стандартизации JEDEC начал работу над преемником DDR3 примерно в 2005 году, примерно за 2 года до запуска DDR3 в 2007 году. Завершить разработку архитектуры высокого уровня DDR4 планировалось в 2008 году.
- 2007: Некоторая предварительная информация была опубликована в 2007 году, а приглашенный спикер из Qimonda предоставил дополнительные публичные подробности в презентации на Форуме разработчиков Intel (IDF) в Сан-Франциско в августе 2008 года . DDR4 описывалась как включающая 30-нм техпроцесс при 1,2 В, с частотой шины 2133 МТ / с «обычная» скорость и 3200 МТ / с «энтузиастическая» скорость, и вышла на рынок в 2012 году, а затем была переведена на 1 В в 2013 году.
- 2009: В феврале Samsung проверила 40-нм чипы DRAM, что считается «значительным шагом» на пути к развитию DDR4, поскольку в 2009 году чипы DRAM только начинали переходить на 50-нм техпроцесс.
- 2010: Впоследствии дальнейшие подробности были раскрыты на MemCon 2010, Токио (мероприятие, посвященное индустрии компьютерной памяти), на котором была представлена презентация директора JEDEC под названием «Время переосмыслить DDR4» со слайдом «Новая дорожная карта: более реалистичная дорожная карта — 2015». привели к тому, что некоторые веб-сайты сообщили, что внедрение DDR4, вероятно, или определенно отложено до 2015 года. Однако тестовые образцы DDR4 были объявлены в соответствии с первоначальным графиком в начале 2011 года, когда производители начали рекомендовать крупномасштабное коммерческое производство и выпуск на рынок был запланирован на 2012 год.
- 2011: В январе Samsung объявила о завершении и выпуске для тестирования модуля DDR4 DRAM объемом 2 ГБ на основе процесса между 30 и 39 нм . Он имеет максимальную скорость передачи данных 2133 MT / с при 1,2 В, использует технологию псевдо открытого стока (адаптированную из графической памяти DDR ) и потребляет на 40% меньше энергии, чем эквивалентный модуль DDR3.
В апреле Hynix объявила о производстве модулей DDR4 объемом 2 ГБ со скоростью 2400 МТ / с, также работающими при 1,2 В по процессу от 30 до 39 нм (точный процесс не указан), добавив, что ожидает начала массового производства во второй половине года. 2012. Ожидается, что полупроводниковые процессы для DDR4 перейдут на менее 30 нм в какой-то момент в период с конца 2012 по 2014 год. - 2012: В мае Micron объявила, что планирует начать производство 30-нм модулей в конце 2012 года.
В июле Samsung объявила, что приступит к отбору образцов первых в отрасли модулей памяти с двойным встроенным модулем памяти (RDIMM) объемом 16 ГБ, использующих DDR4 SDRAM для корпоративных серверных систем.
В сентябре JEDEC выпустила окончательную спецификацию DDR4. - 2013: Ожидалось, что DDR4 будет составлять 5% рынка DRAM в 2013 году и достигнет массового распространения и 50% проникновения на рынок примерно к 2015 году; Однако по состоянию на 2013 год внедрение DDR4 было отложено, и ожидалось, что она достигнет большей части рынка только в 2016 году или позже. Таким образом, переход от DDR3 к DDR4 занимает больше времени, чем примерно пять лет, которые потребовались DDR3 для перехода на массовый рынок по сравнению с DDR2. Отчасти это связано с тем, что изменения, необходимые для других компонентов, повлияют на все другие части компьютерных систем, которые необходимо обновить для работы с DDR4.
- 2014: В апреле, Hynix объявила , что она разработала модуль первой самой высокой плотностью 128 ГБ в мире , основанный на 8 Гбит DDR4 с использованием 20 — нм технологии. Модуль работает на частоте 2133 МГц, с 64-битным вводом-выводом и обрабатывает до 17 ГБ данных в секунду.
- 2016: В апреле Samsung объявила, что они начали массовое производство DRAM по процессу «класса 10 нм», под которым они подразумевают режим узла 1x нм от 16 до 19 нм, который поддерживает передачу данных на 30% быстрее. скорость 3200 Мбит / с. Ранее использовался размер 20 нм.
Восприятие и принятие рынком
В апреле 2013 года обозреватель новостей из International Data Group (IDG) — американской компании, занимающейся исследованиями в области технологий, изначально входившей в состав IDC, — провел анализ своего 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 рынка производства памяти означают, что маржа по ОЗУ была жесткой.
В результате было труднее достичь желаемой надбавки к цене на новую технологию, и мощности переместились в другие сектора. Производители SDRAM и создатели наборов микросхем до некоторой 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 ее получать. премию », — говорит Майк Ховард из iSuppli. Переключатель на настроениях участников рынка в стороне настольных компьютеров и выпуск процессоров , имеющих поддержку DDR4 от Intel и AMD , следовательно , потенциально может привести к «агрессивному» росту.
Дорожная карта Intel Haswell на 2014 год раскрывает первое использование компанией DDR4 SDRAM в процессорах Haswell-EP .
Процессоры AMD Ryzen , представленные в 2016 году и поставленные в 2017 году, используют DDR4 SDRAM.
Видео:Стоит ли покупать дорогую память 2133MHz 2666MHz 3200MHz►Test in 5 GamesСкачать
Операция
В микросхемах DDR4 используется источник питания 1,2 В с дополнительным источником 2,5 В для повышения уровня слов, называемого V PP , по сравнению со стандартными 1,5 В микросхем DDR3, с вариантами с более низким напряжением 1,35 В, появившимися в 2013 году. Ожидается, что DDR4 будет введен при передаче. скорость передачи данных составляет 2133 млн транзакций в секунду, которая, по оценкам, вырастет до потенциальных 4266 млн операций в секунду к 2013 году. Минимальная скорость передачи данных в 2133 млн операций в секунду, как утверждается, обусловлена прогрессом, достигнутым в скоростях DDR3, которые, вероятно, достигнут 2133 млн операций в секунду. , указание DDR4 ниже этой скорости не принесло коммерческой выгоды. Techgage интерпретирует инженерный образец Samsung от января 2011 года как имеющий задержку CAS в 13 тактовых циклов, описанную как сопоставимую с переходом от DDR2 к DDR3.
Внутренние банки увеличены до 16 (4 бита выбора банка), до 8 рангов на модуль DIMM.
Изменения протокола включают:
- Четность на командно-адресной шине
- Инверсия шины данных (как GDDR4 )
- CRC на шине данных
- Независимое программирование отдельных модулей DRAM на модуле DIMM, чтобы обеспечить лучший контроль за оконечной нагрузкой на кристалле .
Ожидается увеличение плотности памяти, возможно, с использованием TSV (« сквозное соединение ») или других процессов трехмерного стекирования . Спецификация DDR4 будет включать стандартизированное трехмерное наложение «с самого начала» в соответствии с JEDEC, с учетом до 8 наложенных друг на друга кристаллов. X-bit Labs предсказывает, что «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 , а также дополнительные схемы «позволили значительно увеличить полосу пропускания, но они занимают гораздо больше площади кристалла ». Примеры включают обнаружение ошибок CRC , согласование на кристалле , пакетное оборудование, программируемые конвейеры, низкий импеданс и возрастающую потребность в усилителях считывания (приписываемые уменьшению 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 ГБ.
Кодировка команд
Хотя DDR4 по-прежнему работает в основном таким же образом, она вносит одно существенное изменение в форматы команд, используемые 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 16-гигабитной части), поэтому стандартные активные низкие сигналы RAS , CAS и WE используются совместно с битами адреса высокого порядка, которые не используются, когда ACT имеет высокий уровень. . 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 по сравнению со всеми банками для команды предварительной зарядки. Он также выбирает два варианта команды калибровки ZQ.
Как и в DDR3, A12 используется для запроса пакетного прерывания : усечения пакета с 8 передачами 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 увеличилось количество банковских адресов. Существует 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 составных микросхем в одном пакете DRAM. Они эффективно действуют как еще три бита выбора банка, в результате чего общее количество составляет семь (128 возможных банков).
Стандартные скорости передачи являются 1600, 1866, 2133, 2400, 2666, 2933 и 3200 МТ / с ( 12 / 15 , 14 / 15 , 16 / 15 , 18 / 15 , 20 / 15 , 22 / 15 и 24 / 15 Тактовые частоты ГГц, удвоенная скорость передачи данных), со скоростью до DDR4-4800 (тактовая частота 2400 МГц) коммерчески доступны.
Соображения по дизайну
Команда DDR4 в Micron Technology определила несколько ключевых моментов для проектирования микросхем и печатных плат:
- Калибровка VrefDQ (DDR4 «требует, чтобы калибровка VrefDQ выполнялась контроллером»);
- Новые схемы адресации («группировка банков», ACT для замены команд RAS , CAS и WE , PAR и Alert для проверки ошибок и DBI для инверсии шины данных);
- Новые функции энергосбережения (автоматическое самообновление с низким энергопотреблением, обновление с регулируемой температурой, обновление с высокой степенью детализации, инверсия шины данных и задержка CMD / ADDR).
Конструкция печатной платы:
- Новые источники питания (VDD / VDDQ на 1,2 В и усиление словарной линии, известное как VPP, на 2,5 В);
- VrefDQ должен поставляться внутри DRAM, а VrefCA — извне с платы;
- Контакты DQ оканчиваются высоким уровнем с использованием ввода-вывода с псевдо-открытым стоком (это отличается от контактов CA в DDR3, которые отводятся от центра к VTT).
Методы смягчения последствий Роухаммера включают в себя накопительные конденсаторы большего размера, модификацию адресных строк для использования рандомизации адресного пространства и линии ввода-вывода с двойным напряжением, которые дополнительно изолируют потенциальные граничные условия, которые могут привести к нестабильности при высоких скоростях записи / чтения.
Модульная упаковка
Память DDR4 поставляется в виде 288-контактных модулей памяти с двойным расположением выводов (DIMM), аналогичных по размеру 240-контактным модулям DDR3 DIMM. Контакты 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 сигнала, а также увеличена толщина (до 1,2 мм с 1,0) для размещения большего количества слоев сигнала. Модули DDR4 DIMM имеют слегка изогнутый край разъема, поэтому не все контакты задействуются одновременно во время вставки модуля, что снижает усилие вставки.
Модули DDR4 SO-DIMM имеют 260 контактов вместо 204 контактов модулей DDR3 SO-DIMM, разнесенных на 0,5, а не 0,6 мм, и на 2,0 мм шире (69,6 против 67,6 мм), но остаются прежними 30 мм в высоту.
Для своей микроархитектуры Skylake Intel разработала пакет SO-DIMM под названием UniDIMM , который может быть заполнен микросхемами DDR3 или DDR4. В то же время объявляется , что встроенный контроллер памяти (IMC) процессоров Skylake может работать с любым типом памяти. Назначение модулей UniDIMM — помочь в переходе рынка от DDR3 к 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.
Видео:Обзор серверной DDR4 2133 c очень низкими таймингами. Тесты.Скачать
Модули
Стандартный модуль DDR4 JEDEC
Стандартное название | Память часов (МГц) | Тактовая частота шины ввода / вывода (МГц) | Скорость передачи данных ( МТ / с ) | Название модуля | Пиковая скорость передачи (МБ / с) | Тайминги CL-tRCD-tRP | Задержка CAS (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 | PC4-21300 | 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 |
DDR4-3200 Вт DDR4-3200AA DDR4-3200AC | 400 | 1600 | 3200 | PC4-25600 | 25600 | 20-20-20 22-22-22 24-24-24 | 12,5 13,75 15 |
Задержка CAS (CL) Тактовые циклы между отправкой адреса столбца в память и началом данных в ответ tRCD Тактовые циклы между активацией строки и чтением / записью tRP Часы циклически переключаются между предварительной зарядкой ряда и активацией
DDR4-xxxx обозначает битовую 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.
Видео:Частота Оперативной памяти и Производительность: 2133 МГц VS 3200 МГцСкачать
Преемник
На форуме разработчиков Intel 2016 года 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 Wide I / O 2 ; он складывает несколько кристаллов памяти, но делает это непосредственно поверх ЦП и в том же корпусе. Такая компоновка памяти обеспечивает более высокую пропускную способность и лучшую производительность по мощности, чем DDR4 SDRAM, и позволяет использовать широкий интерфейс с короткими длинами сигналов. Он в первую очередь направлен на замену различных мобильных стандартов DDR X SDRAM, используемых в высокопроизводительных встроенных и мобильных устройствах, таких как смартфоны. Компания Hynix предложила аналогичную память с высокой пропускной способностью (HBM), которая была опубликована 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 кристалле (SoC). HBM нацелен на графическую память и общие вычисления, тогда как HMC нацелен на высокопроизводительные серверы и корпоративные приложения.
Micron Technology «s Hybrid Memory Cube (HMC) стек памяти использует последовательный интерфейс. Многие другие компьютерные шины перешли на замену параллельных шин последовательными шинами, например, в результате эволюции Serial ATA, заменяющего Parallel ATA , PCI Express, заменяющего PCI , и последовательных портов, заменяющих параллельные порты. В общем, последовательные шины легче масштабировать и имеют меньше проводов / дорожек, что упрощает проектирование печатных плат с их использованием.
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 ОЗУ с синхронной графикой DDR3 , который был представлен до DDR4 и не является преемником DDR4.
📽️ Видео
как выбрать оперативную память для ноутбукаСкачать
Какую оперативку выбрать в 2023 году - ГАЙД по оперативной памяти (ОЗУ, RAM)Скачать
ЧАСТОТА vs ТАЙМИНГИ - разрушаем мифы! Сколько нужно ОЗУ?Скачать
Про оперативную памятьСкачать
Оперативная память GOODRAM ddr4, 8gb, 2133 mhz. Для ноутбука Обзор небольшой.Скачать
Дешёвая VS Дорогая DDR4 оперативная память, тест в играхСкачать
НЕ покупайте эту ОЗУ | Тест дешевой китайской памятиСкачать
Типы Оперативной Памяти [SIMM, DIMM, DDR, DDR2, DDR3, RIMM] | База ЗнанийСкачать
Частота оперативной памяти в Играх? 2133 VS 3200 МГц + GTX1070tiСкачать
APACER. PoHS DDR4 8GB UNB DDR4 2133 CL15. Оперативная память.Скачать
2 или 4 модуля оперативной памяти DDR4 - есть ли разница в реальном ПК?Скачать
Лучшая DDR 3 2133 MHzСкачать
Что лучше для LGA2011-3, десктопная или серверная DDR4 ECC REG память? Тест ОЗУ TANBASSH 2400/2667Скачать
Рынок оперативной памяти 2024. Выбор лучшей DDR4 и DDR5 . Топ ОЗУ для Intel и AMDСкачать
Нужно ли разгонять оперативную память на AMD ryzen ? ТЕСТ 1600,1866,2133,2666,2999,3200 MHzСкачать