DDR4與DDR3有什么區(qū)別上課講義

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。DDR4與DDR3有什么區(qū)別-DDR4與DDR3有什么區(qū)別?DDR4比DDR3好在哪里?雖然DDR4內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的正式公布是2012年9月底，不過DDR4內(nèi)存規(guī)格原計(jì)劃是在2011年制定完成，2012年開始投入生產(chǎn)并上市的。所以在之前的很長(zhǎng)一段時(shí)間，三星、SK海力士、美光等多家DRAM廠商都已經(jīng)完成了DDR4內(nèi)存芯片的開發(fā)，并計(jì)劃進(jìn)行量產(chǎn)，奈何DDR4內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)一直未見公布，他們也不敢輕舉妄動(dòng)。所以可以說DDR4內(nèi)存的出現(xiàn)已經(jīng)是醞釀已久了。如今DDR4已經(jīng)欲勢(shì)待發(fā)，只是在等待相應(yīng)的主板與CPU上市了，那么

2、相比DDR3，都有了哪些比較重要的改進(jìn)呢？下面就和小編一起來看看吧！1.DDR4內(nèi)存條外觀變化明顯，金手指變成彎曲狀2.DDR4內(nèi)存頻率提升明顯，可達(dá)4266MHz3.DDR4內(nèi)存容量提升明顯，可達(dá)128GB4.DDR4功耗明顯降低，電壓達(dá)到1.2V、甚至更低很多電腦用戶可能對(duì)于內(nèi)存的內(nèi)在改進(jìn)不會(huì)有太多的關(guān)注，而外在的變化更容易被人發(fā)現(xiàn)，一直一來，內(nèi)存的金手指都是直線型的，而在DDR4這一代，內(nèi)存的金手指發(fā)生了明顯的改變，那就是變得彎曲了，其實(shí)一直一來，平直的內(nèi)存金手指插入內(nèi)存插槽后，受到的摩擦力較大，因此內(nèi)存存在難以拔出和難以插入的情況，為了解決這個(gè)問題，DDR4將內(nèi)存下部設(shè)計(jì)為中間稍突出、

3、邊緣收矮的形狀。在中央的高點(diǎn)和兩端的低點(diǎn)以平滑曲線過渡。這樣的設(shè)計(jì)既可以保證DDR4內(nèi)存的金手指和內(nèi)存插槽觸點(diǎn)有足夠的接觸面，信號(hào)傳輸確保信號(hào)穩(wěn)定的同時(shí)，讓中間凸起的部分和內(nèi)存插槽產(chǎn)生足夠的摩擦力穩(wěn)定內(nèi)存。其次，DDR4內(nèi)存的金手指本身設(shè)計(jì)有較明顯變化。金手指中間的“缺口”也就是防呆口的位置相比DDR3更為靠近中央。在金手指觸點(diǎn)數(shù)量方面，普通DDR4內(nèi)存有284個(gè)，而DDR3則是240個(gè)，每一個(gè)觸點(diǎn)的間距從1mm縮減到0.85mm，筆記本電腦內(nèi)存上使用的SO-DIMMDDR4內(nèi)存有256個(gè)觸點(diǎn)，SO-DIMMDDR3有204個(gè)觸點(diǎn)，間距從0.6毫米縮減到了0.5毫米。第三，標(biāo)準(zhǔn)尺寸的DDR4內(nèi)

4、存在PCB、長(zhǎng)度和高度上，也做出了一定調(diào)整。由于DDR4芯片封裝方式的改變以及高密度、大容量的需要，因此DDR4的PCB層數(shù)相比DDR3更多，而整體尺寸也有了不同的變化，如上圖。頻率和帶寬提升巨大DDR4最重要的使命當(dāng)然是提高頻率和帶寬。DDR4內(nèi)存的每個(gè)針腳都可以提供2Gbps(256MB/s)的帶寬，DDR4-3200那就是51.2GB/s，比之DDR3-1866高出了超過70。在DDR在發(fā)展的過程中，一直都以增加數(shù)據(jù)預(yù)取值為主要的性能提升手段。但到了DDR4時(shí)代，數(shù)據(jù)預(yù)取的增加變得更為困難，所以推出了BankGroup的設(shè)計(jì)。BankGroup架構(gòu)又是怎樣的情況？具體來說就是每個(gè)Bank

5、Group可以獨(dú)立讀寫數(shù)據(jù)，這樣一來內(nèi)部的數(shù)據(jù)吞吐量大幅度提升，可以同時(shí)讀取大量的數(shù)據(jù)，內(nèi)存的等效頻率在這種設(shè)置下也得到巨大的提升。DDR4架構(gòu)上采用了8n預(yù)取的BankGroup分組，包括使用兩個(gè)或者四個(gè)可選擇的BankGroup分組，這將使得DDR4內(nèi)存的每個(gè)BankGroup分組都有獨(dú)立的激活、讀取、寫入和刷新操作，從而改進(jìn)內(nèi)存的整體效率和帶寬。如此一來如果內(nèi)存內(nèi)部設(shè)計(jì)了兩個(gè)獨(dú)立的BankGroup，相當(dāng)于每次操作16bit的數(shù)據(jù)，變相地將內(nèi)存預(yù)取值提高到了16n，如果是四個(gè)獨(dú)立的BankGroup，則變相的預(yù)取值提高到了32n。如果說BankGroup是DDR4內(nèi)存帶寬提升的關(guān)鍵技術(shù)的

6、話，那么點(diǎn)對(duì)點(diǎn)總線則是DDR4整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)的關(guān)鍵性設(shè)計(jì)，對(duì)于DDR3內(nèi)存來說，目前數(shù)據(jù)讀取訪問的機(jī)制是雙向傳輸。而在DDR4內(nèi)存中，訪問機(jī)制已經(jīng)改為了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)技術(shù)，這是DDR4整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)的關(guān)鍵性設(shè)計(jì)。在DDR3內(nèi)存上，內(nèi)存和內(nèi)存控制器之間的連接采用是通過多點(diǎn)分支總線來實(shí)現(xiàn)。這種總線允許在一個(gè)接口上掛接許多同樣規(guī)格的芯片。我們都知道目前主板上往往為雙通道設(shè)計(jì)四根內(nèi)存插槽，但每個(gè)通道在物理結(jié)構(gòu)上只允許擴(kuò)展更大容量。這種設(shè)計(jì)的特點(diǎn)就是當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸量一旦超過通道的承載能力，無論你怎么增加內(nèi)存容量，性能都不見的提升多少。這種設(shè)計(jì)就好比在一條主管道可以有多個(gè)注水管，但受制于主管道的大小，即便你可以增加注水管

7、來提升容量，但總的送水率并沒有提升。因此在這種情況下可能2GB增加到4GB你會(huì)感覺性能提升明顯，但是再繼續(xù)盲目增加容量并沒有什么意義了，所以多點(diǎn)分支總線的好處是擴(kuò)展內(nèi)存更容易，但卻浪費(fèi)了內(nèi)存的位寬。因此，DDR4拋棄了這樣的設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)而采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)總線：內(nèi)存控制器每通道只能支持唯一的一根內(nèi)存。相比多點(diǎn)分支總線，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相當(dāng)于一條主管道只對(duì)應(yīng)一個(gè)注水管，這樣設(shè)計(jì)的好處可以大大簡(jiǎn)化內(nèi)存模塊的設(shè)計(jì)、更容易達(dá)到更高的頻率。不過，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)設(shè)計(jì)的問題也同樣明顯：一個(gè)重要因素是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)總線每通道只能支持一根內(nèi)存，因此如果DDR4內(nèi)存單條容量不足的話，將很難有效提升系統(tǒng)的內(nèi)存總量。當(dāng)然，這難不道開發(fā)者，3DS封裝技術(shù)就

8、是擴(kuò)增DDR4容量的關(guān)鍵技術(shù)。容量劇增最高可達(dá)128GB3DS（3-DimensionalStack，三維堆疊）技術(shù)是DDR4內(nèi)存中最關(guān)鍵的技術(shù)之一，它用來增大單顆芯片的容量。3DS技術(shù)最初由美光提出的,它類似于傳統(tǒng)的堆疊封裝技術(shù)，比如手機(jī)芯片中的處理器和存儲(chǔ)器很多都采用堆疊焊接在主板上以減少體積堆疊焊接和堆疊封裝的差別在于，一個(gè)在芯片封裝完成后、在PCB板上堆疊；另一個(gè)是在芯片封裝之前，在芯片內(nèi)部堆疊。一般來說，在散熱和工藝允許的情況下，堆疊封裝能夠大大降低芯片面積，對(duì)產(chǎn)品的小型化是非常有幫助的。在DDR4上，堆疊封裝主要用TSV硅穿孔的形式來實(shí)現(xiàn)。所謂硅穿孔，就用激光或蝕刻方式在硅片上鉆出

9、小孔，然后填入金屬聯(lián)通孔洞，這樣經(jīng)過硅穿孔的不同硅片之間的信號(hào)可以互相傳輸。在使用了3DS堆疊封裝技術(shù)后，單條內(nèi)存的容量最大可以達(dá)到目前產(chǎn)品的8倍之多。舉例來說，目前常見的大容量?jī)?nèi)存單條容量為8GB（單顆芯片512MB，共16顆），而DDR4則完全可以達(dá)到64GB，甚至128GB。更低功耗更低電壓更低的電壓：這是每一代DDR進(jìn)化的必備要素，DDR4已經(jīng)降至1.2V首先來看功耗方面的內(nèi)容。DDR4內(nèi)存采用了TCSE(TemperatureCompensatedSelf-Refresh，溫度補(bǔ)償自刷新，主要用于降低存儲(chǔ)芯片在自刷新時(shí)消耗的功率)、TCARtemperatureCompensated

10、AutoRefresh，溫度補(bǔ)償自動(dòng)刷新，和TCSE類似）、DBI（DataBusInversion，數(shù)據(jù)總線倒置，用于降低VDDQ電流，降低切換操作）等新技術(shù)。這些技術(shù)能夠降低DDR4內(nèi)存在使用中的功耗。當(dāng)然，作為新一代內(nèi)存，降低功耗最直接的方法是采用更新的制程以及更低的電壓。目前DDR4將會(huì)使用20nm以下的工藝來制造，電壓從DDR3的1.5V降低至DDR4的1.2V，移動(dòng)版的SO-DIMMDDR4的電壓還會(huì)降得更低。而隨著工藝進(jìn)步、電壓降低以及聯(lián)合使用多種功耗控制技術(shù)的情況下，DDR4的功耗表現(xiàn)將是非常出色的。人們對(duì)于DDR4的期望是相當(dāng)高的，對(duì)于它的上市已經(jīng)等待已久，不過要知道DDR3

11、花了足足三年的時(shí)間才完成對(duì)DDR2的取代，而DDR4的野心卻是大多了，雖然要到今年底才會(huì)正式登場(chǎng)亮相，但是明年就有打算要占據(jù)半壁江山，成為新的主流規(guī)格。接下來讓我們看一下近期關(guān)于各個(gè)廠商關(guān)于DDR4內(nèi)存的生產(chǎn)發(fā)布情況。支持下一代處理器威剛DDR4內(nèi)存曝光威剛近日正式宣布了自己的首批DDR4內(nèi)存產(chǎn)品，威剛首發(fā)的DDR4并不多，只有標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)器型ECCRDIMM，容量4GB、8GB、16GB，額定頻率也是2133MHz，電壓1.2，產(chǎn)品編號(hào)AD4R2133W4G15、AD4R2133Y8G15、AD4R2133Y16G15。不過威剛表示，DDR4版本的ECCSO-DIMM、VLPRDIMM、LRD

12、IMM等類型也都正在研發(fā)之中，很快就會(huì)陸續(xù)推出。這些內(nèi)存都是供服務(wù)器、工作站使用的，威剛也說他們一直在與Intel密切合作，其DDR4內(nèi)存完全支持下一代服務(wù)器平臺(tái)Haswell-EPXeonE5-2600v3。至于消費(fèi)級(jí)的DDR4內(nèi)存，誰也沒有任何消息，不過Intel將在第三季度推出首個(gè)支持DDR4的桌面發(fā)燒平臺(tái)Haswell-E，相信很快就會(huì)有新內(nèi)存跟上。2400MHzDDR4試產(chǎn)美光DDR4大規(guī)模開工威剛早些時(shí)候正式宣布了他們的首批DDR4內(nèi)存產(chǎn)品，美光也不甘示弱，宣布其DDR4內(nèi)存已經(jīng)大規(guī)模投產(chǎn)，并在逐步提高產(chǎn)量。美光表示，目前量產(chǎn)的是4GbDDR4內(nèi)存顆粒，標(biāo)準(zhǔn)頻率為2133MHz，并

13、特別與Intel合作，針對(duì)將在下半年發(fā)布的下一代服務(wù)器平臺(tái)XeonE5-2600v3進(jìn)行了優(yōu)化。新平臺(tái)架構(gòu)基于22nmHaswell-EP，將取代去年9月份發(fā)布的IvyBridge-EPE5-2600v2，主要面向雙路服務(wù)器領(lǐng)域。目前已經(jīng)發(fā)布的DDR4內(nèi)存頻率都只有2133MHz，這其實(shí)是DDR3也可以輕松達(dá)到的高度，自然不能凸顯新內(nèi)存的優(yōu)勢(shì)。美光稱，2400MHzDDR4正在試產(chǎn)，預(yù)計(jì)2015年正式投產(chǎn)(也就是說今年別期望啥了)。美光還透露，他們將陸續(xù)推出符合JEDECDDR4標(biāo)準(zhǔn)的完整產(chǎn)品線，涵蓋RDIMM、LRDIMM、VLPRDIMM、UDIMM、SO-DIMM各種規(guī)格，ECC也可選有

14、無，到今年第三季度初的時(shí)候還會(huì)增加NVDIMM。窄條兼容性強(qiáng)Virtium發(fā)布DDR4內(nèi)存DDR4內(nèi)存終于全面開花結(jié)果了。嵌入式存儲(chǔ)廠商Virtium今天也推出了他們的DDR4產(chǎn)品，而且非常特殊，首次采用了ULP超小型規(guī)格，高度只有區(qū)區(qū)17.8毫米(0.7英寸)。DDR4DIMM內(nèi)存的標(biāo)準(zhǔn)高度為31.25毫米，稍稍高于DDR330.35毫米，而在筆記本上的SO-DIMM高度為30毫米，針對(duì)高密度服務(wù)器的VLP甚小型規(guī)格只有18.3-18.7毫米(0.72-0.738英寸)。ULP則是所有類型中最為小巧的，只有標(biāo)準(zhǔn)型的一半多，適用于空間狹窄的嵌入式領(lǐng)域。VirtiumULPDDR4內(nèi)存也是服務(wù)器型的URIMM，單條容量4GB(單Rank)、8GB(雙Rank)、16GB(雙Rank)，標(biāo)準(zhǔn)頻率2133MHz，標(biāo)準(zhǔn)電壓1.2V，標(biāo)準(zhǔn)耐受溫度范圍085，擴(kuò)展/工業(yè)耐受溫度范圍-25/-4095，五年質(zhì)保。Virtium表示，這種內(nèi)存已經(jīng)經(jīng)過了客戶的測(cè)試和驗(yàn)證，即將批量供貨。DDR4變活躍三星加速投產(chǎn)DDR4內(nèi)存顆粒這段時(shí)間，各大內(nèi)存顆粒、模組廠商都突然活躍起來，紛紛宣揚(yáng)各自的DDR4產(chǎn)品進(jìn)展，而作為DRAM行業(yè)領(lǐng)頭羊、第一家量產(chǎn)DDR4的三星電子又怎么能保持沉默？韓國(guó)巨頭近日宣布，正在加速投產(chǎn)DDR4內(nèi)存顆粒、內(nèi)存條。和威剛、美光一樣，三星也特別提到了Intel將