DDR SDRAM內存發展歷程

DDR SDRAM是具有雙倍數據傳輸率的SDRAM，其數據傳輸速度為系統時鐘頻率的兩倍，由于速度增加，其傳輸性能優于傳統的SDRAM。DDR SDRAM 在系統時鐘的上升沿和下降沿都可以進行數據傳輸。 SDRAM 在一個時鐘周期內只傳輸一次數據，它是在時鐘上升期進行數據傳輸；而DDR則是一個時鐘周期內可傳輸兩次數據，也就是在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次數據。下面英尚微電子介紹DDR SDRAM內存發展歷程。
 
（1） DDR SDRAM
 
DDR SDRAM雙倍數據率同步動態隨機存取存儲器，它是SDR SDRAM的升級版，DDR SDRAM在時鐘周期的上升沿與下降沿各傳輸一次信號，使得它的數據傳輸速度是 SDR SDRAM 的兩倍，而且這樣做還不會增加功耗，至于定址與控制信號與SDR SDRAM相同，僅在上升沿傳輸，這是對當時內存控制器的兼容性與性能做的折中。
 
DDR SDRAM采用184pin的DIMM插槽，防呆缺口從SDR SDRAM時的兩個變成一個，常見工作電壓2．5V，初代DDR內存的頻率是200MHz，隨后慢慢的誕生了DDR-266、DDR-333和那個時代主流的DDR-400，至于那些運行在500MHz，600MHz、700MHz的都算是超頻條了，DDR內存剛出來的時候只有單通道，后來出現了支持雙通芯片組，讓內存的帶寬直接翻倍，兩根DDR－400內存組成雙通道的話基本上可以滿足FBS 800MHz的奔騰4處理器，容量則是從128MB到1GB。

 
（2） DDR2 SDRAM DDR2/DDR II SDRAM是由JEDEC進行開發的新生代內存技術標準，它與上一代DDR內存技術標準最大的不同就是，雖然同是采用了在時鐘的上升/下降沿同時進行數據傳輸的基本方式，但 DDR2SDRAM 內存卻擁有兩倍于上一代DDR內存預讀取能力（即：4bit數據讀預取）。換句話說，DDR2內存每個時鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫數據，并且能夠以內部控制總線4倍的速度運行。
 
DDR2的標準電壓下降至1.8V，這使得它較上代產品更為節能，DDR2的頻率從400MHz到1200MHz，當時的主流的是DDR2-800，更高頻率其實都是超頻條，容量從256MB起步最大4GB，不過4GB的DDR2是很少的，在DDR2時代的末期大多是單條2GB的容量。
 
（3） DDR3 SDRAM DDR3提供了相較于DDR2 SDRAM更高的運行效能與更低的電壓，是DDR2 SDRAM的后繼者（增加至八倍），也是現時流行的內存產品規格。

和上一代的DDR2相比，DDR3在許多方面作了新的規范，核心電壓降低到1.5V，預取從4-bit變成了8-bit，這也是DDR3提升帶寬的關鍵，同樣的核心頻率DDR3能夠提供兩倍于DDR2的帶寬，此外DDR3還新增了CWD、Reset、ZQ、STR、RASR等技術。
 
DDR3內存與DDR2一樣是240Pin DIMM接口，不過兩者的防呆缺口位置是不同的，不能混插，常見的容量是512MB到8GB，當然也有單條16GB的DDR3內存，只不過很稀少。頻率方面從800MHz起步，目前比較容量買到最高的頻率2400MHz，實際上有廠家推出了3100MHz的DDR3內存，只是比較難買得到，支持DDR3內存的平臺有Intel的后期的LGA 775主板P35、P45、x38、x48等，LGA 1366平臺，LGA 115x系列全都支持還有LGA 2011的x79，AMD方面AM3、AM3＋、FM1、FM2、FM3接口的產品全都支持DDR3。
 
（4） DDR4 SDRAM 從DDR到DDR3，每一代DDR技術的內存預取位數都會翻倍，前三者分別是2bit、4bit及8bit，以此達到內存帶寬翻倍的目標，不過DDR4在預取位上保持了DDR3的8bit設計，因為繼續翻倍為16bit預取的難度太大，DDR4轉而提升Bank數量，它使用的是Bank Group（BG）設計，4個Bank作為一個BG組，可自由使用2-4組BG，每個BG都可以獨立操作。使用2組BG的話，每次操作的數據16bit，4組BG則能達到32bit操作，這其實變相提高了預取位寬。
 
DDR4相比DDR3最大的區別有三點：16bit預取機制（DDR3為8bit），同樣內核頻率下理論速度是DDR3的兩倍；更可靠的傳輸規范，數據可靠性進一步提升；工作電壓降為1.2V，更節能。
 
DDR4內存的針腳從DDR3的240個提高到了284個，防呆缺口也與DDR3的位置不同，還有一點改變就是DDR4的金手指是中間高兩側低有輕微的曲線，而之前的內存金手指都是平直的，DDR4既在保持與DIMM插槽有足夠的信號接觸面積，也能在移除內存的時候比DDR3更加輕松。
 
如UMI的 32位 DDR4 SDRAM ,UMI UD408G5S1AF的密度為8Gb，數據速率為 3200Mbps/2933Mbps/2666Mbps/2400Mbps/2133Mbps/1866Mbps/1600Mbps。商業工作溫度范圍為0℃至+95℃，工業工作溫度范圍-40℃至+95℃。支持應用在UltraScale FPGA器件中有助于確保獲得最大時序裕量。為保證最佳信號完整性, I/O技術還包括傳輸預加重、接收均衡、低抖動時鐘和噪聲隔離設計技術。英尚微電子支持DDR4SDRAM內存接口送樣及測試。
 
不同類型DDR內存性能參數對比
 
從DDR到DDR4，不同性能參數差異主要體現在2個地方：電源電壓、數據傳輸速率。電源電壓值越來越低，而數據傳輸速率卻是呈幾何倍數增長。