DDR SDRAM жадтың түрі

Кіріспе

Компьютер жадының түрі

Infobox
| title = DDR SDRAM
| image =
| caption = Үстелдік компьютерлерге арналған DDR модульдерінің салыстырылуы (DIMM)
| image2 =
| caption2 = Үстелдік компьютерлерге арналған 1 ГБ DDR 400 RAM модулінің алдыңғы және артқы жағы
| label1 = Әзірлеуші
| data1 = ubl|Samsung Бұл интерфейс екі есе сору (сағат сигналының өсу және төмендеу жиектерінде деректерді беру) арқылы сағат жиілігін сәйкес түрде арттырмастан деректер шинасының енін екі есеге арттырады. Сағат жиілігін төмен ұстаудың бір артықшылығы – жадты контроллермен байланыстыратын тізбек тақтасындағы сигналдың сақталу талаптарын азайту болып табылады. "Қос деректер жылдамдығы" деген атау DDR SDRAM-ның белгілі бір сағат жиілігінде осы екі есе сорудың арқасында сол сағат жиілігінде жұмыс істейтін SDR SDRAM-ның енінен шамамен екі есе көп енді қамтамасыз етуіне байланысты. Деректер бір уақытта 64 битпен берілетін болғандықтан, DDR SDRAM (байт/с) (жад шинасының сағаттық жылдамдығы) × 2 (қос жылдамдық үшін) × 64 (берілетін биттер саны) / 8 (бит/байт) беру жылдамдығын қамтамасыз етеді. Осылайша, 100 МГц шина жиілігінде DDR SDRAM 1600 МБ/с максималды беру жылдамдығын қамтамасыз етеді.

Тарих

1980 жылдардың аяғында IBM компаниясы екі жиекті синхронизациялау мүмкіндігін қолдана отырып DRAM жадына қатысты жұмыстар жасады және 1990 жылы Халықаралық қатты күйдегі тізбектер конвенциясында нәтижелерін ұсынды. Samsung компаниясы 1997 жылы алғашқы DDR жады прототипін көрсетті, ал 1998 жылдың маусым айында алғашқы коммерциялық DDR SDRAM чипін (64 Мбит) шығарды, одан кейін сол жылы Hyundai Electronics (қазіргі SK Hynix) компаниясы да осыны істеді. DDR-дің әзірлеу жұмыстары 1996 жылы басталды, ал оның техникалық талаптары JEDEC ұйымы тарапынан 2000 жылдың маусым айында бекітілді (JESD79). JEDEC DDR SDRAM жадының деректер беру жылдамдығына қатысты стандарттарды белгіледі, олар екі бөлікке бөлінген. Біріншісі – жад чиптеріне, ал екіншісі – жад модульдеріне арналған. DDR SDRAM қолдаған алғашқы жеке саудаға арналған PC компьютердің аналық платасы 2000 жылдың тамыз айында шығарылды.

Чиптің сипаттамалары

DRAM тығыздығы Чиптің көлемі мегабиттермен өлшенеді. Көптеген аналық платалар 64M×8 чиптері бар 1 ГБ модульдерді ғана таниды (төмен тығыздық). Егер 128M×4 (жоғары тығыздық) 1 ГБ модульдер қолданылса, олар жұмыс істемей қалуы мүмкін. JEDEC стандарты 128M×4 чиптерін тек серверлерге арналған, арнайы жасалған модульдер үшін ғана рұқсаттайды, бірақ кейбір жалпы өндірушілер осы стандартты сақтамайды. Ұйымдастыру 64M×4 сияқты белгілеу, жад матрицасында 64 миллион (банктер x қатарлар x бағандардың көбейтіндісі) 4 биттік жад орындары бар екенін білдіреді. ×4, ×8 және ×16 DDR чиптері бар. ×4 чиптері серверлік ортада Chipkill, жадты тазалау және Intel SDDC сияқты кеңейтілген қателерді түзету мүмкіндіктерін пайдалануға мүмкіндік береді, ал ×8 және ×16 чиптері салыстырмалы түрде арзан. x8 чиптері көбінесе десктоптық компьютерлерде/ноутбуктерде қолданылады, бірақ сервер нарығына еніп келеді. Әдетте 4 банк болады және әрбір банкте бір қатар ғана белсенді бола алады.

Ұйым

PC3200 – бұл 3,200 МБ/с өткізу қабілетіне ие, DDR 400 чиптерін қолдана отырып, 200 МГц жиілікте жұмыс істеуге арналған DDR SDRAM. PC3200 жады деректерді сағат сигналының өсу және төмендеу кезінде тасымалдайтындықтан, оның нақты жиілігі 400 МГц құрайды. 1 ГБ PC3200 ECC емес модульдер әдетте 16 512 Мбит чиптерінен құралады, олардың 8-і әр жағында орналасқан (512 Мбит × 16 чип) / (8 бит (бір байтқа)) = 1,024 МБ. 1 ГБ жад модулін құрайтын жеке чиптер әдетте 226 8 биттік сөздер ретінде ұйымдастырылады, бұл көбінесе 64M×8 түрінде көрсетіледі. Осылай өндірілген жад – төмен тығыздықты RAM және әдетте PC3200 DDR 400 жадына қатысты талаптарды көрсеткен кез келген аналық платамен үйлесімді.

Ұрпақтар

DDR (DDR1) DDR2 SDRAM-мен алмастырылды, ол жоғары сағат жиілігі үшін өзгертілді және өнімділігі тағы да екі есеге артты, бірақ DDR сияқты қағида бойынша жұмыс істейді. DDR2-мен бәсекелес Rambus XDR DRAM болды. DDR2 бағасы мен қолдау факторларына байланысты басымдық алды. DDR2 өз кезегінде DDR3 SDRAM-мен алмастырылды, ол автобустың жылдамдығын арттыру және жаңа мүмкіндіктерді ұсынды. DDR3, 2011 жылы алғаш рет өндірілген және 2012 жылы әлі де өзгерістерге ұшыраған DDR4 SDRAM-мен алмастырылды, маңызды архитектуралық өзгерістер енгізілді. DDR-дің алдын ала алу буферінің тереңдігі 2 (бит), ал DDR2 4-ті пайдаланады. DDR2-нің тиімді сағаттық жылдамдықтары DDR-ден жоғары болғанымен, алғашқы іске асыруларда жалпы өнімділік артық болған жоқ, себебі алғашқы DDR2 модульдерінің жоғары кешігуі болды. DDR2 2004 жылдың соңында тиімді бола бастады, өйткені төменгі кешігуі бар модульдер қол жетімді болды. Жады өндірушілер 400 МГц-ден жоғары тиімді беру жылдамдығы бар DDR1 жадын (яғни 400 МТ/с және 200 МГц сыртқы сағаты) ішкі жылдамдық шектеулеріне байланысты жаппай өндірудің мүмкін емес екенін мәлімдеді. DDR2 DDR1 тоқтаған жерден жалғасады, DDR1 сияқты ішкі сағаттық жылдамдықтарды пайдаланады, бірақ 400 МГц және одан жоғары тиімді беру жылдамдықтарымен қол жетімді. DDR3 жетістіктері ішкі сағаттық жылдамдықтарды сақтау мүмкіндігін кеңейтті, сонымен қатар алдын ала алу тереңдігін екі есеге көбейту арқылы тиімді беру жылдамдықтарын арттырды. DDR4 SDRAM - жоғары жылдамдықты динамикалық кездейсоқ сәйкес жад, ішкі конфигурациясы 16 банк, әр банк тобына 4 банктан 4 банк тобы, ×4/×8 үшін және әр банк тобына 4 банктан 8 банк, 2 банк тобы, 16xDRAM. DDR4 SDRAM жоғары жылдамдықты жұмыс істеу үшін 8n prefetch архитектурасын қолданады. 8n prefetch архитектурасы I/O тіректерінде сағаттық цикл сайын екі дерек сөзін беруге арналған интерфейспен біріктірілген. DDR4 SDRAM үшін бір оқу немесе жазу операциясы ішкі DRAM ядросында 4 сағаттық 8n бит енімен және I/O тіректерінде 8 сәйкес n бит енімен жарты сағаттық циклмен деректерді беруден тұрады. RDRAM DDR SDRAM-ға едәуір қымбат балама болды, сондықтан көптеген өндірушілер оны өздерінің чипсеттерінен шығарды. DDR1 жадының бағасы 2008 жылдың екінші тоқсанында айтарлықтай өсті, ал DDR2 бағасы төмендеді. 2009 жылдың қаңтарында 1 ГБ DDR1, 1 ГБ DDR2-ден 2-3 есе қымбат болды.

DDR (DDR1) was superseded by DDR2 SDRAM, which had modifications for a higher clock frequency and again doubled throughput, but operates on the same principle as DDR. Competing with DDR2 was Rambus XDR DRAM. DDR2 dominated due to cost and support factors. DDR2 was in turn superseded by DDR3 SDRAM, which offered higher performance for increased bus speeds and new features. DDR3 has been superseded by DDR4 SDRAM, which was first produced in 2011 and whose standards were still in flux (2012) with significant architectural changes. DDR's prefetch buffer depth is 2 (bits), while DDR2 uses 4. Although the effective clock rates of DDR2 are higher than DDR, the overall performance was not greater in the early implementations, primarily due to the high latencies of the first DDR2 modules. DDR2 started to be effective by the end of 2004, as modules with lower latencies became available. Memory manufacturers stated that it was impractical to mass produce DDR1 memory with effective transfer rates in excess of 400 MHz (i. e. 400 MT/s and 200 MHz external clock) due to internal speed limitations. DDR2 picks up where DDR1 leaves off, utilizing internal clock rates similar to DDR1, but is available at effective transfer rates of 400 MHz and higher. DDR3 advances extended the ability to preserve internal clock rates while providing higher effective transfer rates by again doubling the prefetch depth. The DDR4 SDRAM is a high speed dynamic random access memory internally configured as 16 banks, 4 bank groups with 4 banks for each bank group for ×4/×8 and 8 banks, 2 bank groups with 4 banks for each bank group for ×16 DRAM. The DDR4 SDRAM uses an 8n prefetch architecture to achieve high speed operation. The 8n prefetch architecture is combined with
an interface designed to transfer two data words per clock cycle at the I/O pins. A single read or write operation for the DDR4 SDRAM consists of a single 8n bit wide 4 clock data transfer at the internal DRAM core and 8 corresponding n bit wide half clock cycle data transfers at the I/O pins. RDRAM was a particularly expensive alternative to DDR SDRAM, and most manufacturers dropped its support from their chipsets. DDR1 memory's prices substantially increased from Q2 2008, while DDR2 prices declined. In January 2009, 1 GB DDR1 was 2–3 times more expensive than 1 GB DDR2. + Comparison of DDR SDRAM generations Name Releaseyear Chip Bus Voltage(V) Pins Gen Standard Clock rate(MHz) Cycle time(ns) Pre fetch Clock rate(MHz) Transfer rate(MT/s) Bandwidth(MB/s) DIMM SO DIMM Micro DIMM DDRDDR 200 1998 10010 2n 100 2001600 2.5 184 200 172DDR 2661337.51332662133 1/3DDR 333166 2/36166 2/33332666 2/3DDR 400200520040032002.6DDR2DDR2 400 2003 10010 4n 200 4003200 1.8 240 200 214DDR2 533133 1/37.5266 2/3533 1/34266 2/3DDR2 667166 2/36333 1/3666 2/35333 1/3DDR2 80020054008006400DDR2 1066266 2/33.75533 1/31066 2/38533 1/3DDR3DDR3 800 2007 10010 8n 400 8006400 1.5/1.35 240 204 214DDR3 1066133 1/37.5533 1/31066 2/38533 1/3DDR3 1333166 2/36666 2/31333 1/310600 2/3DDR3 16002005800160012800DDR3 1866233 1/34.29933 1/31866 2/314933 1/3DDR3 2133266 2/33.751066 2/32133 1/317066 2/3DDR4DDR4 1600 2014 2005 8n 800 160012800 1.2/1.05 288 260 DDR4 1866233 1/34.29933 1/31866 2/314933 1/3DDR4 2133266 2/33.751066 2/32133 1/317066 2/3DDR4 24003003 1/31200240019200DDR4 2666333 1/331333 1/32666 2/321333 1/3DDR4 2933366 2/32.731466 2/32933 1/323466 2/3DDR4 32004002.51600320025600DDR5DDR5 32002020200516n16003200256001.1288262DDR5 36002254.441800360028800DDR5 400025042000400032000DDR5 48003003 1/32400480038400DDR5 5000312 1/23.22500500040000DDR5 51203203 1/82560512040960DDR5 5333333 1/332666 2/35333 1/342666 2/3DDR5 56003502.862800560044800DDR5 64004002.53200640051200DDR5 72004502.223600720057600

DDR SDRAM ұрпақтарының салыстыруы

Атауы Шығарылу жылы Чип Автобус кернеуі (В) Шындыққа дейін стандартты сағат жылдамдығы (МГц) Цикл уақыты (нс) Алдын ала алу сағат жылдамдығы (МГц) Ауыстыру жылдамдығы (МТ/с) Жарықтық ені (МБ/с) DIMM SO DIMM Micro DIMM
DDR 200 1998 100 2n 100 200 1600 2.5 184 200 172
DDR 266 133 7.5 133 266 2133 1/3
DDR 333 166 2/3 66 2/3 333 3266 6 2/3
DDR 400 200 5 200 400 3200 2.6
DDR2 400 2003 100 4n 200 400 3200 1.8 240 200 214
DDR2 533 133 1/3 7.5 266 2/3 533 1/3 4266 2/3
DDR2 667 166 2/3 633 3 1/3 666 2/3 533 1/3
DDR2 800 2005 400 800 6400
DDR2 1066 266 2/3 3.75 533 1/3 1066 2/3 8533 1/3
DDR3 800 2007 100 8n 400 800 6400 1.5/1.35 240 204 214
DDR3 1066 133 1/3 7.5 533 1/3 1066 2/3 8533 1/3
DDR3 1333 166 2/3 666 6 2/3 1333 1/3 10600 2/3
DDR3 1600 200 5 800 1600 12800
DDR3 1866 233 1/3 4.299 33 1/3 1866 2/3 14933 1/3
DDR3 2133 266 2/3 3.75 1066 2/3 2133 1/3 17066 2/3
DDR4 1600 2014 200 5 8n 800 1600 12800 1.2/1.05 288 260
DDR4 1866 233 1/3 4.299 33 1/3 1866 2/3 14933 1/3
DDR4 2133 266 2/3 3.75 1066 2/3 2133 1/3 17066 2/3
DDR4 2400 300 3 1/3 1200 2400 19200
DDR4 2666 333 1/3 3 133 3 1/3 2666 2/3 21333 1/3
DDR4 2933 366 2/3 2.73 1466 2/3 2933 1/3 23466 2/3
DDR4 3200 400 2.5 1600 3200 25600
DDR5 3200 2020 200 5 16n 1600 3200 25600 1.1 288 262
DDR5 3600 225 4.44 1800 3600 28800
DDR5 4000 250 4 2000 4000 32000
DDR5 4800 300 3 1/3 2400 4800 38400
DDR5 5000 312 1/2 3.2 2500 5000 40000
DDR5 5120 320 3 1/8 2560 5120 40960
DDR5 5333 333 1/3 3266 6 2/3 5333 1/3 42666 2/3
DDR5 5600 350 2.86 2800 5600 44800
DDR5 6400 400 2.5 3200 6400 51200
DDR5 7200 450 2.22 3600 7200 57600

Мобильді DDR

MDDR – кейбір кәсіпорындар Mobile DDR SDRAM жадын, яғни кейбір портативті электрондық құрылғыларда, мысалы ұялы телефондарда, қолға ұсталатын құрылғыларда және цифрлық аудио ойнатқыштарда қолданылатын жад түрін белгілеу үшін қолданатын аббревиатура. Mobile DDR төмендетілген кернеумен жұмыс істеу және жаңартудың жетілдірілген әдістері арқылы үлкен энергия тиімділігіне қол жеткізе алады.