DDR的前世今生

旧时模样 提交于 2020-02-08 06:21:55
RAM、SRAM、DRAM、SDRAM、DDR SDRAM的演变

ROM和RAM指的都是半导体存储器, ROM是Read Only Memory的缩写,即只读存储器,是一种只能读出事先所存数据的固态半导体存储器,其特性是一旦储存资料就无法再将其改变或删除,资料并不会因为电源关闭而消失。
RAM是Random Access Memory的缩写 ,即随机存储器 ,随机是指数据不是线性依次存储,可以以任何顺序访问,而不管前一次访问的是哪一个位置。ROM在系统停止供电的时候仍然可以保持数据,而RAM在掉电之后就会丢失数据。

RAM又分两大类,一种为SRAM (Static RAM,静态RAM),是一种具有静止存取功能的内存,不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据,也就是说加电情况下,不需要刷新,数据不会丢失。SRAM是早期读写最快的存储设备,但也有其缺点,即它的集成度较低,相同容量的内存需要很大的体积,功耗也大;同时它也非常昂贵,所以只在要求很苛刻的地方使用,譬如CPU的一级缓存,二级缓存。

另一种为DRAM (Dynamic RAM,动态RAM), DRAM 只能将数据保持很短的时间,为了保持数据,DRAM使用电容存储,所以必须隔一段时间刷新一次,如果存储单元没有被刷新的话,存储的信息就会丢失;它的速度也比SRAM慢,不过它还是比任何的ROM都要快,但价格上DRAM比SRAM要便宜,计算机内存就是DRAM的。

SDRAM (Synchronous DRAM,同步动态随机存储器) , 又是在DRAM的基础上发展而来,同时也属于DRAM中的一种。同步是指内存工作需要同步时钟,内部命令的发送与数据的传输都以它为基准。

DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM,双倍数据率SDRAM ) ,又是在SDRAM的基础上发展而来,它的不同之处在于它可以在一个时钟读写两次数据,这样就使得数据传输速度加倍了。这是目前电脑中用得最多的内存,而且它有着成本优势。

LPDDR SDRAM(Low Power Double Data Rate SDRAM),是DDR SDRAM的一种,又称为 mDDR(Mobile DDR SDRAM),是美国JEDEC固态技术协会(JEDEC Solid State Technology Association)面向低功耗内存而制定的通信标准,以低功耗和小体积著称,专门用于移动式电子产品。

我们现在使用的DDR SDRAM其实就是属于DRAM的一种,严格的说DDR应该叫DDR SDRAM,人们习惯称为DDR,一些内存颗粒的厂家通常会把DDR SDRAM划分到DRAM分类里面。
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DDR还会根据它的不同应用分成其他的类型,如GDDR主要用于图形处理,LPDDR主要用于低功耗等移动消费性电子,但万变不离其宗,他们都是基于DDR的一些原理演变而来。
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参考:http://www.edadoc.com/cn/TechnicalArticle/Show.aspx?id=943

2017年3月,JEDEC协会宣布将在2018年正式发布DDR5的技术规范。目前,DDR5的规范制定已经到0.5版本,会在DDR4的基础上数据速率和密度再翻一倍,单颗粒容量可达32Gb,并预计会在2020年开始商用。

GDDR(Graphics Double Data Rate),是用于显示的RAM技术,其特点是高带宽、高延时。GDDR5技术实际来源于DDR3,只不过降低了电压,减少了位宽(但支持更多Channel),通过数据编码和读写线分开提高了数据速率(3G~6GT/s)。
从数据速率上来说,GDDR更高,适合显示图像这种需要大数据量传输而对时延不太敏感的场合;而DDR技术由于延时小,所以更适合于CPU这种数据随机读取的场合。

很多人会把DDR5和显卡上使用的GDDR5技术混淆,实际上两者应用场合不一样,下面这张图展示了三种主流内存技术(DDR、GDDR、LPDDR)的速度对比与应用。
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LPDDR5,5G时代手机的内存标准
  • 多车道Bank Group架构
    LPDDR4x仅支持Single Bank Group,而LPDDR5支持多Bank Group模式,相当于数据传输从单车道变为多车道,增加更多的并行数据通路,提升数据传输带宽。

  • 速率跨越式升级最多可达50%性能提升
    得益于多Bank Group模式,与上代LPDDR4x相比,LPDDR5的数据传输速率从4266Mbps提升至5500Mbps,传输带宽从34GB/s提升到44GB/s,这是目前最高速率的内存规格,未来这一速率还会提升到6400Mbps,带宽提升到51.2GB/s,提升50%之多。

  • 超低功耗
    LPDDR5内部有三组电压
    VDD1/VDD2/VDDQ
    其中VDD2又分为VDD2H和VDD2L
    VDD1和VDD2属于Core电源
    VDDQ属于I/O接口电源
    相比LPDDR4X,LPDDR5的VDD2H由1.1V降至1.05V
    VDDQ由0.6V降至0.5V
    另外还有新加入的DVFSC和DVFSQ功能
    可在低速工作时切换至更低的0.9V和0.3V电压
    进一步降低功耗。
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    内存的逻辑bank和物理bank参考https://blog.csdn.net/jiajinkui1988/article/details/101904740

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