DDR4與DDR3內(nèi)存的區(qū)別
如今DDR4已經(jīng)欲勢待發(fā),只是在等待相應(yīng)的主板與CPU上市了,那么相比DDR3,都有了哪些比較重要的改進(jìn)呢?下面學(xué)習(xí)啦小編就為大家詳細(xì)介紹一下吧,歡迎大家參考和學(xué)習(xí)。
DDR4內(nèi)存條的特點(diǎn):
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)4266MHz
3.DDR4內(nèi)存容量提升明顯,可達(dá)128GB
4.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于內(nèi)存的內(nèi)在改進(jìn)不會有太多的關(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、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,信號傳輸確保信號穩(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-DIMM DDR4內(nèi)存有256個(gè)觸點(diǎn),SO-DIMM DDR3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)存在PCB、長度和高度上,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Bank Group的設(shè)計(jì)。
Bank Group架構(gòu)又是怎樣的情況?具體來說就是每個(gè)Bank 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Bank Group分組,包括使用兩個(gè)或者四個(gè)可選擇的Bank Group分組,這將使得DDR4內(nèi)存的每個(gè)Bank Group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Bank Group,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Bank Group,則變相的預(yù)取值提高到了32n。
如果說Bank Group是DDR 4內(nèi)存帶寬提升的關(guān)鍵技術(shù)的話,那么點(diǎn)對點(diǎn)總線則是DDR4整個(gè)存儲系統(tǒng)的關(guān)鍵性設(shè)計(jì),對于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)對點(diǎn)技術(shù),這是DDR4整個(gè)存儲系統(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)對點(diǎn)相當(dāng)于一條主管道只對應(yīng)一個(gè)注水管,這樣設(shè)計(jì)的好處可以大大簡化內(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)就是擴(kuò)增DDR4容量的關(guān)鍵技術(shù)。
容量劇增 最高可達(dá)128GB
3DS(3-Dimensional Stack,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,目前常見的大容量內(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 ( Temperature Compensated Self-Refresh,溫度補(bǔ)償自刷新,主要用于降低存儲芯片在自刷新時(shí)消耗的功率)、TCARtemperature Compensated Auto Refresh,溫度補(bǔ)償自動刷新,和T CSE類似)、DBI(Data Bus Inversion,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,移動版的SO-DIMMD DR4的電壓還會降得更低。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。
人們對于DDR4的期望是相當(dāng)高的,對于它的上市已經(jīng)等待已久,不過要知道DDR3花了足足三年的時(shí)間才完成對DDR2的取代,而DDR4的野心卻是大多了,雖然要到今年底才會正式登場亮相,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ECC RDIMM,容量4GB、8GB、16GB,額定頻率也是2133MHz,電壓1.2,產(chǎn)品編號AD4R2133W4G15、AD4R2133Y8G15、AD4R2133Y16G15。
不過威剛表示,DDR4版本的ECC SO-DIMM、VLP RDIMM、LRDIMM等類型也都正在研發(fā)之中,很快就會陸續(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Haswell-EP Xeon E5-2600 v3。
至于消費(fèi)級的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Haswell-E,相信很快就會有新內(nèi)存跟上。
2400MHz DDR4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4Gb DDR4內(nèi)存顆粒,標(biāo)準(zhǔn)頻率為2133MHz,并特別與Intel合作,針對將在下半年發(fā)布的下一代服務(wù)器平臺Xeon E5-2600 v3進(jìn)行了優(yōu)化。
新平臺架構(gòu)基于22nm Haswell-EP,將取代去年9月份發(fā)布的Ivy Bridge-EP E5-2600 v2,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。美光稱,2400MHz DDR4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JEDEC DDR4標(biāo)準(zhǔn)的完整產(chǎn)品線,涵蓋RDIMM、LRDIMM、VLP RDIMM、UDIMM、SO-DIMM各種規(guī)格,ECC也可選有無,到今年第三季度初的時(shí)候還會增加NVDIMM。