Udviklingen af ​​hukommelsesmoduler

Staten for hukommelseschippen forblev i brug indtil de tidlige dage af de 286, hvilket udgjorde en praktisk hindring for udviklingen af ​​computere på grund af dens manglende evne til at blive adskilt og udskiftet. I betragtning af dette er hukommelsesmoduler dukket op. Lodning af hukommelseschippen på et forud designet trykt kredsløbskort, og brug også hukommelsespladser på computerens bundkort. Dette løser problemet med vanskelig installation og udskiftning af hukommelse fuldstændigt.
Før frigivelsen af ​​80286 bundkort blev hukommelsen ikke værdsat af verden. På det tidspunkt blev hukommelsen direkte fastgjort på bundkortet og havde en kapacitet på kun 64-256 KB. For de arbejdsprogrammer, der kører på pc'er på det tidspunkt, var ydelsen og kapaciteten af ​​denne type hukommelse tilstrækkelig til at imødekomme behandlingsbehovene for softwareprogrammer på det tidspunkt. Med fremkomsten af ​​softwareprogrammer og den nye generation 80286 hardwareplatform er der imidlertid blevet fremsat højere krav til hukommelsesydelse af programmer og hardware. For at forbedre hastigheden og udvide kapaciteten skal hukommelsen vises i en uafhængig emballageform og dermed føde begrebet "hukommelsesmodul".
Da 80286 -bundkortet først blev introduceret, brugte hukommelsesmodulet Single in Line Memory Modules (SIMM) -grænsefladen med en kapacitet på 30 pin og 256 kb. Det skal bestå af 8 databits og 1 kontrolsum for at danne en bank. Derfor bruges 30pin -simmen, vi ser, normalt med fire moduler sammen. Siden pc'en trådte ind på det civile marked i 1982, var 30pin SIMM -hukommelsen parret med 80286 -processoren pioneren inden for hukommelsesområdet.
Efterfølgende, fra 1988 til 1990, nåede PC -teknologi endnu en udviklingsspid, nemlig 386 og 486 ERA. På dette tidspunkt havde CPU'er allerede udviklet sig mod 16 bit, så 30 pin SIMM -hukommelse kunne ikke længere imødekomme efterspørgslen. Dens lavere hukommelsesbåndbredde var blevet en presserende flaskehals, der skulle løses. Derfor optrådte 72 PIN SIMM -hukommelse på dette tidspunkt, der understøttede 32- bit hurtig side -tilstand hukommelse og i høj grad øget hukommelsesbåndbredde. Den enkelte kapacitet på 72 pin SIMM -hukommelse er generelt 512 kb til 2MB, og kun to skal bruges samtidig. På grund af sin inkompatibilitet med 30pin SIMM -hukommelse, eliminerede pc -industrien beslutsomt 30pin SIMM -hukommelse på dette tidspunkt.
Edo DRAM (udvidet dato ud RAM) hukommelse, som var et populært hukommelsesmodul mellem 1991 og 1995, svarer meget til FP DRAM. Det eliminerer tidsintervallet mellem de to lagringscyklusser med udvidet dataudgangshukommelse og overførselshukommelse og får adgang til den næste side, mens du sender data til CPU'en. Derfor er dens hastighed 15-30% hurtigere end almindelig dram. Arbejdsspændingen er generelt 5V, båndbredden er 32- bit, og hastigheden er over 40ns. Det blev hovedsageligt brugt på 486 og tidlige Pentium -computere på det tidspunkt.
Fra 1991 til 1995 var vi vidne til en akavet situation, hvor udviklingen af ​​hukommelsesteknologi var relativt langsom og næsten stillestående. Derfor så vi sameksistensen af ​​72 pin og 168 pin Edo Ram på dette tidspunkt. Faktisk hører Edo Memory også til kategorien 72 PIN SIMM -hukommelse, men den vedtager en helt ny adresseringsmetode. Edo har foretaget gennembrud i omkostninger og kapacitet, og med den hurtige udvikling af fremstillingsprocesser er kapaciteten af ​​en enkelt EDO -hukommelse nu nået 4-16 MB. På grund af det faktum, at databusbredden på Pentium og CPU'er på højere niveau er 64 bit eller endnu højere, skal både Edo RAM og FPM RAM bruges parvis.
SDRAM ERA
Efter udgivelsen af ​​Intel Celeron -serien, AMD K6 -processorer og relaterede bundkortchipsæt, kan Edo Dram Memory Performance ikke længere imødekomme behovene. Hukommelsesteknologi skal innoveres grundigt for at imødekomme kravene i den nye generation af CPU -arkitektur. På dette tidspunkt begyndte hukommelsen at komme ind i den klassiske SDRAM -æra.
Den første generation af SDRAM -hukommelse var baseret på PC66 -specifikationen, men snart på grund af frekvensvridten mellem Intel og AMD blev CPU -eksterne frekvensen forøget til 100 MHz, så PC66 -hukommelsen blev hurtigt erstattet af PC100 -hukommelsen. Med fremkomsten af ​​PIII og K7 -ERA ved 133 MHz ekstern frekvens forbedrede PC133 -specifikationen yderligere den samlede ydelse af SDRAM på samme måde, med båndbredde steg til over 1 GB/sek. På grund af den 64 bit båndbredde af SDRAM, der svarer til 64 bit databusbredden på CPU'en, kræver det kun, at en hukommelse fungerer, hvilket forbedrer bekvemmeligheden yderligere. Med hensyn til ydeevne på grund af dets input- og outputsignaler, der synkroniseres med den ydre frekvens af systemet, overstiger dens hastighed markant af EDO -hukommelsen.
Det kan ikke nægtes, at SDRAM -hukommelse har udviklet sig fra de tidlige 66MHz til 100 MHz og 133MHz. Selvom det ikke har løst det flaskehals -problem med hukommelsesbåndbredde fuldstændigt, er CPU -overclocking blevet et evigt emne for DIY -brugere. Derfor overklokker mange brugere mærket PC100 -hukommelse til 133MHz for at opnå CPU -overklokkesucces. Det er værd at nævne, at nogle PC150 og PC166 standardhukommelse for at lette behovene hos nogle overklokkende brugere, nogle PC150 og PC166 -standardhukommelsen.
Selvom båndbredden af ​​SDRAM PC133 -hukommelsen kan øges til 1064MB/s, kombineret med Intels seneste Pentium 4 -plan, kan SDRAM PC133 -hukommelse ikke imødekomme fremtidige udviklingsbehov. På dette tidspunkt gik Intel, for at opnå markedsdominans, sammen med Rambus for at fremme Rambus Dram -hukommelse (kendt som RDRAM -hukommelse) på pc -markedet. I modsætning til SDRAM vedtager den en ny generation af højhastigheds enkel hukommelsesarkitektur baseret på en type RISC (reduceret instruktionssæt computing) teori, som kan reducere datakompleksiteten og forbedre den samlede systemydelse.
I konkurrencen mellem AMD og Intel er dette æraen med frekvenskonkurrence, så CPU -urhastigheden øges konstant. Intel har lanceret højfrekvent Pentium III og Pentium 4-processorer for at overgå AMD. Derfor ses Rambus Dram -hukommelse af Intel som dens fremtidige konkurrencedygtige morder. Rambus Dram Memory forenkler datavolumen for hver urcyklus med høj urfrekvens, så hukommelsesbåndbredden er ganske fremragende. For eksempel kan pc'en 1066 1066 MHz 32- bit båndbredde nå 4,2 g byte/sek, og Rambus DRAM blev engang betragtet som et perfekt match til Pentium 4.
På trods af dette blev Rambus RDRAM -hukommelsen imidlertid ikke født på det rigtige tidspunkt og måtte stadig "plyndres" af DDR med højere hastighed. På det tidspunkt blev Rambus RDRAM -hukommelsen på PC600 og PC700 overskygget af Intel 820 -chipset "fejlbegivenhed", og PC800 Rambus RDRAM var for dyr til at få støtte fra Pentium 4 -platformen. Forskellige problemer fik Rambus Rdram til at være dødfødt. Rambus havde håbet på PC166 standard RDRAM med højere frekvens for at vende tidevandet, men i sidste ende bukket under for DDR -hukommelsen.
DDR ERA
DDR SDRAM (Dual DataRate SDRAM), også kendt som Double Rate SDRAM, er en opgraderet version af SDRAM. DDR overfører data en gang på de stigende og faldende kanter af ursignalet, hvilket gør dens dataoverførselshastighed dobbelt så stor som for traditionel SDRAM. På grund af overdreven brug af faldende kantsignaler resulterer det ikke i en stigning i energiforbruget. Hvad angår adresserings- og kontrolsignaler, er de de samme som traditionelle SDRAM, der kun transmitteres på urets stigende kant.
DDR -hukommelse er en kompromisløsning mellem ydeevne og omkostninger, der sigter mod hurtigt at etablere et solidt markedsplads, gradvist fremskridt i frekvens og i sidste ende kompensere for manglen på hukommelsesbåndbredde. Den første generation af DDR200 -specifikation blev ikke bredt vedtaget, og den anden generation af PC266 DDR SRAM (133MHz ur x 2x dataoverførsel =266 MHz båndbredde) blev afledt af PC133 SDRAM -hukommelse, som bragte DDR -hukommelse til den første top. Derudover bruger mange Celeron og AMD K7 -processorer DDR266 -specifikationshukommelse, og dens senere DDR333 -hukommelse er også en overgang. DDR400 -hukommelse er blevet mainstream -platformindstillingen, og DDR400 -hukommelsen med dobbelt kanal er blevet den grundlæggende standard for 800FSB -processorer. Den efterfølgende DDR533 -specifikation er blevet valget af overclocking -brugere.
DDR2 ERA
DDR2 (Double Data Rate 2) SDRAM er en ny generation af hukommelsesteknologi udviklet af JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council). Den største forskel mellem DDR2 og den forrige generations DDR -hukommelsestandard er, at selv om begge bruger den grundlæggende metode til dataoverførsel samtidig med urforhøjde/efterårsforsinkelse, har DDR2 -hukommelsen dobbelt så lang tid har den foregående generations DDR -hukommelse (dvs. 4- bit data læst før hentning). Med andre ord kan DDR2 -hukommelse læse/skrive data 4 gange hastigheden på den eksterne bus pr. Ur og kan køre 4 gange hastigheden på den interne kontrolbus.
På grund af DDR2-standarden pakkes alle DDR2-erindringer desuden i FBGA, som er forskellig fra den vidt anvendte TSOP/TSOP-II-emballage. FBGA -emballage kan give bedre elektrisk ydeevne og varmeafledning, hvilket giver et solidt fundament for den stabile drift og den fremtidige frekvensudvikling af DDR2 -hukommelsen. Når man ser tilbage på DDR's udviklingshistorie, fra den første generations anvendelse af DDR200 til personlige computere, gennem DDR266, DDR333 til dobel -kanal DDR400 -teknologi, har udviklingen af ​​den første generation DDR også nået teknologiens grænse, og det er vanskeligt at forbedre hukommelseshastigheden gennem konventionelle metoder; Med udviklingen af ​​Intels seneste processorteknologi øges efterspørgslen efter hukommelsesbåndbredde i front-end-bussen, og DDR2-hukommelsen med højere og mere stabil driftsfrekvens vil være tendensen.
Efterhånden som CPU -ydelsen fortsætter med at forbedre, opgraderer vores krav til hukommelsesydelse også gradvist. Det kan ikke nægtes, at DDR, der udelukkende er afhængig af en højfrekvent båndbreddeforbedring, til sidst kommer til kort. Derfor har JEDEC -organisationen brygget DDR2 -standarden i lang tid, og med støtte fra nye platforme som LGA775 -interface 915/925 og den seneste 945 til DDR2 -hukommelse vil DDR2 -hukommelse begynde at udforske hukommelsesområdet.
DDR2 kan tilvejebringe en minimum båndbredde på 4 0 0MB/s pr. Pin baseret på en transmissionsfrekvens på 100 MHz, og dens grænseflade fungerer ved en spænding på 1,8 V, hvilket yderligere reducerer varmelegering og stigende frekvens. Derudover vil DDR2 inkorporere nye præstationsindikatorer såsom CAS, OCD, ODT og afbryde instruktioner for at forbedre udnyttelsen af ​​hukommelsesbåndbredde. I henhold til DDR2 -standarden, der er skitseret af JEDEC -arrangører, vil DDR2 -hukommelse til markeder såsom PCS have forskellige urfrekvenser såsom 400, 533 og 667MHz. High end DDR2 -hukommelsen har to frekvenser på 800 og 1000 MHz. DDR-II-hukommelse pakkes i FBGA med 200-, 220- og 240 pin-konfigurationer. Den indledende DDR2 -hukommelse produceres ved hjælp af en 0. 13- mikron fremstillingsproces, med hukommelsespartikler, der har en spænding på 1,8 V og en kapacitetstæthed på 512 MB.
Der er ingen tvivl om, at hukommelsesteknologi vil være populær i 2005, og statisk hukommelse repræsenteret af SDRAM vil ikke blive populariseret inden for fem år. QBM og RDRAM -hukommelse er heller ikke i stand til at vende deres tilbagegang, så sameksistensen af ​​DDR og DDR2 vil være en uundgåelig kendsgerning.
Foruden pc -133 er VCM (Virxual Channel Memory) også et vigtigt medlem af efterfølgeren til PC -100. VCM, også kendt som Virtual Channel Memory, er en hukommelsesstandard understøttet af de fleste nyere chipsæt. VCM-hukommelse fremstilles hovedsageligt baseret på en "cache-dram" -teknologi udviklet af NEC, der integrerer "Channel Cache" og er konfigureret og kontrolleret af højhastighedsregistre. Mens han opnåede højhastighedsdatatransmission, opretholder VCM også høj kompatibilitet med traditionel SDRAM, så VCM-hukommelse kaldes ofte VCM SDRAM. Forskellen mellem VCM og SDRAM er, at uanset om dataene er blevet behandlet af CPU'en eller ej, kan de første gang overdrages til VCM til behandling, mens almindelig SDRAM kun kan behandle data behandlet af CPU'en. Derfor behandler VCM data mere end 20% hurtigere end SDRAM. Der er mange chipsæt, der kan understøtte VCM SDRAM, herunder Intels 815E, Via's 694X, og så videre.
RDRAM
Efter Intel lancerede pc'en -100 på grund af teknologiske fremskridt var 800 MB/s båndbredde af pc -100 hukommelsen ikke længere tilstrækkelig til at imødekomme efterspørgslen, mens båndbreddeforbedringen af ​​pc -133 ikke var signifikant (1064 MB/s), som heller ikke kunne imødekomme fremtidige udviklingsbehov. For at nå målet om at monopolisere markedet har Intel samarbejdet med Rambus for at fremme Rambus Dram (DirectRambus Dram) på pc -markedet, som vist i figur 4-3.
Rambus Dram er en hukommelsesspecifikation, der først foreslås af Rambus, der vedtager en ny generation af højhastigheds- og enkel hukommelsesarkitektur for at reducere datakompleksiteten og forbedre den samlede systemydelse. Rambus bruger en 400 MHz 16 bit bus, der kan transmittere data samtidigt på de stigende og faldende kanter inden for en urcyklus. Dens faktiske hastighed er 400MHz × 2=800 MHz, og dens teoretiske båndbredde er (16bit × 2 × 400MHz/8) 1,6 GB/s, som er dobbelt så stor som PC -100. Derudover kan Rambus også gemme 9 bytes, hvor den ekstra bit er en reserveret bit, der kan bruges som en ECC (Erroi · kontrol og korrektion) kontrolsum i fremtiden. Rambus -uret kan nå op til 400 MHz, og kun 30 kobberledninger bruges til at forbinde hukommelsescontrolleren og RIMM (Rambus Inline Memory Modules). Reduktion af længden og mængden af ​​kobberledninger kan reducere elektromagnetisk interferens i datatransmission, hvilket hurtigt øger hukommelsesfrekvensen for hukommelsen. Ved høje frekvenser vil den varme, den udsender, bestemt stige, så den første Rambus-hukommelse har endda brug for at komme med en indbygget køleventilator.
DDR3 ERA
Sammenlignet med DDR2 har DDR3 en lavere driftsspænding, der falder fra 1,8V til 1,5V, hvilket resulterer i bedre ydelse og større strømbesparelser; Opgrader 4- bit læst foran DDR2 til 8- bit læst foran. DDR3 kan nå en maksimal hastighed på 2400 MHz, og da den hurtigste DDR2 -hukommelseshastighed er øget til 800 MHz/1066MHz, vil den første batch af DDR3 -hukommelsesmoduler hoppe fra 800 MHz. På Computex -udstillingen så vi flere hukommelsesproducenter, der viste 1333MHz DDR3 -moduler.
DDR3 vedtager et nyt design baseret på DDR2:
1,8bit forudgående design, mens DDR2 bruger 4- bit forudindtastning, så frekvensen af ​​DRAM -kernen er kun 1/8 af grænsefladefrekvensen, og kerneoperationsfrekvensen for DDR 3-800 er kun 100 MHz.
2. Vedtag en point-to-point topologiske arkitektur for at lindre byrden på adresse/kommando- og kontrolbusser.
3. Vedtagelse af en produktionsproces under 100NM reduceres arbejdsspændingen fra 1,8V til 1,5V, og asynkron nulstilling og ZQ -kalibreringsfunktioner tilføjes.
DDR4 ERA
DDR4 -hukommelse har to specifikationer. Overførselshastigheden for DDR4 -hukommelse ved hjælp af en -sluttet signalsignal er blevet bekræftet at være 1. 6-3. 2Gbps, mens DDR4 -hukommelse baseret på differentiel signaleringsteknologi kan opnå en overførselshastighed på 6,4 Gbps. På grund af umuligheden ved at implementere to grænseflader gennem en enkelt DRAM, vil DDR4 -hukommelse have to specifikationer baseret på traditionelle SE -signaler og differentielle signaler samtidigt.
I henhold til flere fagfolk inden for halvlederindustrien vil DDR4 -hukommelsen være en kombination af en -sluttet signalering (traditionelt SE -signal) og differentiel signalering (differentiel signalteknologi). Det forventes, at disse to standarder vil introducere forskellige chipprodukter, så i DDR4 -hukommelses -æraen vil vi se to uforenelige hukommelsesprodukter.