Dezvoltarea modulelor de memorie

Starea cipului de memorie a rămas utilizată până în primele zile ale celor 286, ceea ce a reprezentat un obstacol practic pentru dezvoltarea computerelor datorită incapacității sale de a fi dezasamblat și înlocuit. Având în vedere acest lucru, au apărut module de memorie. Lipiți cipul de memorie pe o placă de circuit imprimat pre -proiectat și, de asemenea, folosiți sloturi de memorie pe placa de bază a computerului. Acest lucru rezolvă complet problema instalării dificile și înlocuirea memoriei.
Înainte de lansarea plăcii de bază 80286, memoria nu era apreciată de lume. În acel moment, memoria era direct fixată pe placa de bază și avea o capacitate de doar 64-256 kb. Pentru programele de lucru care rulează pe PC -uri la acel moment, performanța și capacitatea acestui tip de memorie au fost suficiente pentru a răspunde nevoilor de procesare ale programelor software la acel moment. Cu toate acestea, odată cu apariția programelor software și a platformei hardware pentru noua generație 80286, cerințe mai mari pentru performanța memoriei au fost prezentate de programe și hardware. Pentru a îmbunătăți viteza și a extinde capacitatea, memoria trebuie să apară într -o formă de ambalare independentă, dând astfel naștere conceptului de „modul de memorie”.
Când a fost introdusă prima dată placa de bază 80286, modulul de memorie a folosit interfața single în module de memorie linie (SIMM) cu o capacitate de 30pin și 256KB. Trebuie să fie format din 8 biți de date și 1 sumă de control pentru a forma o bancă. Prin urmare, SIMM de 30 pin pe care îl vedem este de obicei utilizat cu patru module împreună. De când PC -ul a intrat pe piața civilă în 1982, memoria SIMM 30pin împerecheată cu procesorul 80286 a fost pionierul în domeniul memoriei.
Ulterior, din 1988 până în 1990, tehnologia PC a atins un alt vârf de dezvoltare, și anume ERA 386 și 486. În acest moment, procesoarele s -a dezvoltat deja spre 16 biți, astfel încât memoria Simm cu 30 de pini nu mai putea satisface cererea. Lățimea sa de bandă mai mică de memorie devenise un blocaj urgent pentru a fi rezolvat. Prin urmare, în acest moment a apărut 72 de pini de memorie SIMM, care a acceptat {32- Bit Fast Page Mode Memory și a crescut mult lățimea de bandă a memoriei. Capacitatea unică de memorie SIMM de 72 pini este, în general, de 512KB la 2 MB și doar două trebuie să fie utilizate simultan. Datorită incompatibilității sale cu memoria SIMM 30pin, industria PC a eliminat în mod decisiv memoria SIMM 30pin în acest moment.
Memoria Edo Dram (Date Out Out Out), care a fost un modul popular de memorie între 1991 și 1995, este extrem de asemănătoare cu FP DRAM. Elimină intervalul de timp dintre cele două cicluri de stocare ale memoriei de ieșire a datelor extinse și memoria de transfer și accesează pagina următoare în timp ce trimite date către CPU. Prin urmare, viteza sa este 15-30% mai rapidă decât DRAM -ul obișnuit. Tensiunea de lucru este, în general, 5V, lățimea de bandă este 32- bit, iar viteza este peste 40ns. Acesta a fost utilizat în principal pe calculatoarele de pentium 486 și timpurii la acea vreme.
Din 1991 până în 1995, am asistat la o situație penibilă în care dezvoltarea tehnologiei de memorie a fost relativ lentă și aproape stagnantă. Prin urmare, am văzut în acest moment coexistența a 72 de pini și 168 pini RAM. De fapt, memoria Edo aparține și categoriei de 72 de pini SIMM Memory, dar adoptă o metodă de adresare complet nouă. EDO a făcut descoperiri în costuri și capacitate, iar odată cu dezvoltarea rapidă a proceselor de fabricație, capacitatea unei memorii EDO unice a ajuns acum 4-16 MB. Datorită faptului că lățimea autobuzului de date a pentiumului și a procesoarelor de nivel superior este de 64 de biți sau chiar mai mare, atât RAM EDO, cât și RAM FPM trebuie utilizate în perechi.
ERA SDRAM
După lansarea seriei Intel Celeron, procesoare AMD K6 și chipset -uri de placă de bază conexe, Edo Dram Memory Performance nu mai poate satisface nevoile. Tehnologia memoriei trebuie să fie complet inovată pentru a răspunde cerințelor arhitecturii CPU de nouă generație. În acest moment, memoria a început să intre în epoca clasică a SDRAM.
Prima generație de memorie SDRAM s -a bazat pe specificația PC66, dar în curând din cauza litigiului de frecvență dintre Intel și AMD, frecvența externă a procesorului a fost crescută la 100 MHz, astfel încât memoria PC66 a fost înlocuită rapid cu memoria PC100. Odată cu apariția PIII și K7 ERA la frecvența externă de 133 MHz, specificația PC133 a îmbunătățit în continuare performanța generală a SDRAM în același mod, cu lățimea de bandă a crescut la peste 1 GB/sec. Datorită lățimii de bandă de 64 de biți a SDRAM, care corespunde lățimii autobuzului de date pe 64 de biți a CPU, necesită doar o memorie pentru a funcționa, îmbunătățind în continuare comoditatea. În ceea ce privește performanța, datorită faptului că semnalele sale de intrare și ieșire sunt sincronizate cu frecvența externă a sistemului, viteza sa o depășește semnificativ pe cea a memoriei EDO.
Nu se poate refuza faptul că memoria SDRAM a evoluat de la începutul 66MHz la 100 MHz și 133MHz. Deși nu a rezolvat complet problema blocajului de lățime de bandă a memoriei, Overclocking -ul CPU a devenit un subiect etern pentru utilizatorii de bricolaj. Prin urmare, mulți utilizatori au overclockat memoria PC100 la 133MHz pentru a obține succesul de overclocking al procesorului. De menționat este faptul că, pentru a facilita nevoile unor utilizatori de overclocking, unele memorie standard PC150 și PC166 au apărut pe piață.
Deși lățimea de bandă a memoriei SDRAM PC133 poate fi crescută la 1064MB/s, cuplată cu cel mai recent plan Pentium 4 al Intel, memoria SDRAM PC133 nu poate satisface nevoile viitoare de dezvoltare. În acest moment, Intel, pentru a obține dominanța pieței, a unit forțele cu Rambus pentru a promova memoria lui Rambus Dram (cunoscută sub numele de RDRAM Memory) pe piața PC -urilor. Spre deosebire de SDRAM, adoptă o nouă generație de arhitectură simplă de memorie de mare viteză bazată pe un tip de teorie RISC (set de instrucțiuni reduse), care poate reduce complexitatea datelor și poate îmbunătăți performanța generală a sistemului.
În competiția dintre AMD și Intel, aceasta este epoca concurenței de frecvență, astfel încât viteza ceasului procesorului este în continuă creștere. Intel a lansat procesoare Pentium III și Pentium 4 de înaltă frecvență pentru a depăși AMD. Prin urmare, memoria lui Rambus Dram este văzută de Intel ca fiind viitorul său criminal competitiv. Rambus Dram Memory simplifică volumul de date al fiecărui ciclu de ceas cu o frecvență de ceas ridicată, astfel încât lățimea de bandă a memoriei este destul de excelentă. De exemplu, PC -ul 1066 1066 MHZ 32- lățimea de bandă a bitului poate ajunge la 4.2g byte/sec, iar Rambus Dram a fost considerat cândva o potrivire perfectă pentru Pentium 4.
Cu toate acestea, în ciuda acestui fapt, memoria RDRAM Rambus nu s -a născut la momentul potrivit și a trebuit să fie „jefuit” de DDR cu viteză mai mare. La acea vreme, memoria RDRAM RAMBUS a PC600 și PC700 a fost umbrită de „Efectuarea” chipsetului Intel 820, iar RDRAM PC800 RDRAM a fost prea scump pentru a obține suportul platformei Pentium 4. Diverse probleme au făcut ca RDRAM -ul Rambus să fie născut. Rambus sperase la RDRAM standard PC166 cu o frecvență mai mare pentru a transforma valul, dar în cele din urmă a cedat la memoria DDR.
ERA DDR
DDR SDRAM (Dual Datarate SDRAM), cunoscut și sub denumirea de SDRAM cu rată dublă, este o versiune modernizată a SDRAM. DDR transferă date o dată pe marginile în creștere și în cădere a semnalului ceasului, ceea ce face ca viteza de transfer de date să fie de două ori mai mare decât a SDRAM -ului tradițional. Datorită utilizării excesive a semnalelor de margine în scădere, nu duce la o creștere a consumului de energie. În ceea ce privește semnalele de adresare și control, acestea sunt aceleași cu SDRAM -ul tradițional, transmis doar pe marginea în creștere a ceasului.
Memoria DDR este o soluție de compromis între performanță și cost, care vizează stabilirea rapidă a unui spațiu solid de piață, avansând treptat în frecvență și, în final, compensând lipsa lățimii de bandă a memoriei. Specificația DDR200 de prima generație nu a fost adoptată pe scară largă, iar a doua generație PC266 DDR SRAM (133MHz Clock X 2x Transfer de date =266 MHz lățime de bandă) a fost derivată din memoria SDRAM PC133, care a adus memoria DDR în primul vârf. În plus, multe procesoare Celeron și AMD K7 folosesc memoria de specificații DDR266, iar memoria sa DDR333 ulterioară este, de asemenea, o tranziție. Memoria DDR400 a devenit opțiunea de platformă mainstream, iar memoria Dual Channel DDR400 a devenit standardul de bază pentru procesoarele 800FSB. Specificația ulterioară DDR533 a devenit alegerea utilizatorilor de overclocking.
ERA DDR2
DDR2 (rata de date dublă 2) SDRAM este un standard de tehnologie de memorie de nouă generație dezvoltat de JEDEC (Consiliul de inginerie a dispozitivelor de electroni). Cea mai mare diferență între DDR2 și standardul de tehnologie de memorie DDR a generației anterioare este că, deși ambele folosesc metoda de bază de transfer de date simultan cu creșterea ceasului/întârzierea de cădere, memoria DDR2 are de două ori capacitatea de citire pre -citire a memoriei DDR de generație anterioară (adică 4- datele de biți de citire înainte de preluare). Cu alte cuvinte, memoria DDR2 poate citi/scrie date de 4 ori mai mare decât viteza autobuzului extern pe ceas și poate rula de 4 ori mai mare decât viteza autobuzului de control intern.
În plus, datorită standardului DDR2, toate amintirile DDR2 sunt ambalate în FBGA, care este diferită de ambalajul TSOP/TSOP-II utilizat pe scară largă. Ambalajul FBGA poate oferi o performanță electrică mai bună și disiparea căldurii, oferind o bază solidă pentru funcționarea stabilă și dezvoltarea viitoare a frecvenței memoriei DDR2. Privind înapoi la istoricul de dezvoltare al DDR, de la aplicarea primei generații a DDR200 până la calculatoarele personale, prin DDR266, DDR333 până la tehnologia DDR400 DDR400, dezvoltarea DDR a primei generații a atins și limita tehnologiei și este dificil să îmbunătățească viteza de lucru a memoriei prin metode convenționale; Odată cu dezvoltarea celei mai recente tehnologii de procesor Intel, cererea de lățime de bandă a memoriei în autobuzul front-end este în creștere, iar memoria DDR2 cu o frecvență de operare mai mare și mai stabilă va fi tendința.
Pe măsură ce performanța CPU continuă să se îmbunătățească, cerințele noastre pentru performanța memoriei sunt de asemenea modernizate treptat. Nu se poate refuza faptul că DDR, care se bazează exclusiv pe îmbunătățirea lățimii de bandă de înaltă frecvență, va scădea în cele din urmă. Prin urmare, organizația JEDEC a preluat standardul DDR2 de mult timp și cu sprijinul noilor platforme precum LGA775 Interfața 915/925 și cele mai recente 945 pentru memoria DDR2, memoria DDR2 va începe să exploreze câmpul memoriei.
DDR2 poate oferi o lățime de bandă minimă de 4 0 0MB/s pe pin bazată pe o frecvență de transmisie de 100 MHz, iar interfața sa va funcționa la o tensiune de 1,8V, reducând în continuare generarea de căldură și creșterea frecvenței. În plus, DDR2 va încorpora noi indicatori de performanță, cum ar fi instrucțiuni CAS, TOC, ODT și întrerupere pentru a îmbunătăți utilizarea lățimii de bandă a memoriei. Conform standardului DDR2 prezentat de organizatorii JEDEC, memoria DDR2 pentru piețe precum PCS va avea frecvențe de ceas diferite, cum ar fi 400, 533 și 667MHz. Memoria DDR2 de înaltă calitate va avea două frecvențe de 800 și 1000 MHz. Memoria DDR-II va fi ambalată în FBGA cu 200-, 220- și 240 de configurații PIN. Memoria inițială DDR2 va fi produsă folosind un proces 0. 13- micron, particule de memorie având o tensiune de 1,8V și o densitate de capacitate de 512 MB.
Nu există nici o îndoială că tehnologia memoriei va fi populară în 2005, iar memoria statică reprezentată de SDRAM nu va fi popularizată în termen de cinci ani. Memoria QBM și RDRAM nu pot, de asemenea, să le inverseze declinul, astfel încât coexistența DDR și DDR2 va fi un fapt inevitabil.
Pe lângă PC -133, vcm (memoria canalului virxual) este, de asemenea, un membru important al succesorului PC -100. VCM, cunoscută și sub denumirea de memorie a canalului virtual, este un standard de memorie acceptat de majoritatea chipset -urilor mai noi. Memoria VCM este fabricată în principal pe baza unei tehnologii „DRAM în cache” dezvoltată de NEC, care integrează „cache-ul canalului” și este configurată și controlată de registre de mare viteză. În timp ce obținerea transmisiei de date de mare viteză, VCM menține, de asemenea, o compatibilitate ridicată cu SDRAM-ul tradițional, astfel încât memoria VCM este denumită în mod obișnuit ca VCM SDRAM. Diferența dintre VCM și SDRAM este că, indiferent dacă datele au fost procesate de către CPU sau nu, acestea pot fi predate mai întâi VCM pentru procesare, în timp ce SDRAM obișnuit poate prelucra datele prelucrate doar de CPU. Prin urmare, VCM procesează date cu mai mult de 20% mai rapid decât SDRAM. Există multe chipset -uri care pot suporta VCM SDRAM, inclusiv Intel's 815E, VIA 694X și așa mai departe.
Rdram
După ce Intel a lansat PC -100, din cauza progreselor tehnologice, lățimea de bandă de 800MB/s de PC -100 nu mai era suficientă pentru a răspunde cererii, în timp ce îmbunătățirea lățimii de bandă a PC -133 nu a fost semnificativă (1064MB/s), care, de asemenea, nu poate satisface nevoile viitoare pentru dezvoltare. Pentru a atinge obiectivul monopolizării pieței, Intel s -a asociat cu Rambus pentru a promova Rambus Dram (Directrambus Dram) pe piața PC -ului, așa cum se arată în figura 4-3.
Rambus DRAM este o specificație de memorie propusă pentru prima dată de Rambus, care adoptă o nouă generație de arhitectură de memorie de mare viteză și simplă pentru a reduce complexitatea datelor și pentru a îmbunătăți performanța generală a sistemului. Rambus folosește un autobuz de 16 biți de 400 MHz, care poate transmite date simultan pe marginile în creștere și cădere într -un ciclu de ceas. Viteza sa reală este de 400MHz × 2=800 MHz, iar lățimea sa de bandă teoretică este (16 biți × 2 × 400MHz/8) 1,6 GB/s, care este de două ori mai mare decât PC -100. În plus, Rambus poate stoca și 9 octeți, bitul suplimentar fiind un bit rezervat care poate fi utilizat ca ECC (erroi · verificare și corectare) suma de control în viitor. Ceasul Rambus poate ajunge până la 400 MHz și doar 30 de fire de cupru sunt utilizate pentru a conecta controlerul de memorie și RIMM (modulele de memorie RAMBUS Inline). Reducerea lungimii și cantității de fire de cupru poate reduce interferența electromagnetică în transmisia datelor, crescând rapid frecvența de funcționare a memoriei. Cu toate acestea, la frecvențe înalte, căldura pe care o emite va crește cu siguranță, astfel încât prima memorie Rambus trebuie chiar să vină cu un ventilator de răcire încorporat.
ERA DDR3
Comparativ cu DDR2, DDR3 are o tensiune de funcționare mai mică, scăzând de la 1,8V la 1,5V, ceea ce duce la o performanță mai bună și la economii de putere mai mari; Actualizați bitul 4- citit înainte de ddr2 la bit 8- citit înainte. DDR3 poate atinge o viteză maximă de 2400MHz și, deoarece cea mai rapidă viteză de memorie DDR2 a fost crescută la 800MHz/1066MHz, primul lot de module de memorie DDR3 va sări de la 800MHz. La expoziția Computex, am văzut mai mulți producători de memorie care prezintă module DDR3 de 1333MHz.
DDR3 adoptă un nou design bazat pe DDR2:
Proiectarea de preferință de 1.8 bit, în timp ce DDR2 folosește 4- Pregătirea bitului, astfel încât frecvența miezului DRAM este doar 1/8 din frecvența interfeței, iar frecvența de funcționare a miezului DDR 3-800 este doar 100MHz.
2. Adoptați o arhitectură de topologie punct-la-punct pentru a atenua sarcina autobuzelor de adresă/comandă și control.
3. Adoptând un proces de producție sub 100nm, tensiunea de lucru este redusă de la 1,8V la 1,5V, iar se adaugă resetare asincronă și funcții de calibrare ZQ.
ERA DDR4
Memoria DDR4 va avea două specificații. Rata de transfer a memoriei DDR4 folosind semnalul de semnalizare cu un singur capăt a fost confirmat a fi 1. 6-3 Datorită imposibilității implementării a două interfețe printr -un singur dram, memoria DDR4 va avea două specificații bazate pe semnale SE tradiționale și semnale diferențiale simultan.
Conform mai multor profesioniști din industria semiconductorilor, memoria DDR4 va fi o combinație de semnalizare cu un singur capăt (semnal tradițional SE) și semnalizare diferențială (tehnologie semnalului diferențial). Este de așteptat ca aceste două standarde să introducă produse Chip diferite, astfel încât în ​​era memoriei DDR4, vom vedea două produse de memorie incompatibile.