Die Entwicklung von Gedächtnismodulen

Der Zustand des Speicherchips blieb bis zu den frühen Tagen des 286 verwendet, was ein praktisches Hindernis für die Entwicklung von Computern aufwies, da es nicht in der Lage ist, zerlegt und ersetzt zu werden. In Anbetracht dessen sind Speichermodule entstanden. Löten Sie den Speicherchip auf eine vorgezogene gedruckte Leiterplatte und verwenden Sie auch Speicherplätze auf dem Computer -Motherboard. Dies löst das Problem der schwierigen Installation und des Austauschs des Speichers vollständig.
Vor der Veröffentlichung des 80286 -Motherboards wurde die Erinnerung nicht von der Welt geschätzt. Zu diesem Zeitpunkt wurde der Speicher direkt auf dem Motherboard behoben und hatte eine Kapazität von nur 64-256 kb. Für die zu diesem Zeitpunkt auf PCs ausgeführten Arbeitsprogramme reichten die Leistung und Kapazität dieser Art von Speicher aus, um die Verarbeitungsanforderungen von Softwareprogrammen zu diesem Zeitpunkt zu erfüllen. Mit der Entstehung von Softwareprogrammen und der Hardwareplattform der neuen Generation 80286 wurden jedoch höhere Anforderungen an die Speicherleistung durch Programme und Hardware vorgelegt. Um die Geschwindigkeit zu verbessern und die Kapazität zu erweitern, muss das Speicher in unabhängiger Verpackungsform erscheinen und so das Konzept des "Speichermoduls" hervorbringen.
Als das 80286 -Motherboard zum ersten Mal eingeführt wurde, verwendete das Speichermodul die SIMM -Schnittstelle (Single In Line Memory Module) mit einer Kapazität von 30 Pin und 256 KB. Es muss aus 8 Datenbits und 1 Prüfsumme bestehen, um eine Bank zu bilden. Daher wird der 30pin -Simms, den wir sehen, normalerweise mit vier Modulen zusammen verwendet. Da der PC 1982 in den zivilen Markt eingetreten war, war der mit dem 80286 -Prozessor gepaarte 30 -pin -SIMM -Speicher der Pionier im Bereich des Gedächtnisses.
Anschließend erreichte die PC -Technologie von 1988 bis 1990 einen weiteren Spitzenwert der Entwicklung, nämlich die 386- und 486 -Ära. Zu diesem Zeitpunkt hatte sich CPUs bereits zu 16 Bit entwickelt, sodass der 30 -Pin -SIMM -Speicher die Nachfrage nicht mehr erfüllen konnte. Die niedrigere Speicherbandbreite war zu einem dringenden Engpass geworden, der gelöst wurde. Daher erschien 72 Pin SIMM -Speicher zu diesem Zeitpunkt, der 32- Bit Fast Page -Modus und stark erhöhte Speicherbandbreite erhöhte. Die Einzelkapazität von 72 Pin SIMM -Speicher beträgt im Allgemeinen 512 KB bis 2 MB und nur zwei müssen gleichzeitig verwendet werden. Aufgrund seiner Inkompatibilität mit 30 Pin SIMM -Speicher beseitigte die PC -Branche zu diesem Zeitpunkt den 30pin -SIMM -Speicher entscheidend.
Das Edo Dram (Extended Datum Out RAM) Speicher, das zwischen 1991 und 1995 ein beliebtes Speichermodul war, ist FP Dram sehr ähnlich. Es beseitigt das Zeitintervall zwischen den beiden Speicherzyklen des erweiterten Datenausgangsspeichers und des Übertragungsspeichers und greift auf die nächste Seite zu, während Daten an die CPU gesendet werden. Daher ist seine Geschwindigkeit 15-30% schneller als gewöhnlicher Dram. Die Arbeitsspannung ist im Allgemeinen 5 V, die Bandbreite ist 32- Bit und die Geschwindigkeit liegt über 40 ns. Es wurde zu dieser Zeit hauptsächlich auf 486 und frühen Pentium -Computern verwendet.
Von 1991 bis 1995 erlebten wir eine unangenehme Situation, in der die Entwicklung der Gedächtnistechnologie relativ langsam und fast stagniert war. Daher sahen wir zu dieser Zeit die Koexistenz von 72 Pin und 168 Pin Edo Ram. Tatsächlich gehört Edo Memory auch zur Kategorie von 72 Pin SIMM -Speicher, wird jedoch eine völlig neue Adressmethode anwenden. Edo hat Durchbrüche in Bezug auf Kosten und Kapazität erzielt, und mit der schnellen Entwicklung von Herstellungsprozessen hat die Kapazität eines einzelnen EDO -Speichers jetzt 4-16 MB erreicht. Aufgrund der Tatsache, dass die Datenbusbreite von Pentium und höherer CPUs 64 Bit oder sogar höher ist, müssen sowohl Edo RAM als auch FPM -RAM paarweise verwendet werden.
Sdram -Ära
Nach der Veröffentlichung der Intel Celeron -Serie, der AMD K6 -Prozessoren und der damit verbundenen Motherboard -Chipsätze kann die Leistung von Edo Dram den Bedürfnissen nicht mehr erfüllen. Gedächtnistechnologie muss gründlich innovativ sein, um die Anforderungen der CPU -Architektur der neuen Generation zu erfüllen. Zu dieser Zeit begann die Erinnerung in die klassische SDRAM -Ära einzusteigen.
Die erste Generation des SDRAM -Speichers basierte auf der PC66 -Spezifikation, aber bald wurde die externe CPU -Frequenz auf 100 MHz erhöht, sodass der PC66 -Speicher schnell durch den PC100 -Speicher ersetzt wurde. Mit dem Aufkommen von PIII und K7 ERA bei einer externen Frequenz von 133 MHz verbesserte die PC133 -Spezifikation die Gesamtleistung von SDRAM auf die gleiche Weise weiter, wobei die Bandbreite auf über 1 GB/s anstieg. Aufgrund der 64 -Bit -Bandbreite von SDRAM, die der 64 -Bit -Datenbusbreite der CPU entspricht, muss nur ein Speicher betrieben werden, was die Bequemlichkeit weiter verbessert. In Bezug auf die Leistung überschreitet seine Geschwindigkeit aufgrund seiner Eingangs- und Ausgangssignale mit der externen Frequenz des Systems die des EDO -Speichers erheblich.
Es kann nicht geleugnet werden, dass sich das SDRAM -Gedächtnis von den frühen 66 MHz auf 100 MHz und 133 MHz entwickelt hat. Obwohl es das Engpassproblem der Speicherbandbreite nicht vollständig gelöst hat, ist die CPU -Übertaktung für DIY -Benutzer zu einem ewigen Thema geworden. Daher übertakte viele Benutzer den PC100 -Speicher von Marken auf 133 MHz, um CPU -Übertaktungserfolg zu erzielen. Es ist erwähnenswert, dass auf dem Markt einige PC150- und PC166 -Standardspeicher entstanden sind, um die Bedürfnisse einiger übertaktiver Benutzer zu erleichtern.
Obwohl die Bandbreite des SDRAM PC133 -Speichers auf 1064 MB/s, verbunden mit dem neuesten Pentium 4 -Plan von Intel, erhöht werden kann, kann das SDRAM PC133 -Speicher den zukünftigen Entwicklungsbedarf nicht erfüllen. Zu diesem Zeitpunkt hat Intel, um die Marktdominanz zu erreichen, mit Rambus zusammengetan, um Rambus Dram Memory (bekannt als RDRam -Speicher) auf dem PC -Markt zu fördern. Im Gegensatz zu SDRAM wird eine neue Generation von Hochgeschwindigkeits-Memory-Architektur angewendet, die auf einer Art RISC-Theorie (Reduced Instruction Set Computing) basiert, die die Datenkomplexität verringern und die Gesamtsystemleistung verbessern kann.
Im Wettbewerb zwischen AMD und Intel ist dies die Ära des Frequenzwettbewerbs, sodass die CPU -Taktgeschwindigkeit ständig zunimmt. Intel hat Hochfrequenzpentium III und Pentium 4-Prozessoren auf den Markt gebracht, um AMD zu übertreffen. Daher wird Rambus Dram Memory von Intel als seinen zukünftigen Wettbewerbsmörder angesehen. Rambus Dram Memory vereinfacht das Datenvolumen jedes Taktzyklus mit hoher Taktfrequenz, sodass die Speicherbandbreite ziemlich ausgezeichnet ist. Beispielsweise kann der PC 1066 1066 MHz 32- -Bitbandbreite 4,2G Byte/Sec erreichen, und Rambus Dram wurde einst als perfekt für Pentium 4 angesehen.
Trotzdem wurde das Rambus Rdram -Gedächtnis nicht zum richtigen Zeitpunkt geboren und musste immer noch von DDR mit höherer Geschwindigkeit "geplündert" werden. Zu diesem Zeitpunkt wurde der Rambus RDRam -Speicher von PC600 und PC700 vom Intel 820 -Chipsatz "Fehlerereignis" überschattet, und das Rambus RDRam von PC800 war zu teuer, um die Unterstützung der Pentium 4 -Plattform zu erhalten. Verschiedene Probleme veranlassten das Rambus -Rdram. Rambus hatte auf PC166 -Standard -RDRAM mit höherer Frequenz gehofft, das Flut zu drehen, erlag jedoch letztendlich dem DDR -Speicher.
DDR -Ära
DDR SDRAM (Dual Datarate SDRAM), auch als Double Rate SDRAM bekannt, ist eine aktualisierte Version von SDRAM. DDR überträgt Daten einmal an den steigenden und fallenden Kanten des Taktsignals, wodurch die Datenübertragungsgeschwindigkeit doppelt so hoch wie die des herkömmlichen SDRAM. Aufgrund des übermäßigen Einsatzes fallender Kantensignale führt dies nicht zu einem Anstieg des Energieverbrauchs. Die Adressierungs- und Kontrollsignale sind dieselben wie das herkömmliche SDRAM, das nur am steigenden Rand der Uhr übertragen wird.
Der DDR -Speicher ist eine Kompromisslösung zwischen Leistung und Kosten, die darauf abzielte, schnell einen soliden Marktraum zu schaffen, die Frequenz schrittweise voranzutreiben und letztendlich die mangelnde Speicherbandbreite zu kompensieren. Die DDR200 -Spezifikation der ersten Generation wurde nicht weit verbreitet, und die PC266 -DDR -SRAM der zweiten Generation (133 MHz Takt X 2x Datenübertragung =266 MHz -Bandbreite) wurde aus dem PC133 -SDRAM -Speicher abgeleitet, der DDR -Speicher zum ersten Peak brachte. Darüber hinaus verwenden viele Celeron- und AMD -K7 -Prozessoren den DDR266 -Spezifikationsspeicher, und sein späterer DDR333 -Speicher ist ebenfalls ein Übergang. Der DDR400 -Speicher ist zur Mainstream -Plattformoption geworden, und der Dual -Channel -DDR400 -Speicher ist zum grundlegenden Standard für 800FSB -Prozessoren. Die nachfolgende DDR533 -Spezifikation ist zur Wahl der Übertakten von Benutzern geworden.
DDR2 ERA
DDR2 (Double Data Rate 2) SDRAM ist ein von JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) entwickelter Speicher -Memory -Technologiestandard. Der größte Unterschied zwischen DDR2 und dem DDR -Speicher -Technologiestandard der Vorgängergeneration besteht darin, dass beide die grundlegende Methode der Datenübertragung gleichzeitig mit Taktaufstieg/Herbstverzögerung verwenden, der DDR2 -Speicher doppelt so hoch ist, dass der DDR -Speicher der Vorgängergeneration vorab vorgelesen wird (dh 4- Bit -Daten -Lese -Voraufruf). Mit anderen Worten, der DDR2 -Speicher kann Daten zum 4 -fachen der Geschwindigkeit des externen Busses pro Uhr lesen/schreiben und mit 4 -facher Geschwindigkeit des internen Steuerbusses laufen.
Darüber hinaus sind aufgrund des DDR2-Standards alle DDR2-Erinnerungen in FBGA verpackt, was sich von der weit verbreiteten TSOP/TSOP-II-Verpackung unterscheidet. Die FBGA -Verpackung kann eine bessere elektrische Leistung und Wärmeableitung bieten und eine solide Grundlage für den stabilen Betrieb und die zukünftige Frequenzentwicklung des DDR2 -Speichers bieten. Rückblickend auf die Entwicklungsgeschichte von DDR von der ersten Generation von DDR200 bis hin zu PCs über DDR266, DDR333 bis hin zur Dual Channel DDR400 -Technologie hat die Entwicklung der DDR der ersten Generation auch die Grenze der Technologie erreicht, und es ist schwierig, die Arbeitsgeschwindigkeit des Gedächtnisses durch konventionelle Methoden zu verbessern. Mit der Entwicklung der neuesten Prozessor-Technologie von Intel nimmt die Nachfrage nach Speicherbandbreite im Front-End-Bus zu, und DDR2-Speicher mit höherer und stabilere Betriebsfrequenz wird der Trend sein.
Da sich die CPU -Leistung weiter verbessert, werden auch unsere Anforderungen an die Speicherleistung nach und nach aktualisiert. Es kann nicht verweigert werden, dass DDR, das ausschließlich auf einer Verbesserung der Hochfrequenzbandbreite abhängt, schließlich zu kurz kommen wird. Daher ist die JEDEC -Organisation seit langem den DDR2 -Standard und mit Unterstützung neuer Plattformen wie LGA775 Interface 915/925 und der neuesten 945 für den DDR2 -Speicher, DDR2 -Speicher, beginnt, das Speicherfeld zu untersuchen.
DDR2 kann eine minimale Bandbreite von 4 0 0 MB/s pro Pin basierend auf einer Transmissionsfrequenz von 100 MHz liefern, und ihre Grenzfläche wird bei einer Spannung von 1,8 V betrieben, wodurch die Erzeugung der Wärme weiter verringert und die Frequenz erhöht wird. Darüber hinaus wird DDR2 neue Leistungsindikatoren wie CAS-, OCD-, ODT- und Interrupt -Anweisungen zur Verbesserung der Nutzung der Speicherbandbreite enthalten. Gemäß dem von JEDEC -Organisatoren beschriebenen DDR2 -Standard werden DDR2 -Speicher für Märkte wie PCs unterschiedliche Taktfrequenzen wie 400, 533 und 667 MHz aufweisen. Der High -End -DDR2 -Speicher hat zwei Frequenzen von 800 und 1000 MHz. Der DDR-II-Speicher wird in FBGA mit 200-, 220- und 240 Pin-Konfigurationen verpackt. Der anfängliche DDR2 -Speicher wird unter Verwendung eines Micron -Herstellungsprozesses von 0. 13- hergestellt, wobei Speicherpartikel eine Spannung von 1,8 V und eine Kapazitätsdichte von 512 MB haben.
Es besteht kein Zweifel, dass die Gedächtnistechnologie 2005 beliebt sein wird und das statische Gedächtnis von SDRAM nicht innerhalb von fünf Jahren populär wird. Das QBM- und RDRAM -Speicher ist ebenfalls nicht in der Lage, ihren Niedergang umzukehren, sodass die Koexistenz von DDR und DDR2 eine unvermeidliche Tatsache sein wird.
Zusätzlich zu PC -133 ist VCM (Virxual Channel Memory) auch ein wichtiges Mitglied des Nachfolgers von PC -100. VCM, auch als Virtual Channel Memory bekannt, ist ein Speicherstandard, der von den meisten neueren Chipsätzen unterstützt wird. Der VCM-Speicher wird hauptsächlich auf einer von NEC entwickelten "zwischengespeicherten DRAM" -Technologie hergestellt, die "Kanal-Cache" integriert und von Hochgeschwindigkeitsregistern konfiguriert und gesteuert wird. Während der Erreichung der Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung behält VCM auch eine hohe Kompatibilität mit herkömmlichem SDRAM bei, sodass das VCM-Speicher üblicherweise als VCM-SDRAM bezeichnet wird. Der Unterschied zwischen VCM und SDRAM besteht darin, dass unabhängig davon, ob die Daten von der CPU verarbeitet wurden oder nicht, sie für die Verarbeitung von VCM an erster Stelle übergeben werden kann, während gewöhnliche SDRAM nur von der CPU verarbeiteten Daten verarbeiten kann. Daher verarbeitet VCM Daten mehr als 20% schneller als SDRAM. Es gibt viele Chipsätze, die VCM SDRAM unterstützen können, einschließlich Intel 815E, Via 694x usw.
Rdram
Nachdem Intel den PC -100 aufgrund technologischer Fortschritte gestartet hatte, reichte die 800mb/s -Bandbreite von PC -100 nicht mehr aus, um die Nachfrage zu befriedigen, während die Bandbreite der Verbesserung der PC -133 nicht bedeutsam war (1064MB/), was auch nicht zukünftige Entwicklung benötigt. Um das Ziel der Monopolisierung des Marktes zu erreichen, hat Intel mit Rambus zusammengearbeitet, um Rambus Dram (Directrambus dram) auf dem PC -Markt zu fördern, wie in Abbildung 4-3 gezeigt.
Rambus Dram ist eine von Rambus vorgeschlagene Speicherspezifikation, die eine neue Generation von Hochgeschwindigkeits- und einfachen Speicherarchitektur annimmt, um die Datenkomplexität zu verringern und die Gesamtsystemleistung zu verbessern. Rambus verwendet einen 400 -MHz -16 -Bit -Bus, der Daten gleichzeitig an den steigenden und fallenden Kanten innerhalb eines Taktzyklus übertragen kann. Die tatsächliche Geschwindigkeit beträgt 400 MHz × 2=800 MHz und die theoretische Bandbreite ist (16bit × 2 × 400 MHz/8) 1,6 GB/s, was doppelt so hoch ist wie die von PC -100. Darüber hinaus kann Rambus auch 9 Bytes speichern, wobei das zusätzliche Bit in Zukunft als ECC (ERROI · Checking and Correction) verwendet werden kann. Die Uhr von Rambus kann bis zu 400 MHz erreichen, und nur 30 Kupferdrähte werden verwendet, um den Speichercontroller und Rimm (Rambus Inline -Speichermodule) zu verbinden. Durch die Reduzierung der Länge und Menge der Kupferdrähte kann die elektromagnetische Interferenz bei der Datenübertragung verringert werden, wodurch die Betriebsfrequenz des Speichers schnell erhöht wird. Bei hohen Frequenzen wird die Hitze, die sie emittiert, jedoch auf jeden Fall zunehmen, sodass der erste Rambus-Speicher sogar mit einem eingebauten Kühlventilator ausgestattet sein muss.
DDR3 ERA
Im Vergleich zu DDR2 weist DDR3 eine niedrigere Betriebsspannung auf, die von 1,8 V auf 1,5 V gesunken ist, was zu einer besseren Leistung und einer höheren Leistungseinsparungen führt. Aktualisieren Sie das Bit 4- vor DDR2 auf 8- Bit im Voraus lesen. DDR3 kann eine maximale Geschwindigkeit von 2400 MHz erreichen, und da die schnellste DDR2 -Speichergeschwindigkeit auf 800 MHz/1066 MHz erhöht wurde, springt die erste Stapel von DDR3 -Speichermodulen von 800 MHz. Auf der ComputEx -Ausstellung sahen wir mehrere Speicherhersteller, die 1333 MHz DDR3 -Module präsentierten.
DDR3 nimmt ein neues Design an, das auf DDR2 basiert:
1,8 -Bit -Vorabfestigungsdesign, während DDR2 {4- -Bit -Vorabfassungen verwendet, so ist die Häufigkeit des DRAM -Kerns nur 1/8 der Grenzflächenfrequenz, und die Kernbetriebsfrequenz von DDR 3-800 beträgt nur 100 MHz.
2. Übernehmen Sie eine Point-to-Point-Topologie-Architektur, um die Belastung für Adress-/Befehls- und Kontrollbusse zu lindern.
3. Die Arbeitsspannung unter 100 nm wird von 1,8 V auf 1,5 V reduziert, und es werden asynchrone Reset- und ZQ -Kalibrierungsfunktionen hinzugefügt.
DDR4 ERA
Der DDR4 -Speicher hat zwei Spezifikationen. Die Übertragungsrate des DDR4 -Speichers unter Verwendung eines einzelnen Signalsignals wurde als 1. 6-3. 2gbit / s bestätigt, während der DDR4 -Speicher basierend auf der Differentialsignalübertragungstechnologie eine Übertragungsrate von 6,4 Gbit / s erreichen kann. Aufgrund der Unmöglichkeit, zwei Schnittstellen über einen einzigen Dram zu implementieren, verfügt DDR4 -Speicher enthält zwei Spezifikationen, die auf traditionellen SE -Signalen und differentiellen Signalen gleichzeitig basieren.
Nach mehreren Fachleuten der Halbleiterindustrie wird das DDR4 -Speicher eine Kombination aus einzelnen Signalen (traditionelles SE -Signal) und Differentialsignalisierung (Differentialsignal -Technologie) sein. Es wird erwartet, dass diese beiden Standards verschiedene Chipprodukte einführen. In der DDR4 -Speicher -Ära werden wir zwei inkompatible Speicherprodukte sehen.