Einführung in DDR-RAM mit Geschichte und technischen Daten

Es gibt verschiedene Arten von Arbeitsspeichern, z. B. DRAM Speicher und SRAM Speicher. Dieser Artikel konzentriert sich auf DDR SDRAM . Wenn Sie mehr Informationen über andere RAM-Typen erhalten möchten, empfehlen wir Ihnen, die MiniTool Webseite zu besuchen.

Definition von DDR-RAM

Was ist DDR SDRAM? Es ist die Abkürzung für Double Data Rate Synchronous Dynamic Random-Access Memory, RAM, das in Computern verwendet werden kann. Er wird auch als DDR1 SDRAM bezeichnet, der durch DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM und DDR4 SDRAM ersetzt wurde.

Die Nachfolger des DDR-Speichers sind weder vorwärts- noch rückwärtskompatibel mit ihm, so dass DDR2-, DDR- und DDR4-Speichermodule nicht auf Motherboards mit DDR1 funktionieren und umgekehrt.

Im Vergleich zum SDRAM mit einfacher Datenrate (Single Data Rate) kann die DDR-SDRAM-Schnittstelle die Übertragungsrate erhöhen, indem sie das Timing der elektrischen Daten- und Taktsignale strenger kontrolliert. Bei der Implementierung müssen häufig Verfahren wie Phasenregelschleifen und Selbstkalibrierung eingesetzt werden, um die erforderliche Zeitgenauigkeit zu erreichen.

Die Schnittstelle verwendet Double-Pumping (Übertragung von Daten sowohl bei steigender als auch bei fallender Flanke des Taktsignals), um die Datenbus-Bandbreite zu verdoppeln, ohne die Taktfrequenz entsprechend zu erhöhen. Einer der Vorteile der Verringerung der Taktfrequenz besteht darin, dass die Anforderungen an die Signalintegrität auf der Leiterplatte, die den Speicher mit dem Controller verbindet, verringert werden.

Die Bezeichnung „doppelte Datenrate“ bezieht sich auf die Tatsache, dass die Bandbreite eines DDR-SDRAM mit einer bestimmten Taktfrequenz aufgrund dieser doppelten Pumpfunktion fast doppelt so groß ist wie die eines SDR-SDRAM, das mit der gleichen Taktfrequenz arbeitet.

Bei der gleichzeitigen Übertragung von 64-Bit-Daten beträgt die Übertragungsrate (in Bytes/Sekunde) von DDR-RAM (Speicherbustaktfrequenz) × 2 (für Dual Rate) × 64 (Anzahl der übertragenen Bits) / 8 (Anzahl der Bits/Byte). Bei einer Busfrequenz von 100 MHz beträgt die maximale Übertragungsrate von DDR-RAM also 1600 MB/s.

Geschichte des DDR-RAM

• 1997 brachte Samsung den ersten DDR-RAM-Prototyp heraus.
• Im Juni 1998 stellte Samsung den ersten kommerziellen DDR-SDRAM-Chip (64 MB) vor, gefolgt von Hyundai Electronics (jetzt SK Hynix) im selben Jahr.
• Im Juni 2000 stellte die JEDEC die Spezifikationen für DDR-RAM (JESD79) fertig. JEDEC hat den Standard für die Datenrate von DDR-RAM festgelegt, der in zwei Teile unterteilt ist. Die erste Spezifikation gilt für Speicherchips, die zweite für Speichermodule.
• Im August 2000 wurde die erste PC-Hauptplatine mit DDR-SDRAM auf den Markt gebracht.

Spezifikationen von DDR-RAM

Module

Um die Speicherkapazität und -bandbreite zu erhöhen, werden die Chips in einem Modul kombiniert. Ein 64-Bit-Datenbus für DIMMs erfordert beispielsweise acht parallel adressierte 8-Bit-Chips. Mehrere Chips mit gemeinsamen Adressleitungen werden als Speicherrang bezeichnet.

Dieser Begriff wurde eingeführt, um Verwechslungen mit chipinternen Reihen und Bänken zu vermeiden. Ein Speichermodul kann mehr als einen Rang enthalten.

Kapazität

Bei Nicht-ECC-Modulen ist die Anzahl der Chips ein Vielfaches von 8, bei ECC-Modulen ein Vielfaches von 9. Der Chip kann eine Seite (single sided) oder beide Seiten (dual sided) des Moduls belegen. Bei ECC-Modulen beträgt die maximale Anzahl der Chips pro DDR-Modul 36 (9 × 4), bei Nicht-ECC-Modulen 32 (8×4).

Chip-Eigenschaften

Die Größe des Chips wird in Megabits gemessen. Wenn die meisten Hauptplatinen 64M × 8 Chips enthalten (niedrige Dichte), können nur 1-GB-Module erkannt werden. Wenn Sie 1-GB-Module mit 128M × 4 (hohe Dichte) verwenden, werden diese höchstwahrscheinlich nicht funktionieren. Die JEDEC-Norm erlaubt die Verwendung von 128M × 4 nur bei langsameren gepufferten/registrierten Modulen, die für einige Server entwickelt wurden, aber einige Hersteller halten sich nicht daran.

High-Density-RAM

Im Zusammenhang mit dem 1 GB non-ECC PC3200 SDRAM-Modul ist der visuelle Effekt der Unterscheidung zwischen Low-Density-RAM und High-Density-RAM kaum sichtbar. Wie Low-Density-DDR-RAM-Module sind auch High-Density-DDR-RAM-Module in der Regel doppelseitig, mit acht 512-Mbit-Chips auf jeder Seite. Der Unterschied besteht darin, dass jeder Chip nicht als 64M × 8, sondern als 227 4-Bit-Worte oder 128M × 4 organisiert ist.

High-Density-Speichermodule werden aus Chips von mehreren Herstellern zusammengesetzt. Diese Chips sind in einem üblichen 22 × 10 mm (ungefähr) TSOP2 und einem kleineren, quadratischen 12 × 9 mm (ungefähr) FBGA verpackt. High-Density-Chips sind an der Nummer auf jedem Chip zu erkennen.

High-Density-RAM-Bausteine sind für den Einsatz in registrierten Speichermodulen von Servern vorgesehen. Die JEDEC-Norm gilt nicht für High-Density-DDR-RAM in Desktop-Implementierungen.

Unterm Strich

Alles in allem bietet dieser Artikel einige Informationen über den synchronen dynamischen Direktzugriffsspeicher mit doppelter Datenrate (DDR SDRAM), wie seine Definition und Geschichte.