芯科普 | 一文读懂存储主流配置DDR

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芯科普 | 一文读懂存储主流配置DDR
2023年06月18日

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RAM 是Random Accessmemory(随机存取存储器)的简称,存储单元的内容可按照需要随机取出或存入,且存取的速度与存储单元的位置无关。这种存储器在断电时,将丢失其存储内容,通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储媒介,因此在计算机和手机中一般把其叫做(运行)内存。RAM,可分为SRAM (静态随机存储器)和DRAM (动态随机存储器),DDR则属于DRAM。以下是SRAM和DRAM之间的区别。

一、工作原理

SRAM:SRAM(Static Random Access Memory,静态随机存储器)是一种基于触发器的存储器,使用稳定的存储电路来存储和保持数据。每个存储单元由一个存储器单元和控制电路组成,其中存储器单元由多个触发器构成,能够存储比特数据。由于采用了触发器结构,SRAM在不断刷新的过程中保持数据的稳定性。

DRAM:DRAM(Dynamic Random Access Memory,动态随机器)是一种基于电容的存储器,使用电容来存储和表示数据。每个存储单元由一个电容和一个访问晶体管组成。电容在存储器中充电或放电来表示数据的0和1。由于电容会逐渐漏电,DRAM需要定期刷新以保持数据的正确性。

二、存储密度

SRAM:由于SRAM采用了稳定的存储电路,每个存储单元需要更多的晶体管来实现,因此SRAM的存储密度相对较低。每个存储单元通常需要6个晶体管。

DRAM:由于DRAM采用了电容存储结构,每个存储单元只需要一个电容和一个访问晶体管,因此DRAM的存储密度较高。每个存储单元通常只需要1个晶体管和1个电容。

三、刷新需求

SRAM:由于SRAM的存储单元采用稳定的触发器结构,不需要进行定期刷新操作。数据可以一直保持稳定,无需周期性刷新。

DRAM:由于DRAM的电容逐渐漏电,数据需要定期刷新以保持其正确性。DRAM需要通过刷新操作周期性地重新写入数据,否则数据会丢失。

四、访问速度

SRAM:SRAM的访问速度非常快,因为数据存储在触发器中,可以立即读取和写入。SRAM具有较低的访问延迟和高速的读写性能。

DRAM:DRAM的访问速度相对较慢,因为数据存储在电容中,需要经过访问晶体管的操作。DRAM具有较高的访问延迟和相对较慢的读写性能。

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SDRAM是同步DRAM的意思,“同步”是指内存工作需要同步时钟,内部命令的发送与数据的传输都以它为基准。内存频率与CPU外频同步,大幅提升了数据传输效率。

SDRAM从发展到现在已经经历了四代,分别是: 第一代SDR SDRAM,第二代DDR SDRAM,第三代DDR2 SDRAM,第四代DDR3 SDRAM,现在已经发展到DDR5 SDRAM。

DDR SDRAM是Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory(双倍速率同步动态随机存储器)的简称,是由VIA等公司为了与RDRAM相抗衡而提出的内存标准为第二代SDRAM标准。

DDR2(Double Data Rate 2)SDRAM是由JEDEC(电子设备工程联合委员会)开发的第三代SDRAM内存技术标准,1.8v工作电压,240线接口,提供了相较于DDR SDRAM更高的运行效能与更低的电压,同样采用在时钟的上升/下降同时进行数据传输的基本方式,但拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力(即4bit数据读预取能力)。

DDR3 SDRAM相比起DDR2具备更低的工作电压(1.5v),240线接口,支持8bit预读,只需133MHz的工作频率便可实现1066MHz的总线频率。

DDR4相比DDR3最大的区别有三点: 16bit预取机制(DDR3为8bit) ;同样内核频率下理论速度是DDR3的两倍;更可靠的传输规范,数据可靠性进一步提升,工作电压降为1.2V,更节能。

DDR5相比DDR4,基础频率更高,起步可达到4800MHz,DDR4起步一般是2133MHz或2400MHz,旗舰级DDR4内存可达到4266MHz,随着频率的提升,带宽也随之更高;工作电压降为1.1V,能耗比更优;接口不同,为了单条内存实现双通道,DDR5内存插槽防呆接口变到了居中位置。

从DDR到DDR5主要的区别是在于传输速率的不同,随着时钟周期的不断降低,传输率也不断提高,电压也越来越低。image.png1729565228873199.png

DDR在消费型电子与网络通讯等领域、工业控制领域均得到广泛的应用,例家用电器(液晶电视、数字机顶盒、播放机)、机器人、工业自动化等应用。

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