DDR内存介绍

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手机、笔记本电脑、云计算和网络等现代电子设计要求非常高的性能。除了处理器速度/性能外，存储器在整体系统性能中起着非常关键的作用。双数据速率（DDR）存储器由于其低延迟、更大的存储空间和低功耗，一直是所有复杂设计的常见选择。

内存系统简介
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存储器是电子产品中的数据存储设备。他们存储已处理的信息/数据，并在提出要求时将其提供给控制器。存储器被分为主存储器和辅助存储器。

内存类型
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主存储器进一步分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。RAM是一个易失性内存，电源关闭后数据将丢失。即使在电源关闭后，ROM内存也会保留数据。随着VLSI工艺的进步，内存结构、内存芯片密度、尺寸、速度和通信接口得到了很大改善。

SRAM和SDRAM的区别
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RAM进一步分为SRAM和SDRAM。SRAM是静态RAM，SDRAM是同步动态RAM。两者之间的架构区别在于，DRAM每个内存位使用1个晶体管和1个电容器，而SRAM使用1个触发器（每个触发器触发器约6个晶体管）来形成一个位。由于与SRAM相比，SDRAM的访问时间稍慢。由于电容器/晶体管的尺寸比触发器小，与SRAM相比，SDRAM的内存密度更高。SDRAM是动态存储，因为电容器往往会随着时间的推移而放电，除非定期刷新，否则SDRAM不会保留存储的数据。

SRAM一直是缓存cache的默认选择，因为它们速度非常快，访问时间非常短。它们驻留在处理器内部，也可以外部接口。cache充当外部RAM和处理器之间的缓冲区。cache存储经常使用的数据/指令，并在请求时立即向处理器提供。一般来说，cache减少了从主内存访问数据的平均时间。

如前所述，SDRAM代表同步动态RAM，其中I/O、内部时钟和总线时钟是同步的。例如，PC133 I/O、内部时钟和总线时钟都是133MHz。单数据速率表示SDR SDRAM每个时钟周期只能读/写一次。

DDR RAM有哪些不同类型？
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对更高数据速率和更大数据密度的需求导致SDR演变为DDR概念。对更高数据速率和更大数据密度的需求导致SDR演变为DDR。在DDR SDRAM中，数据在两个边缘（正边缘和负边缘）进行时钟，这导致数据速率翻了一番。通过这种方式，与SDR SDRAM相比，DDR实现了更大的带宽；它在不增加时钟频率的情况下将传输速率翻了一番。

在过去的几十年里，DDR技术提出了许多内存改进。DDR提供了许多增强功能，如提高操作速度，提高存储密度，降低功耗，并增加了CRC等错误检测功能，通过实现位反转概念来降低SSN噪声。

第一代 – DDR SDRAM
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第一代DDR内存具有2位的预取缓冲区，是SDR SDRAM的两倍。内部时钟速度为133~200MHz，DDR1的传输速率为266至400MT/s（每秒百万传输）。DDR1集成电路于1998年在市场上发布。

第一代双数据速率时序图

第二代 – DDR2 SDRAM
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DDR2的外部数据总线运行速度是DDR1 SDRAM的两倍。这是通过改进的总线信号来实现的。DDR2的预取缓冲区是4位，是DDR SDRAM的两倍。DDR2内存具有与DDR内存相同的内部时钟速度（133~~200 MHz）。然而，DDR2内存提高了传输速率（533~~800 MT/s）和I/O总线信号。DDR2-533和DDR2-800内存类型于2003年在市场上发布。

第三代 – DDR3 SDRAM
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DDR3的运行速度是DDR2的两倍。这是通过进一步改进总线信号来实现的。DDR3的预取缓冲区宽度为8位，是DDR2的两倍。DDR3内存的传输速率为800~1600 MT/s。DDR3在1.5V的低电压下工作，而DDR2的1.8V，则能耗降低了40%。DDR3有两个附加功能，即ASR（自动自刷新）和SRT（自刷新温度）。

DDR3 IC于2007年在市场上发布。

第四代 – DDR4 SDRAM
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DDR4的运行速度是DDR3的两倍。DDR4在低工作电压（1.2V）和更高的传输速率下运行。DDR4的传输速率为2133~3200MT/s。DDR4增加了bank group技术。DDR4可以在时钟周期内处理4个数据，因此DDR4的效率优于DDR3。DDR4有一些附加功能，如DBI（数据总线反转）、数据总线上的CRC（循环冗余检查）和命令/地址奇偶校验。这些功能可以增强DDR4内存的信号完整性，并提高数据传输/访问的稳定性。DIMM上单个DRAM的独立编程可以更好地控制端接。

DDR4 IC于2014年在市场上发布。