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DDR4与DDR3内存区别解析

电脑软硬件应用网 45IT.COM 时间:2014-04-19 16:09 作者:宋阳
内存市场也迎来了新春,这段时间,各大内存颗粒、模组厂商都突然活跃起来,纷纷宣扬各自的DDR4产品进展,虽然DDR4内存标准规范的正式公布是在2012年9月底,不过DDR4内存规格原计划是在2011年制定完成,2012年开始投
内存市场也迎来了新春,这段时间,各大内存颗粒、模组厂商都突然活跃起来,纷纷宣扬各自的DDR4产品进展,虽然DDR4内存标准规范的正式公布是在2012年9月底,不过DDR4内存规格原计划是在2011年制定完成,2012年开始投入生产并上市的。所以在之前的很长一段时间,三星、SK海力士、美光等多家DRAM厂商都已经完成了DDR4内存芯片的开发,并计划进行量产,奈何DDR4内存标准一直未见公布,他们也不敢轻举妄动。所以可以说DDR4内存的出现已经是酝酿已久了。

DDR4时代将来临 DDR4与DDR3区别解析

 

   如今DDR4已经欲势待发,只是在等待相应的主板与CPU上市了,那么相比DDR3,都有了哪些比较重要的改进呢?我们一起来看一下:

1.DDR4内存条外观变化明显,金手指变成弯曲状
2.DDR4内存频率提升明显,可达4266MHz
3.DDR4内存容量提升明显,可达128GB
4.DDR4功耗明显降低,电压达到1.2V、甚至更低

   很多电脑用户可能对于内存的内在改进不会有太多的关注,而外在的变化更容易被人发现,一直一来,内存的金手指都是直线型的,而在DDR4这一代,内存的金手指发生了明显的改变,那就是变得弯曲了,其实一直一来,平直的内存金手指插入内存插槽后,受到的摩擦力较大,因此内存存在难以拔出和难以插入的情况,为了解决这个问题,DDR4将内存下部设计为中间稍突出、边缘收矮的形状。在中央的高点和两端的低点以平滑曲线过渡。这样的设计既可以保证DDR4内存的金手指和内存插槽触点有足够的接触面,信号传输确保信号稳定的同时,让中间凸起的部分和内存插槽产生足够的摩擦力稳定内存。

DDR4时代将来临 DDR4与DDR3区别解析

   其次,DDR4内存的金手指本身设计有较明显变化。金手指中间的“缺口”也就是防呆口的位置相比DDR3更为靠近中央。在金手指触点数量方面,普通DDR4内存有284个,而DDR3则是240个,每一个触点的间距从1mm缩减到0.85mm,笔记本电脑内存上使用的SO-DIMM DDR4内存有256个触点,SO-DIMM DDR3有204个触点,间距从0.6毫米缩减到了0.5毫米。

DDR4时代将来临 DDR4与DDR3区别解析

   第三,标准尺寸的DDR4内存在PCB、长度和高度上,也做出了一定调整。由于DDR4芯片封装方式的改变以及高密度、大容量的需要,因此DDR4的PCB层数相比DDR3更多,而整体尺寸也有了不同的变化,如上图。


频率和带宽提升巨大

   DDR4最重要的使命当然是提高频率和带宽。DDR4内存的每个针脚都可以提供2Gbps(256MB/s)的带宽,DDR4-3200那就是51.2GB/s,比之DDR3-1866高出了超过70%。在DDR在发展的过程中,一直都以增加数据预取值为主要的性能提升手段。但到了DDR4时代,数据预取的增加变得更为困难,所以推出了Bank Group的设计。

DDR4时代将来临 DDR4与DDR3区别解析

 

DDR4时代将来临 DDR4与DDR3区别解析

   Bank Group架构又是怎样的情况?具体来说就是每个Bank Group可以独立读写数据,这样一来内部的数据吞吐量大幅度提升,可以同时读取大量的数据,内存的等效频率在这种设置下也得到巨大的提升。DDR4架构上采用了8n预取的Bank Group分组,包括使用两个或者四个可选择的Bank Group分组,这将使得DDR4内存的每个Bank Group分组都有独立的激活、读取、写入和刷新操作,从而改进内存的整体效率和带宽。如此一来如果内存内部设计了两个独立的Bank Group,相当于每次操作16bit的数据,变相地将内存预取值提高到了16n,如果是四个独立的Bank Group,则变相的预取值提高到了32n。

DDR4时代将来临 DDR4与DDR3区别解析

   如果说Bank Group是DDR 4内存带宽提升的关键技术的话,那么点对点总线则是DDR4整个存储系统的关键性设计,对于DDR3内存来说,目前数据读取访问的机制是双向传输。而在DDR4内存中,访问机制已经改为了点对点技术,这是DDR4整个存储系统的关键性设计。

   在DDR3内存上,内存和内存控制器之间的连接采用是通过多点分支总线来实现。这种总线允许在一个接口上挂接许多同样规格的芯片。我们都知道目前主板上往往为双通道设计四根内存插槽,但每个通道在物理结构上只允许扩展更大容量。这种设计的特点就是当数据传输量一旦超过通道的承载能力,无论你怎么增加内存容量,性能都不见的提升多少。这种设计就好比在一条主管道可以有多个注水管,但受制于主管道的大小,即便你可以增加注水管来提升容量,但总的送水率并没有提升。因此在这种情况下可能2GB增加到4GB你会感觉性能提升明显,但是再继续盲目增加容量并没有什么意义了,所以多点分支总线的好处是扩展内存更容易,但却浪费了内存的位宽。

  因此,DDR4抛弃了这样的设计,转而采用点对点总线:内存控制器每通道只能支持唯一的一根内存。相比多点分支总线,点对点相当于一条主管道只对应一个注水管,这样设计的好处可以大大简化内存模块的设计、更容易达到更高的频率。不过,点对点设计的问题也同样明显:一个重要因素是点对点总线每通道只能支持一根内存,因此如果DDR4内存单条容量不足的话,将很难有效提升系统的内存总量。当然,这难不道开发者,3DS封装技术就是扩增DDR4容量的关键技术。


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