SDRAM DDR4

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DDR4 SDRAM ( memoria de acceso aleatorio dinámico síncrono de cuatro velocidades de datos doble en inglés  ) es la cuarta generación de RAM , que es un desarrollo evolutivo de las generaciones anteriores de DDR SDRAM. Cuenta con características de frecuencia aumentada y tensión de alimentación reducida.

La principal diferencia entre DDR4 y el estándar DDR3 anterior es que el número de bancos internos se duplicó a 16 (en 2 grupos de bancos [1] ), lo que aumentó la tasa de transferencia del bus externo. El ancho de banda de la memoria DDR4 en el futuro puede alcanzar los 25,6 GB/s (en caso de aumentar la frecuencia máxima efectiva a 3200 MHz). Además, se mejoró la confiabilidad de la operación debido a la introducción de un mecanismo de verificación de paridad en los buses de dirección y comando. Inicialmente, el estándar DDR4 definía frecuencias de 1600 a 2400 MHz [2] con la perspectiva de aumentar a 3200 MHz [3] [4] .

Entró en producción en masa en el segundo trimestre de 2014, al principio solo memoria ECC , [5] y en el siguiente trimestre comenzaron las ventas de módulos DDR4 no ECC, junto con procesadores Intel Haswell -E / Haswell -EP que requieren DDR4. [6]

Desarrollo

Los primeros trabajos de diseño sobre el diseño de un sucesor de DDR3 comenzaron en JEDEC alrededor de 2005, [7] unos dos años antes del lanzamiento de DDR3 en 2007. [8] [9] Los fundamentos de la arquitectura DDR4 estaban programados para acordarse en 2008. [diez]

JEDEC presentó información sobre DDR4 en 2010 en la conferencia MemCon en Tokio [11] . A juzgar por las diapositivas "Es hora de repensar DDR4" [12] , la novedad debería tener una frecuencia efectiva mayor (de 2133 a 4266 MHz) y un voltaje más bajo (de 1,3 a 1,1 V) en comparación con los estándares anteriores, el proceso de fabricación propuesto  es de 32 y 36 nm. La producción en masa se planeó para 2015 y las primeras muestras para crear controladores de memoria y plataformas compatibles, para 2011 [13] [14] [15] .

En enero de 2011, Samsung presentó el módulo DDR4. El proceso de fabricación fue de 30 nm, la capacidad de memoria de 2 GB y el voltaje de 1,2 V [16] [17] [18] [16] . Más tarde , Hynix presentó su primer módulo DDR4, que superó al módulo Samsung en frecuencia (2400 MHz en lugar de 2133). Hynix reclamó una mejora del 80 % en el rendimiento de la memoria con respecto a DDR3-1333.

En septiembre de 2012, JEDEC publicó la versión final de la especificación DDR4 [19] [20] . La última revisión del estándar DDR4 se adoptó en noviembre de 2013, el estándar para LPDDR4 se adoptó en agosto de 2014 [21] [22] .

Según Intel en abril de 2013, DDR4 podría convertirse en el principal tipo de memoria DRAM ya en 2014, y en 2015 podría reemplazar casi por completo al DDR3 utilizado anteriormente. Según Intel, DDR4 consume un 35 % menos de energía que DDR3L y supera a la memoria de la generación anterior en un 50 % en ancho de banda [23] . Sin embargo, la introducción de DDR4 comenzó más tarde [24] , y esta memoria ocupará una gran parte del mercado no antes de 2016. [25] En 2017, las ventas de memoria DDR4 superaron las de los módulos estándar DDR3 [26] .

Ancho de banda máximo

Para calcular el ancho de banda máximo de la memoria DDR4, es necesario multiplicar su frecuencia efectiva por 8 bytes (64 bits), es decir, por la cantidad de datos que se pueden transferir en 1 ciclo de memoria. De este modo:

Debe tenerse en cuenta que debido a las restricciones de tiempo en la interacción con los chips de memoria, en particular para la operación de actualización periódica de contenido( regeneración ), el rendimiento real es 5-10% menor que el calculado anteriormente.

Las placas base modernas admiten modos de memoria multicanal. Por lo tanto, el ancho de banda de memoria efectivo total del sistema será el ancho de banda DDR4 multiplicado por la cantidad de canales utilizados.

Inicialmente, se asumió que para el funcionamiento de DDR4 a máximas frecuencias (3200 MHz) [2] sería necesario utilizar solo un módulo de memoria DDR4 por canal de transmisión de datos (conexión directa directamente al controlador con una topología punto a punto [ 28] [29] [30] [31 ] ). Al operar en frecuencias más bajas, como 1866 y 2133 MHz, los controladores de memoria de algunos procesadores, en particular Skylake (2015), pueden usar hasta 2 módulos de memoria por canal [32] [33] . Para los sistemas de servidor, se utilizan DDR4 RDIMM [34] y se espera que DDR4 LRDIMM aparezca utilizando chips de búfer cerca de los pines del módulo. Dicha memoria se puede instalar en la cantidad de hasta 3 módulos por canal, cuando se utilizan plataformas compatibles. [35] .

Especificaciones estándar
Estándar

título

Frecuencia

memoria, MHz

Frecuencia

neumáticos, MHz

Efectivo (doble)

velocidad, millones de transferencias/s

Nombre

módulo

Ancho de banda, MB/s Horarios

CL-tRCD-tRP

Tiempo

ciclo, ns

DDR4-1600J*

DDR4-1600K

DDR4-1600L

200 800 1600 PC4-12800 12800 10-10-10

11-11-11

12-12-12

12.5

13.75

quince

DDR4-1866L*

DDR4-1866M

DDR4-1866N

233.33 933.33 1866.67 PC4-14900 14933.33 12-12-12

13-13-13

14-14-14

12.857

13.929

quince

DDR4-2133N*

DDR4-2133P

DDR4-2133R

266.67 1066.67 2133.33 PC4-17000 17066.67 14-14-14

15-15-15

16-16-16

13.125

14.063

quince

DDR4-2400P*

DDR4-2400R

DDR4-2400T

DDR4-2400U

300 1200 2400 PC4-19200 19200 15-15-15

16-16-16

17-17-17

18-18-18

12.5

13.32

14.16

quince

DDR4-2666T

DDR4-2666U

DDR4-2666V

DDR4-2666W

333.33 1333 2666 PC4-21300 21333 17-17-17

18-18-18

19-19-19

20-20-20

12.75

13.50

14.25

quince

DDR4-2933V

DDR4-2933W

DDR4-2933Y

DDR4-2933AA

366.6 1466.5 2933 PC4-23466 23466 19-19-19

20-20-20

21-21-21

22-22-22

12.96

13.64

14.32

quince

DDR4-3200W

DDR4-3200AA

DDR4-3200AC

400 1600 3200 PC4-25600 25600 20-20-20

22-22-22

24-24-24

12.50

13.75

quince

DDR5- 4800 - 8400

El volumen de módulos

El volumen de un chip DDR4 es de 2 a 16 Gbit, la organización de los módulos de memoria es de ×4, ×8 o ×16 bancos [36] [28] . No se excluye la producción de módulos con un volumen de 512 GB basados ​​en chips de 16 Gbit y empaquetando 8 chips por chip.

Dimensiones del módulo

DDR4 tiene DIMM de 288 pines similares en apariencia a los DIMM DDR-2/DDR-3 de 240 pines . Los pines son más apretados (0,85 mm en lugar de 1,0) para encajar en una ranura DIMM estándar de 5¼ pulgadas (133,35 mm). La altura aumenta ligeramente (31,25 mm en lugar de 30,35).

Los SO-DIMM DDR4 tienen 260 pines [37] (no 240), que están más juntos (0,5 mm, no 0,6). El módulo se ha vuelto 1,0 mm más ancho (68,6 mm en lugar de 67,6), pero conserva la misma altura: 30 mm.

Varios

La RAM DDR4 estándar de la industria, descrita en DDR4 SDRAM STANDARD JEDEC JESD79-4, no contiene ninguna información sobre la disponibilidad de funciones de cifrado de información basadas en hardware . [21]

En septiembre de 2014, se demostraron módulos de memoria con una frecuencia de 3333 MHz (y un ancho de banda máximo de 26 664 MB/s), que excedía la frecuencia especificada originalmente por el estándar.

En agosto de 2015, se demostraron módulos de memoria con una frecuencia de 4233 MHz (y un ancho de banda máximo de 33,864 MB/s).

Notas

  1. ↑ DDR4 Bank Groups in Embedded Applications Archivado el 10 de junio de 2013 en Wayback Machine / Synopsys DesignWare Technical Bulletin, Graham Allan, septiembre de 2013. 2012
  2. ↑ 1 2 DDR4 en pocas palabras, conceptos erróneos, características geniales y DDR5 Archivado el 22 de diciembre de 2015 en Wayback Machine , Synopsys, Navraj Nandra, 27 de septiembre de 2012
  3. ↑ ] http://www.anandtech.com/show/4669/jedec-reveals-the-key-aspects-of-ddr4 Archivado el 15 de septiembre de 2015 en Wayback Machine JEDEC revela aspectos clave de DDR4] / AnandTech, Kristian Vättö , 23 de agosto de 2011 "DDR4 comenzará a partir de 1600 MHz. La velocidad máxima proyectada para DDR4 es de 3200 MHz"
  4. ↑ Tenga en cuenta que la frecuencia efectiva es diferente del reloj del bus. La frecuencia efectiva se refiere al enganche de datos en los bordes anterior y posterior. En este sentido, la frecuencia de reloj real del bus de memoria es dos veces menor que la frecuencia efectiva, véase la Fig. Figura 4 Archivado el 21 de mayo de 2015 en Wayback Machine del artículo Archivado el 10 de junio de 2013 en Wayback Machine
  5. ↑ Memoria de servidor Crucial DDR4 ahora disponible (enlace no disponible) . globenewswire.com (2 de junio de 2014). Consultado el 12 de diciembre de 2014. Archivado desde el original el 6 de marzo de 2016. 
  6. ↑ Cómo planea Intel hacer la transición entre DDR3 y DDR4 para la corriente principal . techpowerup . Consultado el 28 de abril de 2015. Archivado desde el original el 12 de agosto de 2015.
  7. ↑ Sobolev, Vyacheslav JEDEC: Estándares de memoria en camino (enlace inaccesible) . digitimes.com (31 de mayo de 2005). — « Ya se han iniciado investigaciones iniciales sobre tecnología de memoria más allá de DDR3. JEDEC siempre tiene alrededor de tres generaciones de memoria en varias etapas del proceso de estandarización: generación actual, próxima generación y futura. ". Consultado el 28 de abril de 2011. Archivado desde el original el 3 de diciembre de 2013. 
  8. ↑ DDR3: Preguntas frecuentes (enlace descendente) . Tecnología Kingston . — " Memoria DDR3 lanzada en junio de 2007 ". Consultado el 28 de abril de 2011. Archivado desde el original el 28 de julio de 2011. 
  9. ↑ Valich, Theo . Lanzamiento de DDR3 programado para el 9 de mayo  (2 de mayo de 2007). Archivado desde el original el 5 de febrero de 2010. Consultado el 28 de abril de 2011.
  10. ↑ Hammerschmidt, Christoph La memoria no volátil es la estrella secreta en la reunión de JEDEC (enlace no disponible) . eetimes.com (29 de agosto de 2007). Consultado el 28 de abril de 2011. Archivado desde el original el 2 de octubre de 2012. 
  11. ↑ JEDEC prepara las especificaciones de DDR4-SDRAM Archivado el 20 de febrero de 2016 en Wayback Machine , 3dnews, 19/8/2010
  12. ↑ Gervasi, Bill Hora de repensar DDR4 . junio de 2010 Diseños de Discóbolo. Consultado el 29 de abril de 2011. Archivado desde el original el 14 de agosto de 2011.
  13. ↑ JEDEC prepara especificaciones para RAM DDR4-SDRAM . 3DNoticias (19/08/2010). Consultado el 29 de agosto de 2010. Archivado desde el original el 6 de enero de 2011.
  14. ↑ Nilsson, Lars-Göran DDR4 no esperado hasta 2015 . semiaccurate.com (16 de agosto de 2010). Consultado el 29 de abril de 2011. Archivado desde el original el 20 de mayo de 2011.
  15. ↑ Por Annihilator , la memoria DDR4 en funcionamiento alcanzará los 4.266 GHz . wccftech.com (18 de agosto de 2010). Consultado el 29 de abril de 2011. Archivado desde el original el 23 de agosto de 2010.
  16. ↑ 1 2 Samsung mostró un módulo de memoria DDR4 listo para usar . 3DNoticias (04/01/2011). Consultado el 5 de marzo de 2011. Archivado desde el original el 1 de marzo de 2011.
  17. ↑ Samsung comienza a vender memoria DDR4 . Consultado el 5 de enero de 2011. Archivado desde el original el 8 de enero de 2011.
  18. ↑ Samsung desarrolla memoria DDR4 con hasta un 40 por ciento más de eficiencia energética que DDR3 Archivado el 7 de enero de 2011 en Wayback Machine / Engadget 2011
  19. ↑ JEDEC anuncia la publicación del estándar DDR4 . Fecha de acceso: 4 de diciembre de 2012. Archivado desde el original el 27 de noviembre de 2012.
  20. ↑ JEDEC publica las especificaciones DDR4 Archivado el 4 de marzo de 2016 en Wayback Machine // ixbt.com, 25 de septiembre de 2012
  21. ↑ 12 JEDEC . ESTÁNDAR JEDEC DDR4 SDRAM (JESD79-4A) (noviembre de 2013 - agosto de 2014). Consultado el 4 de noviembre de 2014. Archivado desde el original el 3 de noviembre de 2014.
  22. ↑ JEDEC aprobó el estándar DDR4 para portátiles Archivado el 27 de septiembre de 2015 en Wayback Machine / Ferra.ru
  23. ↑ Intel impulsa la memoria DDR3 un año Archivado el 1 de diciembre de 2017 en Wayback Machine // ixbt.com, 13 de abril de 2013
  24. ↑ Shah, Agam La adopción de la memoria DDR4 enfrenta retrasos . Noticias IDG (12 de abril de 2013). Consultado el 22 de abril de 2013. Archivado desde el original el 9 de mayo de 2013.
  25. ↑ Sha, Agam. "La adopción de la memoria DDR4 enfrenta retrasos" . Archivado el 11 de enero de 2015 en Wayback Machine , TechHive (IDG), 12 de abril de 2013. Consultado el 30 de junio de 2013.
  26. ↑ DDR4 se convertirá en el principal tipo de RAM este año , IC Insight, 3dnews (17/04/2017). Archivado desde el original el 1 de diciembre de 2017. Consultado el 21 de noviembre de 2017.
  27. ↑ 12 Scott Müller . Actualización y reparación de PC. Que Publishing. 7 de marzo de 2013. Tabla 6.11: Velocidades y tasa de transferencia del módulo DDR4 estándar de JEDEC (DIMM de 284 PIN) Archivado el 4 de marzo de 2016 en Wayback Machine .
  28. ↑ 1 2 Ferra.ru - El comienzo de una nueva era. Cómo funciona la RAM DDR4 _
  29. ↑ Memoria DDR4: ¿es hora de esparcir rocas? / Procesadores y Memoria . Consultado el 29 de agosto de 2010. Archivado desde el original el 31 de agosto de 2010.
  30. ↑ http://www.eda.org/ibis/summits/nov12b/pytel2.pdf Archivado el 27 de septiembre de 2015 en Wayback Machine "La arquitectura DDR4 es punto a punto • Un controlador para 1 DIMM"
  31. ↑ http://www.extremetech.com/computing/158824-haswell-e-to-offer-ddr4-support-up-to-eight-cores-in-2014 Archivado el 24 de septiembre de 2015 en Wayback Machine "Where DDR3 utilizaba un bus multipunto que permitía colocar varios DIMM en el mismo canal de memoria, DDR4 prácticamente requiere el uso de un bus punto a punto con un máximo de un DIMM por canal de RAM".
  32. ↑ http://ark.intel.com/ru/products/90591 Archivado el 27 de enero de 2016 en Wayback Machine "DIMM por canal 2"
  33. ↑ http://www.intel.com/content/www/us/en/processors/core/desktop-6th-gen-core-family-datasheet-vol-1.html Archivado el 24 de septiembre de 2015 en Wayback Machine " Tabla 2-1. Matriz de soporte de DRAM del procesador - DIMM por canal DPC 2"
  34. ↑ Copia archivada . Consultado el 27 de septiembre de 2015. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016.
  35. ↑ LRDIMM frente a RDIMM: integridad de la señal, capacidad, ancho de banda | edn _ Consultado el 19 de septiembre de 2015. Archivado desde el original el 29 de septiembre de 2015.
  36. ↑ JESD79-4 - JEDEC STANDARD DDR4 SDRAM SEPTIEMBRE DE 2012 (enlace no disponible) . Fecha de acceso: 19 de septiembre de 2015. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016. 
  37. ↑ http://www.jedec.org/standards-documents/results/ddr4 Archivado el 24 de septiembre de 2014 en Wayback Machine - 260 pines, 1,2 V (VDD), PC4-1600/PC4-1866/PC4-2133/ PC4-2400/PC4-2666/PC4-3200 DDR4 SDRAM SO-DIMM Especificación de diseño Número de versión: 24, artículo 2228.07B MODULE4_20_25 de agosto de 2014

Enlaces

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