DDR SDRAM (del inglés. Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory - memoria dinámica síncrona con acceso aleatorio y doble tasa de transferencia de datos ) es un tipo de memoria de computadora utilizada en computación como memoria operativa y de video . Reemplazó el tipo de memoria SDR SDRAM .
Al utilizar DDR SDRAM se consigue el doble de velocidad de funcionamiento que en SDRAM , debido a la lectura de comandos y datos no solo en el frontal , como en SDRAM , sino también a la caída de la señal del reloj . Esto duplica la velocidad de transferencia de datos sin aumentar la frecuencia del reloj del bus de memoria. Así, cuando DDR opera a una frecuencia de 100 MHz, obtendremos una frecuencia efectiva de 200 MHz (en comparación con la SDR SDRAM analógica). Hay una nota en la especificación JEDEC [2] que es incorrecto usar el término "MHz" en DDR, es correcto indicar la velocidad de "millones de transferencias por segundo a través de un pin de datos".
El modo específico de operación de los módulos de memoria es el modo de doble canal .
Los chips de memoria DDR SDRAM se produjeron en paquetes TSOP y ( posteriormente masterizados) paquetes BGA (FBGA), fabricados de acuerdo con los estándares de tecnología de proceso de 130 y 90 nm :
El ancho del bus de memoria es de 64 bits , es decir, 8 bytes se transmiten simultáneamente en el bus en un ciclo de reloj . Como resultado, obtenemos la siguiente fórmula para calcular la tasa de transferencia máxima para un tipo dado de memoria: ( frecuencia de reloj del bus de memoria ) x 2 (transferencia de datos dos veces por reloj) x 8 (número de bytes transferidos por reloj). Por ejemplo, para garantizar que los datos se transfieran dos veces por reloj, se utiliza una arquitectura especial "2n Prefetch ". El bus de datos interno tiene el doble de ancho que el externo; al transmitir datos, la primera mitad del bus de datos se transmite primero en el flanco ascendente de la señal del reloj y luego la segunda mitad del bus de datos en el flanco descendente.
Además de la doble transferencia de datos, DDR SDRAM tiene otras diferencias fundamentales con respecto a la memoria SDRAM simple. Básicamente, son tecnológicos. Por ejemplo, se ha agregado una señal QDS, que se encuentra en la PCB junto con las líneas de datos. Se sincroniza durante la transferencia de datos. Si se utilizan dos módulos de memoria, los datos de ellos llegan al controlador de memoria con una pequeña diferencia debido a las diferentes distancias. Hay un problema al elegir una señal de reloj para leerlos, y el uso de QDS lo resuelve con éxito. En términos generales, si la placa base tiene 2 o más ranuras de RAM , la ranura cercana esperará a la ranura lejana.
JEDEC establece estándares para las velocidades de DDR SDRAM, divididos en dos partes: la primera para los chips de memoria y la segunda para los módulos de memoria, que, de hecho, albergan los chips de memoria.
Cada módulo DDR SDRAM contiene varios chips DDR SDRAM idénticos. Para módulos sin corrección de errores ( ECC ), su número es un múltiplo de 4, para módulos con ECC, la fórmula es 4+1.
Los módulos DDR SDRAM están hechos en el factor de forma DIMM . Cada módulo tiene varios chips de memoria idénticos y un chip de configuración Detección de presencia en serie . Los módulos de memoria registrados también tienen chips de registro que almacenan y amplifican la señal en el bus, mientras que los módulos de memoria no registrados (sin búfer, sin búfer) no los tienen.
Las características de los módulos y los chips que los componen están relacionados.
El volumen de un módulo es igual al producto del volumen de un chip por el número de chips. Cuando se usa ECC, este número se multiplica adicionalmente por un factor de 8/9, ya que hay un bit de redundancia para el control de errores por byte. Por lo tanto, el mismo tamaño de un módulo de memoria se puede llenar con una gran cantidad (36) de chips pequeños o con una pequeña cantidad (9) de chips más grandes.
La capacidad total del módulo es igual al producto de la capacidad de un chip por el número de chips y es igual al producto del número de rangos por 64 (72) bits. Por lo tanto, aumentar la cantidad de chips o usar chips x8 en lugar de x4 conduce a un aumento en la cantidad de rangos de módulos.
| Volumen del módulo | número de fichas | Volumen de virutas | Organización | Número de líneas (rangos) |
|---|---|---|---|---|
| 1 GB | 36 | 256Mbps | 64Mx4 | 2 |
| 1 GB | Dieciocho | 512Mbps | 64Mx8 | 2 |
| 1 GB | Dieciocho | 512Mbps | 128Mx4 | una |
Este ejemplo compara los diseños posibles de un módulo de memoria de servidor de 1 GB. De las opciones presentadas, se debe preferir la primera o la tercera, ya que utilizan chips x4 que admiten métodos avanzados de corrección de errores y protección contra fallas. Si necesita usar memoria peer-to-peer, solo queda disponible la tercera opción, sin embargo, dependiendo del costo actual de los chips de 256 Mbit y 512 Mbit, puede ser más costosa que la primera.
| Nombre del módulo | Tipo de chip | Frecuencia de reloj del bus de memoria, MHz | Ancho de banda teórico máximo, MB/s | |
|---|---|---|---|---|
| modo de un solo canal | modo de doble canal | |||
| PC1600* | DDR200 | 100 | 1600 | 3200 |
| PC2100* | DDR266 | 133 | 2133 | 4267 |
| PC2400 | DDR300 | 150 | 2400 | 4800 |
| PC2700* | DDR333 | 166 | 2667 | 5333 |
| PC3000 | DDR366 | 183 | 3000 | 6000 |
| PC3200* | DDR400 | 200 | 3200 | 6400 |
| PC3500 | DDR433 | 217 | 3467 | 6933 |
| PC3700 | DDR466 | 233 | 3733 | 7467 |
| PC4000 | DDR500 | 250 | 4000 | 8000 |
| PC4200 | DDR533 | 267 | 4267 | 8533 |
| PC5600 | DDR700 | 350 | 5600 | 11200 |
Nota 1: Los estándares marcados con "*" están certificados oficialmente por JEDEC . El resto de los tipos de memoria no cuentan con la certificación JEDEC, aunque fueron producidos por muchos fabricantes de memoria y la mayoría de las placas base lanzadas recientemente admitían este tipo de memoria.
Nota 2: se producían módulos de memoria que también operaban a frecuencias más altas (hasta 350 MHz, DDR700), pero estos módulos no tenían mucha demanda y se producían en pequeños volúmenes, además, tenían un precio elevado [3] .
Los tamaños de los módulos también están estandarizados por JEDEC.
Cabe señalar que no hay diferencia en la arquitectura de DDR SDRAM con diferentes frecuencias, por ejemplo, entre PC1600 (operando a 100 MHz) y PC2100 (operando a 133 MHz). Es solo que el estándar dice a qué frecuencia garantizada opera este módulo.
Los módulos de memoria DDR SDRAM se pueden distinguir de la SDRAM ordinaria por la cantidad de pines (184 pines para módulos DDR frente a 168 pines para módulos con SDRAM convencional) y la clave (cortes en las almohadillas de contacto): SDRAM tiene dos, DDR tiene uno. Según JEDEC, los módulos DDR400 funcionan a 2,6 V, mientras que todos los módulos más lentos funcionan a 2,5 V. Algunos módulos rápidos funcionan a voltajes elevados, hasta 2,9 V, para lograr altas frecuencias.
La mayoría de los conjuntos de chips más recientes con compatibilidad con DDR permitían que los módulos DDR SDRAM se usaran en modo de dos canales y algunos conjuntos de chips en modo de cuatro canales . Este método le permite aumentar el ancho de banda teórico del bus de memoria en 2 o 4 veces, respectivamente. La memoria de doble canal requiere 2 (o 4) módulos de memoria. Se recomienda utilizar módulos que operen a la misma frecuencia, que tengan el mismo volumen y retardos de tiempo (latencias, tiempos). Es incluso mejor usar exactamente los mismos módulos.
Ahora los módulos DDR son casi reemplazados por módulos de los tipos DDR2 y DDR3 que, como resultado de algunos cambios en la arquitectura, le permiten obtener más ancho de banda del subsistema de memoria. Anteriormente, el principal competidor de DDR SDRAM era la memoria RDRAM ( Rambus ), sin embargo, debido a la presencia de algunas deficiencias, prácticamente fue expulsada del mercado con el tiempo.
| Tipos de memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM) | |
|---|---|
| asincrónico | |
| Sincrónico | |
| Gráfico | |
| Rambus | |
| Módulos de memoria | |