На ноябрь 04 использование DDR2 не дает значительного преимущества перед существующими моделями к 2005 году плаируется выпуск модулей DDR2 667 (РС -5300) DDR2 800 (РС -6400)

 

DDR3 Частоты находиться в пределах от 800до 1600ГГц. Модули нового стандарта требуют для работы меньшего напряжения которое составляет 1,5В (DDR2 -1,8В) Также присутствует дополнительная технология частичного обновления –которая актуальна для ноутбуков т.к позволяет обновить часть данных, ан использовать постоянно полную мощь

DDR4

Основное отличие DDR4 заключается в удвоенном до 16 числе банков, что позволило вдвое увеличить скорость передачи — до 3,2 Гбит / с.

Пропускная способность памяти DDR4 достигает 34,1 ГБ / c (в случае максимальной эффективной частоты 4266 МГц, определённой спецификациями).

пониженное напряжение питания до 1,1-1,2 В, а для энергоэффективной памяти штатным станет напряжение 1,05 В

Кроме того, повышена надёжность работы за счёт введения механизма контроля чётности на шинах адреса и команд. Будет поддерживать эффективные частоты от 2133 до 4266 МГц. Следует учесть, что эффективная частота отличается от частоты тактирования. Под эффективной частотой понимается защелкивание данных по переднему и заднему фронтам. В связи с этим, реальная тактовая частота работы памяти в два раза меньше относительно эффективной частоты.

Максимальная пропускная способность

Для расчёта максимальной пропускной способности памяти DDR4 необходимо её частоту умножить на 64 бита (8 байт), то есть размер данных, который может быть передан за 1 такт работы памяти. С учётом, что данные передаются по переднему и заднему фронту, необходимо результат также умножить на 2. Таким образом:

· Для памяти с тактовой частотой 1066 МГц (наименьшая частота, определённая стандартом) максимальная пропускная способность составит 1066 × 8 × 2 = 17 056 МБ / c

· Для памяти с тактовой частотой 2133 МГц (наибольшая частота, определённая стандартом^[8]) максимальная пропускная способность составит 2133 × 8 × 2 = 34 128 МБ / c

Нужно учитывать, что из-за временных ограничений по взаимодействию с микросхемами памяти реальная пропускная способность меньше на 5—10 % от рассчитанной выше.

Современные материнские платы поддерживают многоканальные режимы работы памяти. Таким образом, итоговая эффективная пропускная способность памяти системы будет равняться пропускной способности DDR4, умноженной на количество используемых каналов.

Объём модулей

Минимальный объём одного модуля DDR4 составит 2 ГБ, максимальный — 128 ГБ.

Размеры модулей

DDR4 имеет 288-контактные DIMM-модули, схожие по внешнему виду с 240-контактными DIMM DDR-2/DDR-3. Контакты расположены более близко (0,85 мм вместо 1,0), чтобы разместить их на стандартном 5¼-дюймовом (133,35 мм) слоте DIMM. Высота увеличивается незначительно (31,25 мм вместо 30,35).

DDR4 модули SO-DIMM имеют 260 контактов^[9] (а не 204), которые расположены ближе (0,5 мм, а не 0,6). Модуль стал на 1,0 мм шире (68,6 мм вместо 67,6), но сохранил ту же высоту — 30 мм.

Контроллеры DDR4 SDRAM смогут справиться лишь с единственным модулем в каждом канале. Это значит, что на смену параллельному соединению модулей памяти в каждом канале придёт чётко выраженная топология точка-точка (рис. 4) (каждая установленная планка DDR4 будет задействовать разные каналы).

рисунок 4

Чтобы гарантировать высокие частоты спецификация DDR4 поддерживает только один модуль на каждый контроллер памяти. Это означает, что производителям потребуется увеличить плотность чипов памяти и создать более продвинутые модули. В то же время тайминги будут расти, хотя время доступа продолжит снижаться. Это ограничение не самым лучшим образом может отразиться на тех применениях. где требуется поддержка больших объёмов памяти.

 

В массовое производство вышла во 2 квартале 2014 года. Старт продаж начался в Японии, а в июле эта память появилась в странах Европы.

Как работает DDR.

Сокращение DDR расшифровывается как Double Data Rate или удвоенная скорость передачи данных. Число, следующее за "DDR", указывает на скорость передачи данных. Например, у DDR 400 скорость передачи 400 МГц. При этом использовать термин "МГц" некорректно. Правильно указывать скорость в "миллионах передач в секунду через один вывод данных". Такое замечание есть в спецификации. Память DDR 400 работает на частоте 200 МГц или на частоте в 2 раза меньше скорости передачи данных (вернее, скорость передачи данных в 2 раза больше тактовой частоты). Все управляющие сигналы синхронизируются частотой 200 МГц. Внутри чипа все работает классически по переднему фронту сигналов тактового генератора с частотой 200 МГц (есть правда исключение). Официальная частота DDR333 равна 167.0 МГц.

Чтобы обеспечить передачу данных дважды за такт, используется специальная архитектура "2n Prefetch". Внутренняя шина данных имеет ширину в два раза больше внешней. При передаче данных сначала передаётся первая половина шины данных по переднему фронту тактового сигнала, а затем вторая половина шины данных по заднему фронту.

Для возможности работы на высоких частотах вместо одного тактового сигнала используется два (Differential Clock). Дополнительный тактовый сигнал инвертирован относительно основного. Поэтому на самом деле синхронизация происходит не по заднему фронту. В документации написано, что синхронизация происходит при пересечении этих двух тактовых сигналов. Но, насколько я понимаю, вместо пересечения просто используется передний фронт дополнительного тактового сигнала. Хотя это только предположение.

Примечание: здесь и далее на диаграммах сигналы данных и команд имеют разное "выравнивание" относительно тактового сигнала. Поэтому они немного сдвинуты относительно друг друга.

Кроме передачи двух данных за такт, DDR SDRAM имеет несколько других принципиальных отличий от простой памяти SDRAM. В основном они являются технологическими. Например, был добавлен сигнал QDS, который располагается на печатной плате вместе с линиями данных. По нему происходит синхронизация при передаче данных. Если используется два модуля памяти, то данные от них приходят к контроллеру памяти с небольшой разницей из-за разного расстояния. Возникает проблема в выборе синхросигнала для их считывания. Использование QDS успешно это решает.

Пару слов можно сказать о стандарте DDR2. Как и для обычной памяти DDR, число после "DDR2" указывает на скорость передачи данных. Поэтому DDR2 400 и DDR 400 имеют абсолютно одинаковую скорость передачи данных. Массив памяти DDR2 работает на частоте в 4 раза меньше скорости передачи (вернее скорость передачи данных в 4 раза больше частоты работы массива). Для того чтобы обеспечить передачу данных 4 раза за такт используется архитектура "4n Prefetch". При этом внутренняя шина данных имеет ширину в 4 раза больше внешней шины. Тем не менее, вся управляющая логика ввода/вывода работает на частоте в 2 раза меньше скорости передачи, то есть на 200 МГц для DDR2 400. Непосредственно на сам чип памяти подаётся только эта частота.

Внутренняя организация DDR2 осталась в основном прежней, но есть и некоторые изменения. Задержка чтения (CL - CAS Latency) уже не может быть дробной. Это сделано для упрощения внутренней логики. Задержка записи изменена с фиксированного 1 такта до RL-1, где RL (Read Latency) – задержка чтения с учетом добавочной задержки (AL – Additive Latency) или другими словами, RL=AL+CL. Задержка записи стала как минимум 2 такта (CL=3, AL=0). Это сделано для уменьшения пропусков в передаче из-за разных задержек чтения и записи и, соответственно, для лучшего использования шины данных.

Была добавлена возможность отложенного выполнения команд при помощи добавочной задержки (AL - Additive Latency). Это приводит к отсутствию перерывов в передаче данных при конфликтных ситуациях на линии команд. Например, когда необходимо подать команду на чтение и команду активации строки другого банка памяти, подаётся только одна команда, хотя память может "обработать" две команды одновременно. Использование AL позволяет избежать таких ситуаций. С одной стороны, AL уменьшает задержки на получение информации при доступе к разным строкам массива памяти и позволяет более полно нагрузить шину данных при работе с несколькими банками памяти. С другой стороны, при работе с данными, находящимися в пределах одной строки, задержки увеличиваются. Для повышения производительности в DDR2 количество банков памяти было увеличено с 4 до 8, правда, только для чипов ёмкостью 1 Гбит и выше, и с некоторыми ограничениями. Основное отрицательное влияние на скорость работы оказывает массив памяти, который работает на частоте в 2 раза меньшей, чем массив DDR, и имеет большие внутренние задержки. Собственно точные причины повышения задержек выяснить не удалось. Такая информация является "внутренней" для производителей памяти.

Подведя небольшой итог, можно сказать, что при одинаковом рейтинге память DDR2 и DDR имеют одинаковую скорость передачи данных. Главным преимуществом DDR2 является возможность функционирования на значительно более высоких частотах. Становятся доступными большие скорости передачи данных. Массив памяти DDR2 работает в 2 раза медленнее, чем массив DDR, и обладает большими задержками. Кроме того изменения в протоколе работы в среднем так же увеличили задержки.