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NOVOTS KMS .: 硬件 .: DDR4内存全面解读

DDR4内存全面解读

1、 超高速 多通道 大容量

根据目前的规划,DDR4需要在预取数没有改变的情况下将等效频率从DDR4 1600起,短期内提升至DDR4 3200,未来会进一步发展到DDR4 4266及以上。由于架构的大幅度改进,DDR4的频率上升变得更容易,因此高频率、高速度是DDR4的最典型特征。但是,在工艺一定的情况下,频率上升带来的问题也很麻烦,主要是温度变高、工作稳定性降低、信号传输稳定性变差等。这些都是DDR4在高频率运作时需要解决的问题。为了解决这个问题,DDR4使用了很多新技术,比如Bank Group技术、TCSE、TCAR等。总线上DDR4采用了全新的点对点总线,内存设计上使用了3DS技术,整体实力令人惊叹。

为了更快的传输数据,DDR4采用了Bank Group分组架构技术,内部可以支持2个或者4个Group,能够同时对这些Group进行读写操作。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。Bank Group带来了DDR4内部数据传输能力的大幅度提升,让DDR4在物理频率没有太大提升的情况下能大幅度提升数据存取能力。凭借Bank Group的设计,DDR4获得了非常大的发展空间,这是技术型产品需要长期发展不可或缺的重要内容。只有在未来有持续的发展空间,DDR4才能在3~5年中对未来计算带宽提供足够支持。

解决了存储带宽问题后,DDR4还采用了超高速的点对点总线。点对点总线的特性是内存控制器每通道只能支持唯一的一根内存。它相当于为每个仓库都设计了一条道路,有效利用了每个内存的位宽。点对点总线设计比较简单,容易达到更高的频率。在弹性内存多通道技术发展后,用户有很大可能依旧可以在不同的通道上配置不同规格的内存,即能节约投资,又能提高性能。实际的性能数据方面,未来民用PC中支持DDR 4的产品可能使用4通道点对点内存控制器。以DDR 3200计算,在4通道的情况下,可以提供约102.4GB/s(3200×64×4÷8)的带宽,远远超出目前25GB/s左右的带宽,即使是普通的双通道,带宽也高达52.2GB/s,也超出目前主流水平100%还多。

目前限制内存发展的因素还有内存容量。DDR4准备启用堆叠封装来增大单颗芯片的容量,这也是DDR4内存中最关键的技术之一。这项技术在DDR4中被称作3DS(3-Dimensional Stack)。DDR4中,采用硅穿孔后的多层芯片中,只有一个主DRAM,其余的都是从DRAM(最多可以叠加7层,加上主DRAM,共8层)。芯片在工作时,只面向主DRAM,系统就像操作单层芯片那样操控所有的堆叠芯片。使用了3DS堆叠封装技术后,单条内存的容量最大可以达到目前产品的8倍之多。即使技术不成熟只能使用4层堆叠,DDR4内存至少可以达到单条32GB,双通道64GB,基本可以满足未来三五年内的内存容量需求了。

2、 DDR4内存是弯的

DDR3内存和DDR2内存外观看起来基本相同,只是金手指上的缺口不太一样,那么DDR4呢?会有什么特色设计吗?

DDR4内存是“弯的”!DDR4内存的金手指不再是平直的了,而是呈现弯曲状。做出这样的改进是因为从结构来看,传统内存平直设计的摩擦力较大,因此内存存在难以拔出和难以插入的情况。而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,信号传输稳定无虞,又可以让中间凸起的部分和内存插槽产生足够的摩擦力而稳定内存。

除了典型的外观变化外,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,比DDR3的240个要多,每一个触点的间距从1毫米缩减到0.85毫米,因此长度基本不变。笔记本电脑内存上使用的SO-DIMM DDR4内存有256个触点,触点间距从0.6毫米缩减到了0.5毫米,长度相比触点只有204个SO-DIMM DDR3内存也没有太大的变化。

在尺寸方面,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的厚度略微增加了0.2毫米,高度略有增高,长和宽分别增加了0.9毫米和1毫米,达到了68.6毫米长和31.25毫米高。不过仅仅从外观看,不经过仔细对比的话,是不会发现DDR4和DDR3在长宽高上有太过明显的区别的。

3、 DDR4内存的上市时间

DDR4这么优异,什么时候上市呢?根据镁光等厂商的资料,DDR4从2013年开始试生产并开始正式出货,2014年开始大面积生产。在2016年左右,DDR4将会彻底取代DDR3成为主流产品,届时DDR4的市场占有率应该超过50%(DDR3应该还有约1/3的市场占有率)。平台方面,英特尔很可能在2014年首先在新的移动平台上宣布对DDR4的支持,AMD也应该差不多在同一时间开始支持DDR4,在2015年将有希望看到DDR4产品的大爆发。

不过早期上市的DDR4内存规格可能并不太高。根据镁光的路线图,DDR4内存在2013年首先推出DDR4 1866、DDR4 2133的规格,随着时间推移会在2015年延伸至DDR4 2667,在2016年还有可能更高。不过这份路线图显得较为保守,据其他方面的消息,DDR4在进入成熟期(2015年之后),很可能快速发展出高频版本,玩家级别的产品会使用到DDR4 3200乃至更高,最终可以达到DDR4 4266等高规格。

4、 DDR4将在2015普及

尽管DDR4明年就会与大家见面,但和所有新产品一样,DDR4上市初期的价格必定是高高在上,令人难以接受的。不过随着技术发展,DDR4的价格肯定也会逐步亲民化,迅速走入平常用户和玩家电脑中。保守估计,DDR4在2015年左右价格会降低到比较令人满意的程度,各种支持DDR4控制器的主板或CPU产品也会更加丰富,那个时候DDR4应该会顺利走入千万玩家的电脑中了。


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