SDRAM的发展历程

摘要：该文简述SDRA/VI的发展历程，按SDRAM不同发展阶段，对SDRAM、DDR、DDR2和DDR3等进行分类和介绍。关键词：SDRAM；DDR；DDR2；DDR3

中图分类号：TP311

文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2017）15-0213-02

1概述

伴随着计算机技术的不断发展和革新，计算机内存技术也飞速发展，并经历了几次变革。计算机技术对内存技术的需求不断提高，计算机内存向功率更低、速度更快、容量更大、物理封装尺寸更小的方向发展。这些需求正推动着DRAM技术不断发展。由于INTEL的市场领导地位和因为Intel的芯片组对SDRAM的支持，使SDRAM成为市场的标准，本文主要介绍SDRAM内存。

RAM（Random Access Memory）是随机存储器。RAM有两种分类，即动态随机存储器（Dynamic RAM，DRAM）和静态随机存储器（Static RAM，SRAM）。计算机内存主要使用DRAM。

DRAM，即动态RAM。DRAM具有结构简单、集成度高、功耗低、生产成本低等特点，DRAM可以有很高的密度，用于制造大容量存储器，DRAM应用于大多数内存中。DRAM可分为两种：同步内存和异步内存，同步和异步区分的标准在于是否和系统时钟同步。EDO内存为异步内存，随着处理器速度的不断增加，CPU的性能的发挥严重受制于EDO内存的速度，CPU总需要等待EDO内存的数据，EDO内存的速度成了系统性能的瓶颈。因此，能够与系统时钟同步的SDRAM出现了。

SDRAM是synchronous Dynamic Random Access Memou的缩写，意思为同步动态随机存取存储器，同步于系统时钟频率。由于SDRAM内存访问机制采用突发（burst）模式，SDRAM能够为系统提供高速率的数据吞吐，在提高系统性能的同时，还简化了系统的设计。与以往DRAM相似，SDRAM也才用电容存储数据，因此需要时钟对SDRAM存储的数据进行刷新操作。但是，与DRAM相比，SDRAM进行了结构上的改善，可以称为增强型DRAM，SDRAM的同步特性能够满足高速系统的对内存速度的要求。SDRAM结构的另一大特点，是其支持DRAM的两列地址同时打开，100MHz的无缝数据速率可在整个器件读或写中实现。SDRAM的这些特性使其迅速普及，并不断升级。

2SDRAM的发展阶段

到目前为止，SDRAM大体尽力了5个发展阶段，即SDRAM，DDR，DDR2，DDR3和DDR4。DDR4是市场的主流，DDR5标准还在制定中，预计2018年完成最终的标准制定。

2.1SDRAM

在Intel Celeron系列和AMD K6处理器以及相关的主板芯片组推出后，EDO DRAM内存性能再也无法满足需要了，内存技术必须彻底革新才能满足新一代CPU架构的需求，于是内存到了SDRAM时代。

由于Intel长期处于处理器市场的霸主地位，内存技术的发展也相匹配地与之融合。由于Intel对SDRAM的支持，使SDRAM内存处于内存产品的主流地位，第一代SDRAM内存规范为PC66，后来由于Intel公司和AMD公司的频率竞争，处理器的外部总线频速率迅速上升到100MHz，PCI00内存便很快取代PC66内存，后来出现了外频为133MHz的HII等，便出现了PCI33规范，PCI33规范对SDRAM的整体性能作了进一步提升，将SDRAM带宽提高到1GB/s以上。由于SDRAM内存64bit的总线宽度正好和处理器的数据总线宽度对应，所以一条内存便可支持处理器的工作，更加凸显了SDRAM内存的便捷性。并且，SDRAM内存的性能明显超越了EDO内存，这得益于SDRAM输入输出信号与系统外频同步的特性。

后来由于Intel启动了Pentium 4计划，内存带宽可达到1064MB/s的PCI33规范几经不能满足Pentium 4计划的发展需求，为了市场的占有份额，Intel公司与Rambus公司联合推广了Rambus DRAM内存，Rambus DRAM内存称为RDRAM内存。后来，因为RDRAM内存的PC600、PC700出现了“失误事件”、并且Pentium 4平台因为使用PC800 RDRAM内存，导致成本过高不利于普及，种种问题让RDRAM内存未能得到发展，RDRAM最终被DDR内存所取代。

2.2DDR SDRAM

DDRSDRAM是英文Double Data Rate SDRAM的缩写，简称为DDR，是指双倍速率的SDRAM。SDRAM是在时钟的上升沿传输数据，而DDR在时钟的上升沿和下降沿都能够传输数据，使DDRSDRAM的速度是SDRAM的2倍，而且DDR SDRAM的生a成本并未大幅增加，只有SDRAM生产成本的1-3倍，使DDR SDRAM的优势更加凸显。第二代PC266 DDR SRAM是由PCI33所衍生出来的，其带宽达到了266MHz。

与SDRAM不同，DDRSDRAM运用了更先进的技术，更先进的同步电路。同时，DDR采用DLL延时锁定回路技术，并提供1个数据虑波信号，使DDR控制器可对有效数据进行精确定位。本质上，DDR不需要提高工作时钟频率就能提高数据速率，DDR在时钟的上升沿和下降沿均可以读出数据，所以DDR速度比标准SDRAM提高了1倍。从外形体积上，DDRSDRAM与SDRAM具有相同的针脚距离，以及相同的尺寸。SDRAM采用的支持3.3V电压的LVTTL标准，而DDR SDRAM使用的是2.5V电压的SSTL2标准。

由DDRSDRAM在成本、性能方面提供了良好的解决方案，使DDRSDRAM迅速占领了市场，随后，DDRSDRAM在频率上一步步升级，不断提供解决内存带宽不足的方案。作为第一代DDR规范的DDR200未能得到大范围使用；第二代的DDRSDRAM为PC266规范，是由PCI33 SDRAM规范发展而来，PC266将DDR SDRAM推向了第一个迅猛时期，后来出现了作为过度产品的DDR333内存，在后来出现的DDR400内存成为当时主流平台的选择，后来出现了用于超频方案的DDR533规范。