Le développement de modules de mémoire

L'état de la puce de mémoire est resté utilisé jusqu'aux premiers jours du 286, qui posait un obstacle pratique au développement des ordinateurs en raison de son incapacité à être démonté et remplacé. Compte tenu de cela, les modules de mémoire ont émergé. Souder la puce de mémoire sur une carte de circuit imprimé pré-conçu et utiliser également des emplacements de mémoire sur la carte mère de l'ordinateur. Cela résout complètement le problème de l'installation difficile et du remplacement de la mémoire.
Avant la sortie de la carte mère 80286, la mémoire n'était pas appréciée par le monde. À ce moment-là, la mémoire était directement fixée sur la carte mère et avait une capacité de seulement 64-256 KB. Pour les programmes de travail exécutés sur PC à ce moment-là, les performances et la capacité de ce type de mémoire étaient suffisantes pour répondre aux besoins de traitement des logiciels à ce moment-là. Cependant, avec l'émergence de logiciels et la plate-forme matérielle de la nouvelle génération 80286, des exigences plus élevées pour les performances de la mémoire ont été proposées par les programmes et le matériel. Afin d'améliorer la vitesse et d'élargir la capacité, la mémoire doit apparaître sous une forme d'emballage indépendante, donnant ainsi naissance au concept de "module de mémoire".
Lorsque la carte mère 80286 a été introduite pour la première fois, le module de mémoire a utilisé l'interface de modules de mémoire en ligne (SIMM) avec une capacité de 30 pin et 256 Ko. Il doit être composé de 8 bits de données et 1 somme de contrôle pour former une banque. Par conséquent, le SIMM de 30 pin que nous voyons est généralement utilisé avec quatre modules ensemble. Depuis que le PC est entré sur le marché civil en 1982, la mémoire SIMM 30pin associée au processeur 80286 était le pionnier dans le domaine de la mémoire.
Par la suite, de 1988 à 1990, la technologie PC a atteint un autre pic de développement, à savoir les 386 et 486 ERA. À l'heure actuelle, les CPU s'étaient déjà développés vers 16 bits, donc la mémoire SIMM à 30 broches ne pouvait plus répondre à la demande. Sa bande passante de mémoire inférieure était devenue un goulot d'étranglement urgent à résoudre. Par conséquent, la mémoire SIMM à 72 broches est apparue à ce moment, qui prenait en charge la mémoire de mode de page rapide et {7}} et une bande passante de mémoire considérablement augmentée. La capacité unique de la mémoire SIMM à 72 broches est généralement de 512 Ko à 2 Mo, et seulement deux doivent être utilisées simultanément. En raison de son incompatibilité avec une mémoire SIMM de 30 pins, l'industrie PC a éliminé de manière décisive la mémoire SIMM de 30pin pour le moment.
La mémoire EDO DRAM (Extended Date Out RAM), qui était un module de mémoire populaire entre 1991 et 1995, est extrêmement similaire à FP DRAM. Il élimine l'intervalle de temps entre les deux cycles de stockage de la mémoire de sortie de données étendue et de la mémoire de transfert, et accède à la page suivante lors de l'envoi de données au CPU. Par conséquent, sa vitesse est 15-30% plus rapide que le dram ordinaire. La tension de travail est généralement 5V, la bande passante est 32- bit, et la vitesse est supérieure à 40ns. Il était principalement utilisé sur 486 et les premiers ordinateurs du Pentium à l'époque.
De 1991 à 1995, nous avons assisté à une situation délicate où le développement de la technologie de la mémoire était relativement lent et presque stagnant. Par conséquent, nous avons vu la coexistence de 72 broches et 168 broches EDO RAM pour le moment. En fait, la mémoire Edo appartient également à la catégorie de la mémoire SIMM à 72 broches, mais il adopte une méthode d'adressage complètement nouvelle. Edo a fait des percées en matière de coût et de capacité, et avec le développement rapide des processus de fabrication, la capacité d'une seule mémoire Edo a maintenant atteint 4-16} MB. En raison du fait que la largeur du bus de données du Pentium et des CPU de niveau supérieur est de 64 bits ou même plus, EDO RAM et FPM RAM doivent être utilisés par paires.
Ère sdram
Après la sortie de la série Intel Celeron, des processeurs AMD K6 et des chipsets de carte mère associés, les performances de mémoire EDO DRAM ne peuvent plus répondre aux besoins. La technologie de la mémoire doit être complètement innovée pour répondre aux exigences de l'architecture du processeur de nouvelle génération. À cette époque, la mémoire a commencé à entrer dans l'ère Classic Sdram.
La première génération de mémoire SDRAM était basée sur la spécification PC66, mais bientôt en raison du différend de fréquence entre Intel et AMD, la fréquence externe du CPU a été augmentée à 100 MHz, de sorte que la mémoire PC66 a été rapidement remplacée par la mémoire PC100. Avec l'avènement de l'ère PIII et K7 à la fréquence externe de 133 MHz, la spécification PC133 a encore amélioré les performances globales de SDRAM de la même manière, avec une bande passante augmentée à plus de 1 Go / sec. En raison de la bande passante à 64 bits de SDRAM, qui correspond à la largeur de bus de données à 64 bits du CPU, il ne nécessite qu'une mémoire pour fonctionner, améliorant davantage la commodité. En termes de performances, en raison de ses signaux d'entrée et de sortie synchronisés avec la fréquence externe du système, sa vitesse dépasse considérablement celle de la mémoire EDO.
On ne peut nier que la mémoire SDRAM a évolué du début des 66 MHz à 100 MHz et 133 MHz. Bien qu'il n'ait pas complètement résolu le problème du goulot d'étranglement de la bande passante de la mémoire, l'overclocking du processeur est devenu un sujet éternel pour les utilisateurs de bricolage. Par conséquent, de nombreux utilisateurs overclockent la mémoire PC100 de marque à 133 MHz pour atteindre le succès de l'overclocking du CPU. Il convient de mentionner que pour faciliter les besoins de certains utilisateurs d'overclocking, certaines mémoire standard PC150 et PC166 ont émergé sur le marché.
Bien que la bande passante de la mémoire SDRAM PC133 puisse être augmentée à 1064 Mo / s, associée au dernier plan du Pentium 4 d'Intel, la mémoire SDRAM PC133 ne peut pas répondre aux besoins de développement futurs. À l'heure actuelle, Intel, afin d'atteindre la domination du marché, s'est associé à Rambus pour promouvoir la mémoire Rambus DRAM (connue sous le nom de mémoire RDRAM) sur le marché des PC. Contrairement à SDRAM, il adopte une nouvelle génération d'architecture de mémoire simple à grande vitesse basée sur un type de théorie RISC (Ensemble d'instructions réduit), ce qui peut réduire la complexité des données et améliorer les performances globales du système.
Dans la compétition entre AMD et Intel, c'est l'ère de la compétition de fréquence, de sorte que la vitesse d'horloge du CPU augmente constamment. Intel a lancé des processeurs à haute fréquence Pentium III et Pentium 4 pour dépasser AMD. Par conséquent, la mémoire Rambus DRAM est considérée par Intel comme son futur tueur compétitif. La mémoire Rambus DRAM simplifie le volume de données de chaque cycle d'horloge avec une fréquence d'horloge élevée, donc la bande passante de mémoire est assez excellente. Par exemple, le PC 1066 1066 MHz 32- La bande passante de bits peut atteindre 4,2 g d'octet / sec, et Rambus DRAM était autrefois considéré comme une correspondance parfaite pour Pentium 4.
Cependant, malgré cela, la mémoire Rambus RDRAM n'est pas née au bon moment et a encore dû être "pillé" par DDR à vitesse plus élevée. À ce moment-là, la mémoire Rambus RDRAM de PC600 et PC700 a été éclipsée par l'événement Intel 820 du chipset, et le PC800 Rambus RDRAM était trop coûteux pour gagner le support de la plate-forme Pentium 4. Divers problèmes ont provoqué le mort-né du rambus. Rambus avait espéré que le RDRAM standard PC166 avec une fréquence plus élevée pour tourner la marée, mais a finalement succombé à la mémoire DDR.
ERA DDR
DDR SDRAM (Dual Datarate SDRAM), également connu sous le nom de Double Rate SDRAM, est une version mise à niveau de SDRAM. DDR transfère les données une fois sur les bords montant et descendant du signal d'horloge, ce qui fait de sa vitesse de transfert de données deux fois celle de SDRAM traditionnelle. En raison de l'utilisation excessive des signaux de bord en baisse, il n'entraîne pas une augmentation de la consommation d'énergie. En ce qui concerne l'adressage et le contrôle des signaux, ils sont les mêmes que le SDRAM traditionnel, transmis uniquement sur le bord montant de l'horloge.
La mémoire DDR est une solution de compromis entre les performances et le coût, visant à établir rapidement un espace de marché solide, à progresser progressivement en fréquence et, à la compensation, à compenser le manque de bande passante de la mémoire. La spécification DDR200 de première génération n'a pas été largement adoptée, et le SRAM DDR PC266 de deuxième génération (TRANSFERT DE DONNÉES DE DONNÉES DE DONNÉES =266) a été dérivé de la mémoire SDRAM PC133, qui a amené la mémoire DDR au premier pic. De plus, de nombreux processeurs Celeron et AMD K7 utilisent une mémoire de spécification DDR266, et sa mémoire DDR333 ultérieure est également une transition. La mémoire DDR400 est devenue l'option de plate-forme grand public, et la mémoire DDR400 à double canal est devenue la norme de base pour les processeurs 800FSB. La spécification DDR533 suivante est devenue le choix des utilisateurs d'overclocking.
ERA DDR2
DDR2 (Double Data Rate 2) SDRAM est une norme de technologie de mémoire de nouvelle génération développée par Jedec (Joint Electron Device Engineering Council). La plus grande différence entre DDR2 et la norme de technologie de mémoire DDR de génération précédente est que, bien que les deux utilisent la méthode de base du transfert de données simultanément avec un délai d'élévation / chute d'horloge, la mémoire DDR2 a deux fois la capacité de lecture pré-lecture de la mémoire DDR de la génération précédente (c'est-à-dire 4- Bit Data Read Prech). En d'autres termes, la mémoire DDR2 peut lire / écrire des données à 4 fois la vitesse du bus externe par horloge, et peut fonctionner à 4 fois la vitesse du bus de commande interne.
De plus, en raison de la norme DDR2, toutes les souvenirs DDR2 sont emballés dans FBGA, qui est différent de l'emballage TSOP / TSOP-II largement utilisé. L'emballage FBGA peut fournir de meilleures performances électriques et une dissipation de chaleur, offrant une base solide pour le fonctionnement stable et le développement de fréquence future de la mémoire DDR2. En repensant à l'historique de développement de DDR, de l'application de première génération de DDR200 aux ordinateurs personnels, via DDR266, DDR333 à la technologie DDR400 à double canal, le développement de la DDR de première génération a également atteint la limite de la technologie, et il est difficile d'améliorer la vitesse de travail de la mémoire par le biais de méthodes conventionnelles; Avec le développement de la dernière technologie de processeur d'Intel, la demande de bande passante de mémoire dans le bus frontal augmente, et la mémoire DDR2 avec une fréquence de fonctionnement plus élevée et plus stable sera la tendance.
Alors que les performances du processeur continue de s'améliorer, nos exigences pour les performances de la mémoire sont également progressivement améliorées. On ne peut nier que le DDR, qui s'appuie uniquement sur l'amélioration de la bande passante à haute fréquence, finira par échouer. Par conséquent, l'organisation JEDEC prépare la norme DDR2 depuis longtemps, et avec la prise en charge de nouvelles plates-formes telles que l'interface LGA775 915/925 et la dernière 945 pour la mémoire DDR2, la mémoire DDR2 commencera à explorer le domaine de la mémoire.
Le DDR2 peut fournir une bande passante minimale de 4 0 0 Mo / s par broche basée sur une fréquence de transmission de 100 MHz, et son interface fonctionnera à une tension de 1,8 V, réduisant encore la génération de chaleur et augmentant la fréquence. De plus, DDR2 incorporera de nouveaux indicateurs de performance tels que CAS, OCD, ODT et les instructions d'interruption pour améliorer l'utilisation de la bande passante de la mémoire. Selon la norme DDR2 décrite par les organisateurs de Jedec, la mémoire DDR2 pour les marchés telles que les PC aura des fréquences d'horloge différentes telles que 400, 533 et 667 MHz. La mémoire DDR2 haut de gamme aura deux fréquences de 800 et 1000 MHz. La mémoire DDR-II sera emballée dans FBGA avec 200-, 220- et 240 configurations de broches. La mémoire DDR2 initiale sera produite en utilisant un processus de fabrication de micron 0. 13-, avec des particules de mémoire ayant une tension de 1,8 V et une densité de capacité de 512 Mo.
Il ne fait aucun doute que la technologie de la mémoire sera populaire en 2005, et la mémoire statique représentée par SDRAM ne sera pas popularisée dans les cinq ans. La mémoire QBM et RDRAM ne peut pas non plus inverser leur déclin, donc la coexistence de DDR et DDR2 sera un fait inévitable.
En plus de PC -133, VCM (Virxual Channel Memory) est également un membre important du successeur de PC -100. VCM, également connu sous le nom de mémoire de canaux virtuels, est une norme de mémoire prise en charge par la plupart des chipsets plus récents. La mémoire VCM est principalement fabriquée sur la base d'une technologie "DRAM mis en cache" développée par NEC, qui intègre "Cache de canal" et est configurée et contrôlée par des registres à grande vitesse. Tout en atteignant la transmission de données à grande vitesse, le VCM maintient également une compatibilité élevée avec le SDRAM traditionnel, de sorte que la mémoire VCM est communément appelée VCM SDRAM. La différence entre VCM et SDRAM est que, que les données aient été traitées ou non par le CPU, elle peut être renvoyée à VCM pour le traitement, tandis que le SDRAM ordinaire ne peut traiter que les données traitées par le CPU. Par conséquent, VCM traite les données plus de 20% plus rapidement que SDRAM. Il existe de nombreux chipsets qui peuvent prendre en charge VCM SDRAM, notamment le 815E d'Intel, le 694X de VIA, etc.
Rdram
Après qu'Intel a lancé le PC -100, en raison des progrès technologiques, la bande passante de 800 Mo / s de la mémoire PC -100 n'était plus suffisante pour répondre à la demande, tandis que l'amélioration de la bande passante du PC -133 n'était pas significative (1064Mb / s), ce qui n'a pas non plus répondu aux besoins de développement futur. Afin d'atteindre l'objectif de monopolisation du marché, Intel s'est associé à Rambus pour promouvoir Rambus DRAM (Directambus DRAM) sur le marché PC, comme le montre la figure 4-3.
Rambus DRAM est une spécification de mémoire proposée pour la première fois par Rambus, qui adopte une nouvelle génération d'architecture de mémoire à grande vitesse et simple pour réduire la complexité des données et améliorer les performances globales du système. Rambus utilise un bus à 16 bits de 400 MHz, qui peut transmettre des données simultanément sur les bords montant et tombant dans un cycle d'horloge. Sa vitesse réelle est de 400 MHz × 2=800 MHz, et sa bande passante théorique est (16 bits × 2 × 400MHz / 8) 1,6 Go / s, ce qui est le double de PC -100. De plus, Rambus peut également stocker 9 octets, le bit supplémentaire étant un bit réservé qui peut être utilisé comme somme de contrôle ECC (Erroi · Vérification et correction) à l'avenir. L'horloge de Rambus peut atteindre jusqu'à 400 MHz, et seulement 30 fils de cuivre sont utilisés pour connecter le contrôleur de mémoire et RIMM (modules de mémoire en ligne Rambus). La réduction de la longueur et de la quantité de fils de cuivre peut réduire l'interférence électromagnétique dans la transmission des données, augmentant ainsi rapidement la fréquence de fonctionnement de la mémoire. Cependant, aux hautes fréquences, la chaleur qu'il émet augmentera certainement, de sorte que la première mémoire Rambus doit même être livrée avec un ventilateur de refroidissement intégré.
ERA DDR3
Par rapport à DDR2, DDR3 a une tension de fonctionnement plus faible, passant de 1,8 V à 1,5 V, ce qui entraîne de meilleures performances et des économies de puissance plus importantes; Mettez à niveau le bit 4- Lire avant DDR2 vers 8- Bit Lire à l'avance. Le DDR3 peut atteindre une vitesse maximale de 2400 MHz, et comme la vitesse de mémoire DDR2 la plus rapide a été augmentée à 800 MHz / 1066 MHz, le premier lot de modules de mémoire DDR3 passera de 800 MHz. Lors de l'exposition Computex, nous avons vu plusieurs fabricants de mémoire présentant des modules DDR3 de 1333 MHz.
DDR3 adopte un nouveau design basé sur DDR2:
La conception de la prélecture de 1,8 bits, tandis que DDR2 utilise 4- préfecciation de bits, de sorte que la fréquence du noyau DRAM n'est que 1/8 de la fréquence d'interface, et la fréquence de fonctionnement du noyau de DDR 3-800 n'est que 100 MHz.
2. Adoptez une architecture de topologie point à point pour atténuer le fardeau des bus d'adresse / commandement et de contrôle.
3. Adoptant un processus de production inférieur à 100 nm, la tension de travail est réduite de 1,8 V à 1,5 V, et des fonctions d'étalonnage réinitialisées et asynchrones et ZQ sont ajoutées.
ERA DDR4
La mémoire DDR4 aura deux spécifications. Le taux de transfert de la mémoire DDR4 à l'aide d'un signal de signalisation à un seul stand a été confirmé comme étant 1. 6-3. 2 Gb En raison de l'impossibilité de mettre en œuvre deux interfaces via un seul DRAM, la mémoire DDR4 aura deux spécifications basées sur les signaux SE traditionnels et les signaux différentiels simultanément.
Selon plusieurs professionnels de l'industrie des semi-conducteurs, la mémoire DDR4 sera une combinaison de signalisation unique (signal SE traditionnel) et de la signalisation différentielle (technologie de signal différentiel). Il est prévu que ces deux normes introduiront des produits de puce différents, donc à l'ère de la mémoire DDR4, nous verrons deux produits de mémoire incompatibles.