Atmiņas moduļu izstrāde

Atmiņas mikroshēmas stāvoklis palika izmantots līdz 286. gada pirmajām dienām, kas radīja praktisku šķērsli datoru attīstībai, jo tā nespēja tikt izjauktam un aizstātam. Ņemot to vērā, ir parādījušies atmiņas moduļi. Lodējiet atmiņas mikroshēmu uz iepriekš izstrādātas drukātas shēmas plates, kā arī izmantojiet atmiņas slotus datora mātesplatē. Tas pilnībā atrisina sarežģītās instalēšanas un atmiņas nomaiņas problēmu.
Pirms 80286 mātesplates atbrīvošanas pasaule nenovērtēja atmiņu. Tajā laikā atmiņa tika tieši fiksēta uz mātesplates, un tai bija tikai 64-256 kb. Darba programmām, kas tajā laikā darbojas ar personālajiem datoriem, šāda veida atmiņas veiktspēja un ietilpība bija pietiekama, lai tajā laikā apmierinātu programmatūras programmu apstrādes vajadzības. Tomēr, parādoties programmatūras programmām un jaunās paaudzes 80286 aparatūras platformai, programmas un aparatūra ir izvirzījusi augstākas prasības atmiņas veiktspējai. Lai uzlabotu ātrumu un paplašinātu ietilpību, atmiņai jābūt parādītai neatkarīgā iepakojuma formā, tādējādi radot "atmiņas moduļa" jēdzienu.
Kad pirmo reizi tika ieviesta 80286 mātesplate, atmiņas modulis izmantoja vienu līnijas atmiņas moduļu (SIMM) saskarni ar jaudu 30Pin un 256KB. Tam jāiekļauj 8 datu biti un 1 kontrolsumma, lai izveidotu banku. Tāpēc 30 pin simm, ko mēs redzam, parasti tiek izmantots kopā ar četriem moduļiem kopā. Kopš dators 1982. gadā ienāca civilā tirgū, 30pin Simm atmiņa, kas pārī ar 80286 procesoru, bija pionieris atmiņas jomā.
Pēc tam no 1988. līdz 1990. gadam PC Technology sasniedza vēl vienu attīstības virsotni, proti, 386 un 486 ERA. Šajā laikā CPU jau bija attīstījušies 16 bitu virzienā, tāpēc 30 PIN SIMM atmiņa vairs nevarēja apmierināt pieprasījumu. Tā apakšējā atmiņas joslas platums bija kļuvis par steidzamu atrisināšanas sašaurinājumu. Tāpēc šajā laikā parādījās 72 PIN SIMM atmiņa, kas atbalstīja 32- bitu ātru lapas režīma atmiņu un ievērojami palielināja atmiņas joslas platumu. Vienreizēja 72 tapu SIMM atmiņas ietilpība parasti ir no 512 KB līdz 2 MB, un vienlaikus ir jāizmanto tikai divi. Sakarā ar nesaderību ar 30pin Simm atmiņu, PC nozare šajā laikā izlēmīgi novērsa 30 pin SIMM atmiņu.
Edo Dram (pagarināts datums Out RAM) atmiņa, kas bija populārs atmiņas modulis no 1991. līdz 1995. gadam, ir ārkārtīgi līdzīga FP DRAM. Tas novērš laika intervālu starp diviem paplašinātās datu izvades atmiņas un pārsūtīšanas atmiņas glabāšanas cikliem un piekļūst nākamajai lapai, nosūtot datus uz CPU. Tāpēc tā ātrums ir 15-30% ātrāks nekā parastais dram. Darba spriegums parasti ir 5 V, joslas platums ir 32- bits, un ātrums ir virs 40ns. Tajā laikā to galvenokārt izmantoja 486 un agrīnajos Pentium datoros.
No 1991. līdz 1995. gadam mēs bijām liecinieki neērtai situācijai, kad atmiņas tehnoloģijas attīstība bija salīdzinoši lēna un gandrīz stagnējoša. Tāpēc šajā laikā mēs redzējām 72 tapu un 168 PIN EDO RAM līdzāspastāvēšanu. Faktiski Edo atmiņa pieder arī 72 PIN SIMM atmiņas kategorijai, taču tā izmanto pilnīgi jaunu adresēšanas metodi. Edo ir izdarījis izmaksu un jaudas sasniegumus, un, strauji attīstot ražošanas procesus, vienas EDO atmiņas ietilpība tagad ir sasniegusi 4-16 MB. Sakarā ar to, ka pentium un augstāka līmeņa CPU datu kopnes platums ir 64 vai pat augstāks, pāriem jāizmanto gan Edo RAM, gan FPM RAM.
SDRAM laikmets
Pēc Intel Celeron sērijas, AMD K6 procesoru un saistīto mātesplates mikroshēmojumu izlaišanas Edo Dram atmiņas veiktspēja vairs nevar apmierināt vajadzības. Atmiņas tehnoloģija ir rūpīgi jāiegūst, lai atbilstu jaunās paaudzes CPU arhitektūras prasībām. Šajā laikā atmiņa sāka ienākt klasiskajā SDRAM laikmetā.
Pirmās paaudzes SDRAM atmiņas pamatā bija PC66 specifikācija, bet drīz vien frekvences strīda starp Intel un AMD dēļ CPU ārējā frekvence tika palielināta līdz 100MHz, tāpēc PC66 atmiņa tika ātri aizstāta ar PC100 atmiņu. Ar PIII un K7 ERA parādīšanos 133MHz ārējā frekvencē, PC133 specifikācija vēl vairāk uzlaboja SDRAM kopējo veiktspēju, un joslas platums palielinājās līdz vairāk nekā 1 GB/sek. Sakarā ar 64 bitu joslas platumu SDRAM, kas atbilst CPU 64 bitu datu kopnes platumam, tas prasa tikai vienu atmiņu, lai darbotos, turpinot uzlabot ērtības. Runājot par veiktspēju, jo tā ievades un izejas signāli tiek sinhronizēti ar sistēmas ārējo frekvenci, tā ātrums ievērojami pārsniedz Edo atmiņu.
Nevar noliegt, ka SDRAM atmiņa ir attīstījusies no 66MHz sākuma līdz 100MHz un 133MHz. Lai arī tas nav pilnībā atrisinājis atmiņas joslas platuma sašaurināšanas problēmu, CPU Overclocking ir kļuvis par mūžīgu tēmu DIY lietotājiem. Tāpēc daudzi lietotāji pārspīlē PC100 atmiņu līdz 133MHz, lai sasniegtu CPU pārmērīgu veiksmi. Ir vērts pieminēt, ka, lai atvieglotu dažu pārmērīgu lietotāju vajadzības, tirgū ir parādījušās dažas PC150 un PC166 standarta atmiņas.
Lai arī SDRAM PC133 atmiņas joslas platumu var palielināt līdz 1064 MB/s, apvienojumā ar Intel jaunāko Pentium 4 plānu, SDRAM PC133 atmiņa nevar apmierināt nākotnes attīstības vajadzības. Šajā laikā Intel, lai sasniegtu tirgus dominēšanu, apvienoja spēkus ar Rambusu, lai PC tirgū reklamētu Rambus Dram atmiņu (pazīstamu kā RDRAM atmiņu). Atšķirībā no SDRAM, tas pieņem jaunu ātrgaitas vienkāršas atmiņas arhitektūras paaudzi, pamatojoties uz RISC veida (samazināta instrukciju iestatītā skaitļošanas) teoriju, kas var samazināt datu sarežģītību un uzlabot vispārējo sistēmas veiktspēju.
Sacensībās starp AMD un Intel tas ir frekvences konkurences laikmets, tāpēc CPU pulksteņa ātrums pastāvīgi palielinās. Intel ir uzsācis augstfrekvences Pentium III un Pentium 4 procesorus, lai pārspētu AMD. Tāpēc Rambus dram atmiņu Intel uzskata par tā nākotnes konkurences slepkavu. Rambus Dram atmiņa vienkāršo katra pulksteņa cikla datu skaļumu ar lielu pulksteņa frekvenci, tāpēc atmiņas joslas platums ir diezgan lielisks. Piemēram, dators 1066 1066 mHz 32- bitu joslas platums var sasniegt 4,2 g baitu/sek, un Rambus dram savulaik tika uzskatīts par perfektu sakritību Pentium 4.
Tomēr, neskatoties uz to, Rambus Rdram atmiņa nebija dzimusi īstajā laikā un joprojām bija "jāizlaupa" ar lielāku ātrumu DDR. Tajā laikā PC600 un PC700 Rambus RDRAM atmiņu aizēnoja Intel 820 mikroshēmojuma "kļūdu notikums", un PC800 Rambus rdram bija pārāk dārgs, lai iegūtu Pentium 4 platformas atbalstu. Dažādas problēmas izraisīja Rambus Rdram nedzimušo. Rambus cerēja uz PC166 standarta RDRAM ar augstāku frekvenci, lai pagrieztu paisumu, bet galu galā padevās DDR atmiņai.
DDR laikmets
DDR SDRAM (Dual Datarate SDRAM), kas pazīstams arī kā dubultā ātruma SDRAM, ir jaunināta SDRAM versija. DDR vienreiz pārsūta datus par pulksteņa signāla pieaugošo un krītošo malu, kas padara tā datu pārsūtīšanas ātrumu divreiz vairāk nekā tradicionālā SDRAM. Sakarā ar pārmērīgu krītošo malu signālu izmantošanu, tas nerada enerģijas patēriņa palielināšanos. Runājot par risināšanas un kontroles signāliem, tie ir tādi paši kā tradicionālais SDRAM, kas tiek pārraidīts tikai uz pieaugošās pulksteņa malas.
DDR atmiņa ir kompromisa risinājums starp veiktspēju un izmaksām, kura mērķis ir ātri izveidot stabilu tirgus telpu, pakāpeniski virzīties uz priekšu un galu galā kompensēt atmiņas joslas platuma trūkumu. Pirmās paaudzes DDR200 specifikācija netika plaši izmantota, un otrās paaudzes PC266 DDR SRAM (133MHz pulkstenis x 2x datu pārsūtīšana =266 MHz joslas platums) tika iegūts no PC133 SDRAM atmiņas, kas DDR atmiņu ienesa pirmajā virsotnē. Turklāt daudzi Celeron un AMD K7 procesori izmanto DDR266 specifikācijas atmiņu, un tā vēlākā DDR333 atmiņa ir arī pāreja. DDR400 atmiņa ir kļuvusi par galveno platformas opciju, un dubultā kanāla DDR400 atmiņa ir kļuvusi par pamatstandartu 800FSB procesoriem. Sekojošā DDR533 specifikācija ir kļuvusi par pārmērīgu lietotāju izvēli.
DDR2 laikmets
DDR2 (dubultā datu pārraide 2) SDRAM ir jaunas paaudzes atmiņas tehnoloģijas standarts, kuru izstrādājis JEDEC (Apvienotā elektronu ierīču inženierijas padome). Lielākā atšķirība starp DDR2 un iepriekšējās paaudzes DDR atmiņas tehnoloģijas standartu ir tā, ka, lai arī abi izmanto datu pārsūtīšanas pamata metodi vienlaikus ar pulksteņa pieauguma/kritiena kavēšanos, DDR2 atmiņai ir divreiz lielāka par iepriekšējās paaudzes DDR atmiņas iepriekš lasīšanas spēju (ti, 4- bitu datu lasīšana iepriekš). Citiem vārdiem sakot, DDR2 atmiņa var nolasīt/rakstīt datus 4 reizes lielāks par ārējā kopnes ātrumu vienā pulkstenī un var darboties ar 4 reizes lielāku iekšējās vadības kopnes ātrumu.
Turklāt DDR2 standarta dēļ visas DDR2 atmiņas ir iesaiņotas FBGA, kas atšķiras no plaši izmantotā TSOP/TSOP-II iepakojuma. FBGA iepakojums var nodrošināt labāku elektrisko veiktspēju un siltuma izkliedi, nodrošinot stabilu pamatu stabilai DDR2 atmiņas darbībai un nākotnes frekvences attīstībai. Atskatoties uz DDR attīstības vēsturi, sākot no pirmās paaudzes DDR200 pielietojuma līdz personālajiem datoriem, izmantojot DDR266, DDR333 līdz dubultā kanāla DDR400 tehnoloģijai, pirmās paaudzes DDR izstrāde ir sasniegusi arī tehnoloģiju robežu, un ir grūti uzlabot atmiņas darba ātrumu, izmantojot parastās metodes; Izstrādājot Intel jaunāko procesora tehnoloģiju, palielinās pieprasījums pēc atmiņas joslas platuma priekšējā daļā, un DDR2 atmiņa ar augstāku un stabilāku darbības frekvenci būs tendence.
Tā kā CPU veiktspēja turpina uzlaboties, mūsu prasības attiecībā uz atmiņas veiktspēju arī pakāpeniski tiek modernizētas. Nevar noliegt, ka DDR, kas balstās tikai uz augstfrekvences joslas platuma uzlabošanu, galu galā nepaliks. Tāpēc JEDEC organizācija ilgu laiku ir pagatavojusi DDR2 standartu, un ar tādu jaunu platformu, piemēram, LGA775 interfeisa 915/925, atbalstu un jaunāko 945 DDR2 atmiņai, DDR2 atmiņa sāks izpētīt atmiņas lauku.
DDR2 var nodrošināt minimālo joslas platumu 4 0 0MB/s uz tapu, pamatojoties uz 100MHz pārraides frekvenci, un tā saskarne darbosies ar spriegumu 1,8 V, vēl vairāk samazinot siltuma ģenerēšanu un palielinot frekvenci. Turklāt DDR2 būs iekļauti jauni veiktspējas rādītāji, piemēram, CAS, OCD, ODT un pārtrauks instrukcijas, lai uzlabotu atmiņas joslas platuma izmantošanu. Saskaņā ar JEDEC organizatoru izklāstīto DDR2 standartu, DDR2 atmiņai tādiem tirgiem kā PCS būs dažādas pulksteņa frekvences, piemēram, 400, 533 un 667MHz. Augstākās klases DDR2 atmiņā būs divas frekvences ar 800 un 1000 MHz. DDR-II atmiņa tiks iesaiņota FBGA ar 200-, 220- un 240 PIN konfigurācijām. Sākotnējā DDR2 atmiņa tiks ražota, izmantojot 0. 13- mikronu ražošanas procesu, ar atmiņas daļiņu spriegumu 1,8 V un ietilpības blīvums 512 MB.
Nav šaubu, ka atmiņas tehnoloģija būs populāra 2005. gadā, un Sdram attēlotā statiskā atmiņa netiks popularizēta piecu gadu laikā. QBM un RDRAM atmiņa arī nespēj mainīt to samazināšanos, tāpēc DDR un DDR2 līdzāspastāvēšana būs neizbēgams fakts.
Papildus personālajam datoram -133 VCM (Virxual Channel Memory) ir arī svarīgs datora pēcteces dalībnieks -100. VCM, kas pazīstams arī kā virtuālā kanāla atmiņa, ir atmiņas standarts, ko atbalsta vairums jaunāku mikroshēmu. VCM atmiņa galvenokārt tiek ražota, pamatojoties uz "kešatmiņā saglabātu DRAM" tehnoloģiju, ko izstrādājusi NEC, kas integrē "kanāla kešatmiņu" un kuru konfigurē un kontrolē ātrgaitas reģistri. Lai arī tiek sasniegta ātrgaitas datu pārraide, VCM saglabā arī augstu savietojamību ar tradicionālo SDRAM, tāpēc VCM atmiņu parasti sauc par VCM SDRAM. Atšķirība starp VCM un SDRAM ir tāda, ka neatkarīgi no tā, vai datus ir apstrādājis CPU vai nē, tos var novest VCM apstrādei, savukārt parastais SDRAM var apstrādāt tikai datus, kurus apstrādā CPU. Tāpēc VCM apstrādā datus par vairāk nekā 20% ātrāk nekā SDRAM. Ir daudz mikroshēmojumu, kas var atbalstīt VCM SDRAM, ieskaitot Intel 815E, Via's 694X utt.
Rdrame
Pēc tam, kad Intel palaida datoru -100, tehnoloģiju sasniegumu dēļ, 800 MB/S joslas platums -100} vairs nebija pietiekams, lai apmierinātu pieprasījumu, savukārt PC joslas platuma uzlabojums -133 nebija būtisks (1064MB/s), kas arī nevarēja būt nākotnes attīstībai. Lai sasniegtu mērķi monopolizēt tirgu, Intel sadarbojas ar Rambus, lai reklamētu Rambus dram (Directrambus dram) datoru tirgū, kā parādīts attēlā 4-3.
Rambus dram ir atmiņas specifikācija, kuru vispirms ierosināja Rambus, kurā tiek pieņemta jauna ātrgaitas un vienkāršas atmiņas arhitektūras paaudze, lai samazinātu datu sarežģītību un uzlabotu vispārējo sistēmas veiktspēju. Rambus izmanto 400MHz 16 bitu kopni, kas vienlaikus var pārsūtīt datus uz augošajām un nokristošajām malām vienā pulksteņa ciklā. Tās faktiskais ātrums ir 400MHz × 2=800 MHz, un tā teorētiskais joslas platums ir (16 bitu × 2 × 400MHz/8) 1,6 GB/s, kas ir divreiz lielāks par datoru -100. Turklāt Rambus var uzglabāt arī 9 baitus, un papildu bits ir rezervētais bits, ko nākotnē var izmantot kā ECC (ERROI · pārbaudi un korekcijas) kontrolsummu. Rambus pulkstenis var sasniegt līdz 400MHz, un atmiņas kontroliera un Rimm (Rambus inline atmiņas moduļu) savienošanai tiek izmantoti tikai 30 vara vadi. Samazinot vara vadu garumu un daudzumu, var samazināt elektromagnētiskos traucējumus datu pārraidē, tādējādi ātri palielinot atmiņas darbības frekvenci. Tomēr augstās frekvencēs tas noteikti palielināsies karstums, tāpēc pirmajai Rambus atmiņai pat jābūt ar iebūvētu dzesēšanas ventilatoru.
DDR3 ERA
Salīdzinot ar DDR2, DDR3 ir zemāks darba spriegums, kas samazinās no 1,8 V līdz 1,5 V, kā rezultātā tiek veikts labāks veiktspēja un lielāks jaudas ietaupījums; Jauniniet 4- bitu, kas lasīts pirms ddr2 uz 8- bitu, kas lasīts uz priekšu. DDR3 var sasniegt maksimālo ātrumu 2400MHz, un, tā kā ātrākais DDR2 atmiņas ātrums ir palielināts līdz 800MHz/1066MHz, pirmā DDR3 atmiņas moduļu partija pieaugs no 800MHz. Izstādē Computex mēs redzējām vairākus atmiņu ražotājus, kas demonstrēja 1333MHz DDR3 moduļus.
DDR3 pieņem jaunu dizainu, kura pamatā ir DDR2:
1,8 bitu priekšnojautas dizains, savukārt DDR2 izmanto 4- bitu priekšnoteikšanos, tāpēc DRAM kodola frekvence ir tikai 1/8 interfeisa frekvences, un DDR 3-800 pamatfrīža pamat frekvence ir tikai 100MHz.
2. Pieņemiet topoloģijas arhitektūru no punkta uz punktu, lai mazinātu slogu adreses/komandu un vadības autobusos.
3. Ražošanas procesa pieņemšana zem 100 nm, darba spriegums tiek samazināts no 1,8 V līdz 1,5 V, un pievienotas asinhronās atiestatīšanas un ZQ kalibrēšanas funkcijas.
DDR4 ERA
DDR4 atmiņai būs divas specifikācijas. Ir apstiprināts, ka DDR4 atmiņas pārsūtīšanas ātrums, izmantojot vienreizēju signālu signālu, ir 1. 6-3. 2Gbps, savukārt DDR4 atmiņa, pamatojoties uz diferenciālo signalizācijas tehnoloģiju, var sasniegt pārsūtīšanas ātrumu 6,4Gbps. Sakarā ar neiespējamu divu saskarņu ieviešanu caur vienu DRAM, DDR4 atmiņai būs divas specifikācijas, kuru pamatā ir tradicionālie SE signāli un diferenciālie signāli vienlaicīgi.
Saskaņā ar vairākiem pusvadītāju nozares profesionāļiem DDR4 atmiņa būs vienreizēju signalizācijas (tradicionālā SE signāla) un diferenciālā signalizācijas (diferenciālā signāla tehnoloģija) kombinācija. Paredzams, ka šie divi standarti ieviesīs dažādus mikroshēmu produktus, tāpēc DDR4 atmiņas laikmetā mēs redzēsim divus nesaderīgus atmiņas produktus.