大家好，我是蝸牛兄。

本文主要介紹DDR常用的三種頻率，以及梳理內(nèi)存頻率是怎樣提升的。可能這篇文章對(duì)于電路設(shè)計(jì)用處不大，但多了解一點(diǎn)總是沒(méi)壞處的。

通過(guò)下面這張表，我們一起來(lái)了解一下內(nèi)存DDR的頻率。

圖2 內(nèi)存頻率表格

從表中可以看出內(nèi)存有三種頻率，分別是核心頻率，工作頻率和等效頻率。而我們平時(shí)所說(shuō)的頻率就是等效頻率。

從表格中我們可以得出以下信息：

1、核心頻率，指真正讀寫內(nèi)存顆粒的頻率，它是固定不變的，一般是133，166，和200MHz三類，這個(gè)頻率提升很難。

2、工作頻率，DDR工作頻率是顆粒核心頻率的兩倍。 兩倍是指在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)傳輸兩次數(shù)據(jù)。

3、等效頻率，就是對(duì)外宣稱的頻率，只不過(guò)加上了預(yù)存取功能，比如DDR2 800中800MHz表示的就是等效頻率，它和內(nèi)存的預(yù)讀取有關(guān)。

等效頻率 = 顆粒核心頻率 x prefect。

4、在核心頻率相同的時(shí)候，

SDR等效頻率是核心頻率的1倍，

DDR等效頻率是核心頻率的2倍，

DDR2等效頻率是核心頻率的4倍，

DDR3等效頻率是核心頻率的8倍，

DDR4等效頻率是核心頻率的8倍。

那么DDR內(nèi)存頻率是怎樣提升的呢？

1、DDR在一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)進(jìn)行了兩次數(shù)據(jù)傳輸，提升了工作頻率

以前的SDR在一個(gè)周期內(nèi)進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸，現(xiàn)在DDR一個(gè)周期內(nèi)進(jìn)行了兩次數(shù)據(jù)傳輸（上升沿+下降沿）。

圖3 SDR一個(gè)周期內(nèi)傳輸一次數(shù)據(jù)

圖4 DDR一個(gè)周期內(nèi)傳輸兩次數(shù)據(jù)

2、增加了預(yù)讀取技術(shù)prefect

怎么理解內(nèi)存的預(yù)讀??？

就好比我們的跑步比賽，每個(gè)人都有快慢之分。有的人跑步速度1m/秒，有的人跑步速度1.5m/秒。

圖5 跑步來(lái)形容預(yù)讀取

DDR內(nèi)存預(yù)讀取是2bit，

DDR2內(nèi)存預(yù)讀取是4bit，

DDR3內(nèi)存預(yù)讀取是8bit，

DDR4內(nèi)存預(yù)讀取是8bit。

以上是SDR到DDR3頻率增加的2個(gè)原因。不過(guò)DDR4在預(yù)讀取位數(shù)上和DDR3內(nèi)存一樣是8bit，因?yàn)橄敕兜?6bit在當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)難度太大了。

3、Bank Group分組設(shè)計(jì)

那么DDR4怎么在之前的基礎(chǔ)上進(jìn)行頻率提升呢？這次我們要換個(gè)思路：

于是提出了Bank Group分組設(shè)計(jì)。包括使用兩個(gè)或者四個(gè)可選擇的Bank Group分組，允許各個(gè)Bank Group具備獨(dú)立啟動(dòng)操作讀、寫等動(dòng)作特性，從而改進(jìn)內(nèi)存的整體效率和帶寬。所以等效頻率可以提升到核心頻率的16倍或32倍。

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)總線是DDR4整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)的關(guān)鍵性設(shè)計(jì)。

怎么說(shuō)呢？

DDR3內(nèi)存和內(nèi)存控制器鏈接依靠的是多點(diǎn)分支總線。這種總線允許在一個(gè)接口上掛接許多同樣規(guī)格的芯片。比如主板上往往為雙通道設(shè)計(jì)四根內(nèi)存插槽，每個(gè)通道在物理結(jié)構(gòu)上只允許擴(kuò)展更大容量。

打個(gè)比方說(shuō)，這種設(shè)計(jì)類似于為每次只能雙向通行一對(duì)車的道路邊修建倉(cāng)庫(kù)，倉(cāng)庫(kù)直連道路，雖然每個(gè)倉(cāng)庫(kù)都有自己的運(yùn)輸車和運(yùn)輸能力，但道路只允許每次雙向通行一對(duì)車，因此這種設(shè)計(jì)如果不停的加修倉(cāng)庫(kù)，只是擴(kuò)大了存儲(chǔ)能力而已，對(duì)運(yùn)輸能力幫助不大。

圖6 DDR4點(diǎn)對(duì)點(diǎn)總線提高帶寬

DDR4采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)總線，內(nèi)存控制器每通道只能支持唯一的一根內(nèi)存。

相比多點(diǎn)分支總線，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相當(dāng)于為每個(gè)倉(cāng)庫(kù)都設(shè)計(jì)了一條道路，有效利用了倉(cāng)庫(kù)本身的運(yùn)輸能力，相當(dāng)于有效利用了每個(gè)內(nèi)存的位寬。

看到這里大概明白了，DDR4頻率的提高主要是Bank Group的設(shè)計(jì)，其實(shí)本身的預(yù)讀取能力并沒(méi)有變。

4、降低工作電壓

當(dāng)然頻率的提升除了以上原因外，還有一個(gè)特點(diǎn)，就是我們的工作電壓也在不斷降低。

圖7 降低電壓提升頻率

降低工作電壓直接帶來(lái)兩個(gè)好處：

①降低功耗。（頻率越高，功耗越大，所以降低電壓有利于降低功耗）；

②速率提升。（這個(gè)好理解）

今天的文章就分享到這里，希望對(duì)你有幫助。