4時(shí)代內(nèi)存搶先看 DDR4內(nèi)存全面解讀

內(nèi)存是一個(gè)非常奇怪的設(shè)備，沒有它電腦就一定無法運(yùn)行，并且內(nèi)存對(duì)性能的影響也很重要，內(nèi)存的性能在很大程度上決定了整個(gè)系統(tǒng)的性能。但是內(nèi)存的發(fā)展速度卻一直都不快，從SDRAM到DDR、DDR2，發(fā)展到DDR3后，內(nèi)存就經(jīng)歷了相當(dāng)時(shí)期的長時(shí)期的發(fā)展停滯期。不過第四代內(nèi)存DDR4終于快要上市了，它的全新特性和超強(qiáng)規(guī)格使得它具有劃時(shí)代的意義。

早在去年年末，內(nèi)存規(guī)范廠商JEDEC就發(fā)布了DDR4內(nèi)存的白皮書。而經(jīng)過接近一年的發(fā)展和醞釀，DDR4內(nèi)存終于要走向前臺(tái)。相比目前的DDR3內(nèi)存，DDR4內(nèi)存在技術(shù)和規(guī)格上都有大幅度創(chuàng)新，即將引領(lǐng)下一個(gè)內(nèi)存時(shí)代。

1 超高速 多通道 大容量

根據(jù)目前的規(guī)劃，DDR4需要在預(yù)取數(shù)沒有改變的情況下將等效頻率從DDR4 1600起，短期內(nèi)提升至DDR4 3200，未來會(huì)進(jìn)一步發(fā)展到DDR4 4266及以上。由于架構(gòu)的大幅度改進(jìn)，DDR4的頻率上升變得更容易，因此高頻率、高速度是DDR4的最典型特征。但是，在工藝一定的情況下，頻率上升帶來的問題也很麻煩，主要是溫度變高、工作穩(wěn)定性降低、信號(hào)傳輸穩(wěn)定性變差等。這些都是DDR4在高頻率運(yùn)作時(shí)需要解決的問題。為了解決這個(gè)問題，DDR4使用了很多新技術(shù)，比如Bank Group技術(shù)、TCSE、TCAR等?？偩€上DDR4采用了全新的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)總線，內(nèi)存設(shè)計(jì)上使用了3DS技術(shù)，整體實(shí)力令人驚嘆。

為了更快的傳輸數(shù)據(jù)，DDR4采用了Bank Group分組架構(gòu)技術(shù)，內(nèi)部可以支持2個(gè)或者4個(gè)Group，能夠同時(shí)對(duì)這些Group進(jìn)行讀寫操作。每個(gè)Bank Group可以獨(dú)立讀寫數(shù)據(jù)，這樣一來內(nèi)部的數(shù)據(jù)吞吐量大幅度提升，可以同時(shí)讀取大量的數(shù)據(jù)，內(nèi)存的等效頻率在這種設(shè)置下也得到巨大的提升。Bank Group帶來了DDR4內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸能力的大幅度提升，讓DDR4在物理頻率沒有太大提升的情況下能大幅度提升數(shù)據(jù)存取能力。憑借Bank Group的設(shè)計(jì)，DDR4獲得了非常大的發(fā)展空間，這是技術(shù)型產(chǎn)品需要長期發(fā)展不可或缺的重要內(nèi)容。只有在未來有持續(xù)的發(fā)展空間，DDR4才能在3～5年中對(duì)未來計(jì)算帶寬提供足夠支持。

解決了存儲(chǔ)帶寬問題后，DDR4還采用了超高速的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)總線。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)總線的特性是內(nèi)存控制器每通道只能支持唯一的一根內(nèi)存。它相當(dāng)于為每個(gè)倉庫都設(shè)計(jì)了一條道路，有效利用了每個(gè)內(nèi)存的位寬。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)總線設(shè)計(jì)比較簡單，容易達(dá)到更高的頻率。在彈性內(nèi)存多通道技術(shù)發(fā)展后，用戶有很大可能依舊可以在不同的通道上配置不同規(guī)格的內(nèi)存，即能節(jié)約投資，又能提高性能。實(shí)際的性能數(shù)據(jù)方面，未來民用PC中支持DDR 4的產(chǎn)品可能使用4通道點(diǎn)對(duì)點(diǎn)內(nèi)存控制器。以DDR 3200計(jì)算，在4通道的情況下，可以提供約102.4GB/s（3200×64×4÷8）的帶寬，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出目前25GB/s左右的帶寬，即使是普通的雙通道，帶寬也高達(dá)52.2GB/s，也超出目前主流水平100%還多。

目前限制內(nèi)存發(fā)展的因素還有內(nèi)存容量。DDR4準(zhǔn)備啟用堆疊封裝來增大單顆芯片的容量，這也是DDR4內(nèi)存中最關(guān)鍵的技術(shù)之一。這項(xiàng)技術(shù)在DDR4中被稱作3DS（3-Dimensional Stack）。DDR4中，采用硅穿孔后的多層芯片中，只有一個(gè)主DRAM，其余的都是從DRAM（最多可以疊加7層，加上主DRAM，共8層）。芯片在工作時(shí)，只面向主DRAM，系統(tǒng)就像操作單層芯片那樣操控所有的堆疊芯片。使用了3DS堆疊封裝技術(shù)后，單條內(nèi)存的容量最大可以達(dá)到目前產(chǎn)品的8倍之多。即使技術(shù)不成熟只能使用4層堆疊，DDR4內(nèi)存至少可以達(dá)到單條32GB，雙通道64GB，基本可以滿足未來三五年內(nèi)的內(nèi)存容量需求了。

2 DDR4內(nèi)存是彎的

DDR3內(nèi)存和DDR2內(nèi)存外觀看起來基本相同，只是金手指上的缺口不太一樣，那么DDR4呢？會(huì)有什么特色設(shè)計(jì)嗎？

DDR4內(nèi)存是“彎的”！DDR4內(nèi)存的金手指不再是平直的了，而是呈現(xiàn)彎曲狀。做出這樣的改進(jìn)是因?yàn)閺慕Y(jié)構(gòu)來看，傳統(tǒng)內(nèi)存平直設(shè)計(jì)的摩擦力較大，因此內(nèi)存存在難以拔出和難以插入的情況。而DDR4將內(nèi)存下部設(shè)計(jì)為中間稍突出、邊緣收矮的形狀。在中央的高點(diǎn)和兩端的低點(diǎn)以平滑曲線過渡。這樣的設(shè)計(jì)既可以保證DDR4內(nèi)存的金手指和內(nèi)存插槽觸點(diǎn)有足夠的接觸面，信號(hào)傳輸穩(wěn)定無虞，又可以讓中間凸起的部分和內(nèi)存插槽產(chǎn)生足夠的摩擦力而穩(wěn)定內(nèi)存。

除了典型的外觀變化外，DDR4內(nèi)存的金手指本身設(shè)計(jì)有較明顯變化。金手指中間的“缺口”也就是防呆口的位置相比DDR3更為靠近中央。在金手指觸點(diǎn)數(shù)量方面，普通DDR4內(nèi)存有284個(gè)，比DDR3的240個(gè)要多，每一個(gè)觸點(diǎn)的間距從1毫米縮減到0.85毫米，因此長度基本不變。筆記本電腦內(nèi)存上使用的SO-DIMM DDR4內(nèi)存有256個(gè)觸點(diǎn)，觸點(diǎn)間距從0.6毫米縮減到了0.5毫米，長度相比觸點(diǎn)只有204個(gè)SO-DIMM DDR3內(nèi)存也沒有太大的變化。

在尺寸方面，由于DDR4芯片封裝方式的改變以及高密度、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，長和寬分別增加了0.9毫米和1毫米，達(dá)到了68.6毫米長和31.25毫米高。不過僅僅從外觀看，不經(jīng)過仔細(xì)對(duì)比的話，是不會(huì)發(fā)現(xiàn)DDR4和DDR3在長寬高上有太過明顯的區(qū)別的。

3 DDR4內(nèi)存的上市時(shí)間

DDR4這么優(yōu)異，什么時(shí)候上市呢？根據(jù)鎂光等廠商的資料，DDR4從2013年開始試生產(chǎn)并開始正式出貨，2014年開始大面積生產(chǎn)。在2016年左右，DDR4將會(huì)徹底取代DDR3成為主流產(chǎn)品，屆時(shí)DDR4的市場占有率應(yīng)該超過50%（DDR3應(yīng)該還有約1/3的市場占有率）。平臺(tái)方面，英特爾很可能在2014年首先在新的移動(dòng)平臺(tái)上宣布對(duì)DDR4的支持，AMD也應(yīng)該差不多在同一時(shí)間開始支持DDR4，在2015年將有希望看到DDR4產(chǎn)品的大爆發(fā)。

不過早期上市的DDR4內(nèi)存規(guī)格可能并不太高。根據(jù)鎂光的路線圖，DDR4內(nèi)存在2013年首先推出DDR4 1866、DDR4 2133的規(guī)格，隨著時(shí)間推移會(huì)在2015年延伸至DDR4 2667，在2016年還有可能更高。不過這份路線圖顯得較為保守，據(jù)其他方面的消息，DDR4在進(jìn)入成熟期（2015年之后），很可能快速發(fā)展出高頻版本，玩家級(jí)別的產(chǎn)品會(huì)使用到DDR4 3200乃至更高，最終可以達(dá)到DDR4 4266等高規(guī)格。

4 DDR4將在2015普及

盡管DDR4明年就會(huì)與大家見面，但和所有新產(chǎn)品一樣，DDR4上市初期的價(jià)格必定是高高在上，令人難以接受的。不過隨著技術(shù)發(fā)展，DDR4的價(jià)格肯定也會(huì)逐步親民化，迅速走入平常用戶和玩家電腦中。保守估計(jì)，DDR4在2015年左右價(jià)格會(huì)降低到比較令人滿意的程度，各種支持DDR4控制器的主板或CPU產(chǎn)品也會(huì)更加豐富，那個(gè)時(shí)候DDR4應(yīng)該會(huì)順利走入千萬玩家的電腦中了。