您其时的方位:主页 > manbet硬件 > 内存

内存(Memory):前史开展

2014-08-10  codeforacause.net

在计算机诞生初期并不存在内存条的概念,最早的内存是以磁芯的方法摆放在线路上,每个磁芯与晶体管组成的一个双稳态电路作为一比特(BIT)的存储器,每一比特都要有玉米粒巨细,可以幻想一间的机房只能装下不逾越百k字节左右的容量。后来才出线现了焊接在主板上集成内存芯片,以内存芯片的方法为计算机的运算供给直接支撑。那时的内存芯片容量都特别小,最常见的莫过于256K×1bit、1M×4bit,虽然如此,但这相关于那时的运算使命来说却现已捉襟见肘了。

内存条的诞生

内存芯片的状况一向沿用到286初期,鉴于它存在着无法拆开替换的弊端,这关于计算机的开展形成了实践的阻止。有鉴于此,内存条便应运而生了。将内存芯片焊接到事前规划好的印刷线路板上,而manbet主板上也改用内存插槽。这样就把内存难以装置和替换的问题完全处理了。

在80286主板发布之前,内存并没有被世人所注重,这个时分的内存是直接固化在主板上,并且容量只要64 ~256KB,关于其时PC所运转的作业程序来说,这种内存的功用以及容量足以满意其时软件程序的处理需求。不过跟着软件程序和新一代80286硬件渠道的呈现,程序和硬件对内存功用提出了更高要求,为了进步速度并扩展容量,内存有必要以独立的封装方法呈现,因而诞生了“内存条”概念。

在80286主板刚推出的时分,内存条选用了SIMM(Single In-lineMemory Modules,单边触摸内存模组)接口,容量为30pin、256kb,有必要是由8 片数据位和1 片校验位组成1 个bank,正因如此,咱们见到的30pin SIMM一般是四条一同运用。自1982年PC进入民用商场一向到现在,调配80286处理器的30pin SIMM内存是内存范畴的开山鼻祖。

随后,在1988 ~1990 年傍边,PC 技能迎来另一个开展顶峰,也便是386和486年代,此刻CPU 现已向16bit 开展,所以30pin SIMM内存再也无法满意需求,其较低的内存带宽现已成为急待处理的瓶颈,所以此刻72pin SIMM 内存呈现了,72pin SIMM支撑32bit快速页方法内存,内存带宽得以大幅度进步。72pin SIMM内存单条容量一般为512KB ~2MB,并且仅要求两条一起运用,因为其与30pin SIMM 内存无法兼容,因而这个时分PC业界决然将30pin SIMM 内存筛选出局了。

EDO DRAM(Extended Date Out RAM 外扩大数据方法存储器)内存,这是1991 年到1995 年之间盛行的内存条,EDO DRAM同FPM DRAM(Fast Page Mode RAM 快速页面方法存储器)极端类似,它取消了扩展数据输出内存与传输内存两个存储周期之间的时刻距离,在把数据发送给CPU的一起去拜访下一个页面,故而速度要比一般DRAM快15~30%。作业电压为一般为5V,带宽32bit,速度在40ns以上,其首要应用在其时的486及前期的Pentiummanbet上。

在1991 年到1995 年中,让咱们看到一个为难的状况,那便是这几年内存技能开展比较缓慢,简直停滞不前,所以咱们看到此刻EDO DRAM有72 pin和168 pin并存的状况,现实上EDO内存也归于72pin SIMM 内存的范畴,不过它选用了全新的寻址方法。EDO 在本钱和容量上有所突破,凭借着制作工艺的飞速开展,此刻单条EDO内存的容量现已到达4 ~16MB。因为Pentium及更高等级的CPU数据总线宽度都是64bit乃至更高,所以EDO DRAM与FPM DRAM都有必要成对运用。

SDRAM年代

自Intel Celeron系列以及AMD K6处理器以及相关的主板芯片组推出后,EDO DRAM内存功用再也无法满意需求了,内存技能有必要完全得到个改造才干满意新一代CPU架构的需求,此刻内存开端进入比较经典的SDRAM年代。

第一代SDRAM内存为PC66 规范,但很快因为Intel 和AMD的频率之争将CPU外频进步到了100MHz,所以PC66内存很快就被PC100内存替代,接着133MHz 外频的PIII以及K7年代的降临,PC133规范也以相同的方法进一步进步SDRAM 的全体功用,带宽进步到1GB/sec以上。因为SDRAM 的带宽为64bit,正好对应CPU 的64bit 数据总线宽度,因而它只需求一条内存便可作业,快捷性进一步进步。在功用方面,因为其输入输出信号坚持与体系外频同步,因而速度显着逾越EDO 内存。

不可否认的是,SDRAM内存由前期的66MHz,开展后来的100MHz、133MHz,虽然没能完全处理内存带宽的瓶颈问题,但此刻CPU超频现已成为DIY用户永久的论题,所以不少用户将品牌好的PC100品牌内存超频到133MHz运用以取得CPU超频成功,值得一提的是,为了便利一些超频用户需求,商场上呈现了一些PC150、PC166规范的内存。

虽然SDRAM PC133内存的带宽可进步带宽到1064MB/S,加上Intel现已开端着手最新的Pentium 4方案,所以SDRAM PC133内存不能满意日后的开展需求,此刻,Intel为了到达独占商场的意图,与Rambus联合在PC商场推广Rambus DRAM内存(称为RDRAM内存)。与SDRAM不同的是,其选用了新一代高速简略内存架构,依据一品种RISC(Reduced Instruction Set Computing,精简指令集计算机)理论,这个理论可以削减数据的复杂性,使得整个体系功用得到进步。

在AMD与Intel的竞赛中,这个时分是归于频率竞备年代,所以这个时分CPU的主频在不断进步,Intel为了盖过AMD,推出高频PentiumⅢ以及Pentium 4 处理器,因而Rambus DRAM内存是被Intel看着是未来自己的竞赛杀手锏,Rambus DRAM内存以高时钟频率来简化每个时钟周期的数据量,因而内存带宽适当超卓,如PC 1066 1066 MHz 32 bits带宽可到达4.2G Byte/sec,Rambus DRAM曾一度被认为是Pentium 4 的绝配。

虽然如此,Rambus RDRAM内存生不逢时,后来仍然要被更高速度的DDR“掠取”其宝座位置,在其时,PC600、PC700的Rambus RDRAM 内存因呈现Intel820芯片组“失误事情”、PC800 Rambus RDRAM因本钱过高而让Pentium 4渠道居高临下,无法取得群众用户拥护,种种问题让Rambus RDRAM胎死腹中,Rambus曾期望具有更高频率的PC1066 规范RDRAM来力挽狂澜,但终究也是拜倒在DDR 内存面前。

DDR年代

DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM)简称DDR,也便是“双倍速率SDRAM”的意思。DDR可以说是SDRAM的晋级版别,DDR在时钟信号上升沿与下降沿各传输一次数据,这使得DDR的数据传输速度为传统SDRAM的两倍。因为仅多选用了下降缘信号,因而并不会形成能耗添加。至于定址与操控信号则与传统SDRAM相同,仅在时钟上升缘传输。

DDR内存是作为一种在功用与本钱之间折中的处理方案,其意图是敏捷建立起结实的商场空间,继而一步步在频率上高歌猛进,终究补偿内存带宽上的缺乏。第一代DDR200 规范并没有得到遍及,第二代PC266 DDR SRAM(133MHz时钟×2倍数据传输=266MHz带宽)是由PC133SDRAM内存所衍生出的,它将DDR 内存带向第一个高潮,现在还有不少赛扬和AMD K7处理器都在选用DDR266规范的内存,其后来的DDR333内存也归于一种过度,而DDR400内存成为现在的干流渠道选配,双通道DDR400内存现已成为800FSB处理器调配的根本规范,随后的DDR533 规范则成为超频用户的选择对象。

DDR2年代

跟着CPU 功用不断进步,咱们对内存功用的要求也逐渐晋级。不可否认,紧紧依高频率进步带宽的DDR迟早会无能为力,因而JEDEC 安排很早就开端酝酿DDR2 规范,加上LGA775接口的915/925以及最新的945等新渠道开端对DDR2内存的支撑,所以DDR2内存将开端演义内存范畴的今日。

DDR2 可以在100MHz 的发信频率基础上供给每插脚最少400MB/s 的带宽,并且其接口将运转于1.8V 电压上,然后进一步下降发热量,以便进步频率。此外,DDR2 将融入CAS、OCD、ODT 等新功用指标和中止指令,进步内存带宽的利用率。从JEDEC安排者论述的DDR2规范来看,针对PC等商场的DDR2内存将具有400、533、667MHz等不同的时钟频率。高端的DDR2内存将具有800、1000MHz两种频率。DDR-II内存将选用200-、220-、240-针脚的FBGA封装方法。开端的DDR2内存将选用0.13微米的生产工艺,内存颗粒的电压为1.8V,容量密度为512MB。

内存技能在2005年将会毫无悬念,SDRAM为代表的静态内存在五年内不会遍及。QBM与RDRAM内存也难以拯救颓势,因而DDR与DDR2共存年代将是铁定的现实。

PC-100的“接班人”除了PC一133以外,VCM(VirXual Channel Memory)也是很重要的一员。VCM即“虚拟通道存储器”,这也是现在大多数较新的芯片组支撑的一种内存规范,VCM内存首要依据由NEC公司开发的一种“缓存式DRAM”技能制作而成,它集成了“通道缓存”,由高速寄存器进行装备和操控。在完成高速数据传输的一起,VCM还维持着对传统SDRAM的高度兼容性,所以一般也把VCM内存称为VCM SDRAM。VCM与SDRAM的不同在于不管是否通过CPU处理的数据,都可先交于VCM进行处理,而一般的SDRAM就只能处理经CPU处理今后的数据,所以VCM要比SDRAM处理数据的速度快20%以上。现在可以支撑VCM SDRAM的芯片组许多,包含:Intel的815E、VIA的694X等。

RDRAM

Intel在推出:PC-100后,因为技能的开展,PC-100内存的800MB/s带宽现已不能满意需求,而PC-133的带宽进步并不大(1064MB/s),相同不能满意日后的开展需求。Intel为了到达独占商场的意图,与Rambus公司联合在PC商场推广Rambus DRAM(DirectRambus DRAM)。

Rambus DRAM是:Rambus公司最早提出的一种内存规范,选用了新一代高速简略内存架构,依据一种RISC(Reduced Instruction Set Computing,精简指令集计算机)理论,然后可以削减数据的复杂性,使得整个体系功用得到进步。Rambus运用400MHz的16bit总线,在一个时钟周期内,可以在上升沿和下降沿的一起传输数据,这样它的实践速度就为400MHz×2=800MHz,理论带宽为(16bit×2×400MHz/8)1.6GB/s,适当于PC-100的两倍。别的,Rambus也可以贮存9bit字节,额定的一比特是归于保存比特,或许今后会作为:ECC(ErroI·Checking and Correction,过错查看批改)校验位。Rambus的时钟可以高达400MHz,并且仅运用了30条铜线衔接内存操控器和RIMM(Rambus In-line MemoryModules,Rambus内嵌式内存模块),削减铜线的长度和数量就可以下降数据传输中的电磁搅扰,然后快速地进步内存的作业频率。不过在高频率下,其宣布的热量肯定会添加,因而第一款Rambus内存乃至需求自带散热电扇。

DDR3年代

DDR3相比起DDR2有更低的作业电压,从DDR2的1.8V降落到1.5V,功用更好更为省电;DDR2的4bit预读晋级为8bit预读。DDR3现在最高可以到达2000Mhz的速度,虽然现在最为快速的DDR2内存速度现已进步到800Mhz/1066Mhz的速度,可是DDR3内存模组仍会从1066Mhz起跳。

一、DDR3在DDR2基础上选用的新式规划:

1.8bit预取规划,而DDR2为4bit预取,这样DRAM内核的频率只要接口频率的1/8,DDR3-800的中心作业频率只要100MHz。

2.选用点对点的拓朴架构,以减轻地址/指令与操控总线的担负。

3.选用100nm以下的生产工艺,将作业电压从1.8V降至1.5V,添加异步重置(Reset)与ZQ校准功用。部分厂商现已推出1.35V的低压版DDR3内存。

DDR4年代

内存厂商估计在2012年,DDR4年代将敞开,起步频率降至1.2V,而频率进步至2133MHz,次年进一步将电压降至1.0V,频率则完成2667MHz。

新一代的DDR4内存将会具有两种规范。依据多位半导体业界相关人员的介绍,DDR4内存将会是Single-endedSignaling( 传统SE信号)方法DifferentialSignaling( 差分信号技能)方法并存。其间AMD公司的PhilHester先生也对此表明了承认。估计这两个规范将会推出不同的芯片产品,因而在DDR4内存年代咱们将会看到两个互不兼容的内存产品。