Was ist SDRAM (Synchroner dynamischer Direktzugriffsspeicher)? [MiniTool Wiki]

What Is Sdram

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Sie können verschiedene Arten von RAM auf dem Markt finden, zum Beispiel SRAM-Speicher . In diesem Beitrag geht es hauptsächlich um SDRAM. Wenn Sie also andere RAM-Typen kennenlernen möchten, gehen Sie zu MiniTool Webseite.

Einführung in SDRAM

Was ist SDRAM? Es ist die Abkürzung für synchroner dynamischer Direktzugriffsspeicher und jeder dynamische Direktzugriffsspeicher ( THEATER ), bei dem der Betrieb der externen Pin-Schnittstelle durch ein extern bereitgestelltes Taktsignal koordiniert wird.

SDRAM besitzt eine synchrone Schnittstelle, über die die Änderung des Steuereingangs nach der ansteigenden Flanke seines Takteingangs erkannt werden kann. In der von JEDEC standardisierten SDRAM-Serie steuert das Taktsignal das Steppen der internen Finite-State-Maschine als Reaktion auf eingehende Befehle.

Diese Befehle können per Pipeline weitergeleitet werden, um die Leistung zu verbessern und die zuvor gestarteten Vorgänge abzuschließen, während neue Befehle empfangen werden. Der Speicher ist in mehrere gleich große, aber unabhängige Abschnitte (sogenannte Bänke) unterteilt, so dass das Gerät gleichzeitig gemäß den Speicherzugriffsbefehlen in jeder Bank arbeiten und die Zugriffsgeschwindigkeit verschachtelt beschleunigen kann.

Im Vergleich zu asynchronem DRAM weist SDRAM dadurch eine höhere Parallelität und höhere Datenübertragungsraten auf.

Geschichte des SDRAM

1992 veröffentlichte Samsung den ersten kommerziellen SDRAM - KM48SL2000-Speicherchip mit einer Kapazität von 16 MB. Es wurde von Samsung Electronics unter Verwendung eines CMOS-Herstellungsverfahrens (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) hergestellt und 1993 in Massenproduktion hergestellt.

Bis zum Jahr 2000 hatte SDRAM aufgrund seiner höheren Leistung fast alle anderen DRAM-Typen in modernen Computern ersetzt.

Die SDRAM-Latenz ist nicht von Natur aus niedriger (schneller) als die asynchrone DRAM. Aufgrund der zusätzlichen Logik war das frühe SDRAM im gleichen Zeitraum langsamer als das Burst-EDO-DRAM. Der Vorteil der internen SDRAM-Pufferung liegt in der Fähigkeit, Operationen in mehrere Speicherbänke zu verschachteln, wodurch die effektive Bandbreite erhöht wird.

Heute erfüllt fast die gesamte SDRAM-Fertigung die vom Verband der Elektronikindustrie - JEDEC - festgelegten Standards, der offene Standards verwendet, um die Interoperabilität elektronischer Komponenten zu fördern.

SDRAM bietet auch registrierte Varianten für Systeme, die eine größere Skalierbarkeit erfordern, wie Server und Workstations. Zu den weltweit größten SDRAM-Herstellern zählen Samsung Electronics, Panasonic, Micron Technology und Hynix.

Generationen von SDRAM

DDR SDRAM

Die erste Generation von SDRAM ist DDR SDRAM , mit dem den Benutzern mehr Bandbreite zur Verfügung gestellt wurde. Dies verwendet denselben Befehl, der einmal pro Zyklus akzeptiert wird, jedoch zwei Datenwörter pro Taktzyklus liest oder schreibt. Die DDR-Schnittstelle erreicht dies durch Lesen und Schreiben von Daten über die ansteigenden und abfallenden Flanken des Taktsignals.

DDR2 SDRAM

DDR2 SDRAM ist dem DDR-SDRAM ziemlich ähnlich, aber die minimale Lese- oder Schreibeinheit wird erneut verdoppelt, um vier aufeinanderfolgende Wörter zu erreichen. Das Busprotokoll wurde ebenfalls vereinfacht, um eine höhere Leistung zu erzielen. (Insbesondere wird der Befehl 'Burst-Terminierung' entfernt.) Dadurch kann die Busrate des SDRAM verdoppelt werden, ohne die Taktrate der internen RAM-Operationen zu erhöhen.

DDR3 SDRAM

DDR3 SDRAM setzt diesen Trend fort und verdoppelt die minimale Lese- oder Schreibeinheit auf acht aufeinanderfolgende Wörter. Dadurch können die Bandbreite und die externe Busrate erneut verdoppelt werden, ohne dass die Taktrate für interne Operationen geändert werden muss, sondern nur die Breite. Um 800-1600 M Übertragungen / s (beide Flanken des 400-800 MHz-Takts) aufrechtzuerhalten, muss das interne RAM-Array 100-200 M Abrufe pro Sekunde ausführen.

DDR4 SDRAM

DDR4 SDRAM verdoppelt die interne Prefetch-Breite nicht erneut, sondern verwendet denselben 8n-Prefetch wie DDR3. Die Betriebsspannung des DDR4-Chips beträgt 1,2 V oder weniger.

DDR5 SDRAM

Obwohl DDR5 wurde noch nicht veröffentlicht. Ziel ist es, die Bandbreite von DDR4 zu verdoppeln und den Stromverbrauch zu senken.

Fehlgeschlagene Nachfolger von SDRAM

Rambus DRAM (RDRAM)

RDRAM war eine proprietäre Technologie, die mit DDR konkurrierte. Aufgrund seines relativ hohen Preises und seiner enttäuschenden Leistung (aufgrund hoher Latenzen und enger 16-Bit-Datenkanäle im Gegensatz zu den 64-Bit-Kanälen von DDR) verlor es die Konkurrenz für SDR-DRAM.

Synchron-Link-DRAM (SLDRAM)

SLDRAM unterscheidet sich von Standard-SDRAM darin, dass der Takt von der Datenquelle (SLDRAM-Chip im Fall einer Leseoperation) erzeugt und in die gleiche Richtung wie die Daten übertragen wurde, wodurch der Datenversatz stark verringert wird. Um zu vermeiden, dass eine Pause eingelegt werden muss, wenn sich die Quelle von DCLK ändert, hat jeder Befehl das DCLK-Paar angegeben, das er verwenden würde.

VCM-SDRAM (Virtual Channel Memory)

VCM war ein proprietärer SDRAM-Typ, der von NEC entwickelt wurde. Er wurde jedoch als offener Standard veröffentlicht und erhebt keine Lizenzgebühr. Es ist Pin-kompatibel mit Standard-SDRAM, aber die Befehle sind unterschiedlich.

Diese Technologie war ein potenzieller Konkurrent von RDRAM, da VCM nicht so teuer war wie RDRAM. Das Virtual Channel Memory (VCM) -Modul ist mechanisch und elektrisch mit dem Standard-SDRAM kompatibel, sodass die Unterstützung beider Module nur von der Funktion des Speichercontrollers abhängt.