什么是SDRAM？同步动态随机存取内存解析

什么是SDRAM？

同步动态随机存取存储器（Synchronous Dynamic Random Access Memory），通常缩写为SDRAM，是一种动态随机存取存储器（DRAM）类型。相较于普通的DRAM，SDRAM在大多数计算机中更为常见，它提供了更快的运行速度。

SDRAM（同步动态随机存取存储器）的功能操作在20世纪90年代首次引入。在此之前，处理器采用异步接口，导致输入控制信号在通过半导体路径时会有延迟。相比之下，SDRAM集成电路使用外部时钟信号来同步其外部引脚接口的操作。

SDRAM（同步动态随机存取内存）的接口与系统总线同步，将信息从CPU传输到内存控制器中心。这导致了与系统总线同步的快速响应，这是SDRAM在大多数计算机设备中广泛流行和使用的主要原因。

相比于传统的异步DRAM，SDRAM提供了更高的数据传输速率和并发性。此外，SDRAM还提供了简单且成本较低的设计，这对制造商带来了显著的好处。这些优势使得SDRAM在计算机内存市场中，尤其是在RAM领域，成为了广泛流行和首选的选择。

## SDRAM 的发展

随着时间的推移，SDRAM 发展了多个世代，每个世代都有其特定的功能特性。以下是几十年来 SDRAM 发展到最新一代的简要概述：

DDR（第一代）

第一代SDRAM，称为DDR（Double Data Rate）SDRAM，先于SDR接口出现。DDR提供了对时钟信号相位的更严格控制，从而实现了更高的传输速率。

DDR 接口的另一个显著特点是双倍速率传输（double pumping），它允许在时钟周期的两个边沿传输数据，从而可以将数据总线的带宽翻倍。这也有助于避免时钟频率过高，因此可以降低对信号完整性的要求。

DDR的时钟频率介于133到200MHz之间，预取缓冲区大小为2n（每次内存访问两个数据字）。DDR的数据传输率为2.1-3.2 GB/s，操作电压为2.5/2.6。

DDR2（第二代）

双倍数据速率2同步动态随机存取内存（DDR2 SDRAM）最早在2001年由三星推出，接替了第一代DDR SDRAM。后来，DDR2提供了两种时钟频率：200MHz和266MHz。与前一代相比，DDR2的预取长度增加，每字中的每一位都有四比特的预取。

通过增加预取长度，DDR2 可以在数据总线上提供几乎两倍的数据传输速率。DDR2 的主要思想是在不增加处理器功耗的情况下实现这一点。尽管如此，DDR2 仍然使内存延迟增加了 3 到 9 个时钟周期。

DDR2 内存的最高推荐电压为 1.9V，总线时钟频率为 266-400MHz。DDR2 支持的数据传输速率为 4.2-6.4 GB/s，但由于其引脚密度为 240 个，高于 DDR 内存的 184 个引脚，因此它与 DDR 模块不向后兼容。

DDR3（第三代）

第三代双倍数据速率同步动态随机存取内存，简称DDR3，自2007年以来就已经出现在设备中。DDR3具有独特的信号电压和时序，因此它与任何前一代RAM都不向前或向后兼容。

DDR3 的预取缓冲区大小是 DDR2 的两倍，为 8n 长度，数据传输速度可高达 8 倍。这让 DDR3 能够提供更高的数据传输速率和带宽。

DDR3 的工作电压限制在 1.35 到 1.5V 之间，传输速率可达 8.5 到 14.9 GB/s。

DDR4（第四代）

DDR3随后在2014年被第四代双倍数据速率SDRAM，即DDR4所取代。DDR4在物理接口、信号电压等方面与早期的RAM类型有显著差异。因此，DDR4与其前代产品不兼容，并提供了8.5-14.9 GB/s的数据传输率。

与前几代DDR SDRAM相比，DDR4在更低的电压（800到1600MHz频率时最高为1.2V）下提供更高的模块密度和数据传输速率。DDR4的预取长度与DDR3相同（8n），而DRAM银行已分为两组或四组可选，以实现更高的带宽。

DDR5 是第五代动态随机存取存储器（Dynamic Random-Access Memory）的缩写。

DDR5 SDRAM是2020年发布的最新一代双倍数据速率内存。它与DDR3和DDR4具有相同的预取缓冲区大小和延迟，但第五代SDRAM支持的带宽高达4.8 GB/s。DDR5还实现了进一步的电压降低，最高可达1.1V。

SK 海力士在 2019 年推出的 DDR5 内存最高频率为 6400 MT/s，而三星在 2021 年发布了一款 512 GB、7200 MHz 的 DDR5 DIMM。DDR5 允许最多八个银行组，每个组最多四个银行，从而实现更大的带宽。

SDRAM 与 DDR 的区别

到目前为止，你已经了解了SDRAM的基础知识。在讨论了各个代际之后，你现在可能会想要进一步探讨使这些内存类型彼此不同的主要差异。我们将以SDRAM和DDR为例，并展示一个清晰的表格，列出它们之间的主要区别：

结论

SDRAM（Synchronous Dynamic Random-Access Memory）是一种在集成电路中广泛使用的内存类型，自其发布以来受到了极大的欢迎。由于其快速的速度和同步接口，SDRAM已经替代了大多数计算机设备中的DRAM。最新一代的SDRAM，DDR5，提供了更高的带宽，同时功耗显著降低。