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內存發展歷史

發布時間:2021-02-19 07:29:49

❶ 誰能告訴我內存條的發展史!拜託!

作為PC不可缺少的重要核心部件——內存,它伴隨著DIY硬體走過了多年歷程。從286時代的30pin SIMM內存、486時代的72pin SIMM 內存,到Pentium時代的EDO DRAM內存、PII時代的SDRAM內存,到P4時代的DDR內存和目前9X5平台的DDR2內存。內存從規格、技術、匯流排帶寬等不斷更新換代。不過我們有理由相信,內存的更新換代可謂萬變不離其宗,其目的在於提高內存的帶寬,以滿足CPU不斷攀升的帶寬要求、避免成為高速CPU運算的瓶頸。那麼,內存在PC領域有著怎樣的精彩人生呢?下面讓我們一起來了解內存發展的歷史吧。

一、歷史起源——內存條概念

如果你細心的觀察,顯存(或緩存)在目前的DIY硬體上都很容易看到,顯卡顯存、硬碟或光碟機的緩存大小直接影響到設備的性能,而寄存器也許是最能代表PC硬體設備離不開RAM的,的確如此,如果沒有內存,那麼PC將無法運轉,所以內存自然成為DIY用戶討論的重點話題。

在剛剛開始的時候,PC上所使用的內存是一塊塊的IC,要讓它能為PC服務,就必須將其焊接到主板上,但這也給後期維護帶來的問題,因為一旦某一塊內存IC壞了,就必須焊下來才能更換,由於焊接上去的IC不容易取下來,同時加上用戶也不具備焊接知識(焊接需要掌握焊接技術,同時風險性也大),這似乎維修起來太麻煩。

因此,PC設計人員推出了模塊化的條裝內存,每一條上集成了多塊內存IC,同時在主板上也設計相應的內存插槽,這樣內存條就方便隨意安裝與拆卸了(如圖1),內存的維修、升級都變得非常簡單,這就是內存「條」的來源。
小帖士:內存(Random Access Memory,RAM)的主要功能是暫存數據及指令。我們可以同時寫數據到RAM 內存,也可以從RAM 讀取數據。由於內存歷來都是系統中最大的性能瓶頸之一,因此從某種角度而言,內存技術的改進甚至比CPU 以及其它技術更為令人激動。
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以上未完部分,我不轉貼了,在下面的網址,我個人認為是非常全面的了:
http://www.incpc.net/Html/histroy/20060907817.html

給你一點參考吧,雖然我不支持寫論文從網上搬點東西來。

DOS操作系統最早設計時,PC機的硬體系統只支持1M位元組的定址空間,所以DOS只能管理最多1M位元組的連續內存空間。在這1M內存中,又只有640K被留給應用程序使用,它們被稱為常規內存或基本內存,其它384K被稱為高端內存,是留給視頻顯示和BIOS等使用的。在1982年,640K內存對微型計算機來說顯得綽綽有餘,人們甚至認為,640K的內存可以用來干任何事。現在看起來有些可笑,但在當時,情況確實如此。

現在的情況是,即使你的電腦裝有幾兆或幾十兆內存,但如果你使用DOS操作系統,那麼你也只有640K的內存可以直接使用,1M以上的內存要通過一些內存管理工具才能使用。值得慶幸的是,Windows 95已經不存在常規內存的限制了,你所有的內存,不管是8M還是128M,都可以被直接使用。

在DOS下,系統中存在以下四種內存:
常規內存(Conventional Memory);
高端內存(Upper Memory);
擴充內存(Expanded Memory);
擴展內存(Extended Memory)。

常規內存指的是0-640K的內存區。在DOS下,一般的應用程序只能使用系統的常規內存,因而都要受到640KB內存的限制。而且由於DOS本身和config.sys文件中的安裝的設備驅動程序和autoexec.bat文件中執行的內存駐留程序都要佔用一些常規內存,所以應用程序能使用的常規內存是不到640K的。有很多時候,我們都要想方設法地整理內存,好為一些「胃口」比較大的應用程序留出足夠的常規內存,這一點想必是許多DOS時代的電腦愛好者最熟悉不過的了。

高端內存是指位於常規內存之上的384K內存。程序一般不能使用這個內存區域,但是EMM386.exe可以激活高端內存的一部分,並且它允許用戶將某些設備驅動程序和用戶程序用Devicehigh或LH(即loadhigh)裝入高端內存。dos=high,umb也是把DOS的一部分裝到高端內存里。這里的umb是高端內存塊(Upper Memory Block)的縮寫。

擴充內存是一種早期的增加內存的標准,最多可擴充到32M。使用擴充內存必須在計算機中安裝專門的擴充內存板,而且還要安裝管理擴充內存板的管理程序。由於擴充內存是在擴展內存之前推出的,所以大多數程序都被設計成能使用擴充內存,而不能使用擴展內存。由於擴充內存使用起來比較麻煩,所以在擴展內存出現後不久就被淘汰了。

擴展內存只能用在80286或更高檔次的機器上,目前幾乎所有使用DOS的機器上超過1M的內存都是擴展內存。擴展內存同樣不能被DOS直接使用,DOS5.0以後提供了Himem.sys這個擴展內存管理程序,我們可以通過它來管理擴展內存。emm386.exe可以把擴展內存(XMS)模擬成擴充內存(EMS),以滿足一些要求使用擴充內存的程序。

最後再強調一下,不管擴充內存或擴展內存有多大,DOS的應用程序只能在常規內存下運行。有的程序可以通過DOS擴展器(比如DOS4GW.exe等程序)使CPU進入保護模式,從而直接訪問擴展內存;但是要注意,進入保護模式以後,計算機就脫離了DOS狀態。

在計算機的組成結構中,有一個很重要的部分,就是存儲器。存儲器是用來存儲程序和數據的部件,對於計算機來說,有了存儲器,才有記憶功能,才能保證正常工作。存儲器的種類很多,按其用途可分為主存儲器和輔助存儲器,主存儲器又稱內存儲器(簡稱內存).內存在電腦中起著舉足輕重的作用。內存一般採用半導體存儲單元,包括隨機存儲器(RAM),只讀存儲器(ROM),以及高速緩存(CACHE)。只不過因為RAM是其中最重要的存儲器。S(SYSNECRONOUS)DRAM 同步動態隨機存取存儲器:SDRAM為168腳,這是目前PENTIUM及以上機型使用的內存。SDRAM將CPU與RAM通過一個相同的時鍾鎖在一起,使CPU和RAM能夠共享一個時鍾周期,以相同的速度同步工作,每一個時鍾脈沖的上升沿便開始傳遞數據,速度比EDO內存提高50%。DDR(DOUBLE DATA RAGE)RAM :SDRAM的更新換代產品,他允許在時鍾脈沖的上升沿和下降沿傳輸數據,這樣不需要提高時鍾的頻率就能加倍提高SDRAM的速度。

●內存

內存就是存儲程序以及數據的地方,比如當我們在使用WPS處理文稿時,當你在鍵盤上敲入字元時,它就被存入內存中,當你選擇存檔時,內存中的數據才會被存入硬(磁)盤。在進一步理解它之前,還應認識一下它的物理概念。

●只讀存儲器(ROM)

ROM表示只讀存儲器(Read Only Memory),在製造ROM的時候,信息(數據或程序)就被存入並永久保存。這些信息只能讀出,一般不能寫入,即使機器掉電,這些數據也不會丟失。ROM一般用於存放計算機的基本程序和數據,如BIOS ROM。其物理外形一般是雙列直插式(DIP)的集成塊。

●隨機存儲器(RAM)

隨機存儲器(Random Access Memory)表示既可以從中讀取數據,也可以寫入數據。當機器電源關閉時,存於其中的數據就會丟失。我們通常購買或升級的內存條就是用作電腦的內存,內存條(SIMM)就是將RAM集成塊集中在一起的一小塊電路板,它插在計算機中的內存插槽上,以減少RAM集成塊佔用的空間。目前市場上常見的內存條有128M/條、256M/條、512M/條等。

●高速緩沖存儲器(Cache)

Cache也是我們經常遇到的概念,它位於CPU與內存之間,是一個讀寫速度比內存更快的存儲器。當CPU向內存中寫入或讀出數據時,這個數據也被存儲進高速緩沖存儲器中。當CPU再次需要這些數據時,CPU就從高速緩沖存儲器讀取數據,而不是訪問較慢的內存,當然,如需要的數據在Cache中沒有,CPU會再去讀取內存中的數據。

當你理解了上述概念後,也許你會問,內存就是內存,為什麼又會出現各種內存名詞,這到底又是怎麼回事呢?

在回答這個問題之前,我們再來看看下面這一段。

物理存儲器和地址空間

物理存儲器和存儲地址空間是兩個不同的概念。但是由於這兩者有十分密切的關系,而且兩者都用B、KB、MB、GB來度量其容量大小,因此容易產生認識上的混淆。初學者弄清這兩個不同的概念,有助於進一步認識內存儲器和用好內存儲器。

物理存儲器是指實際存在的具體存儲器晶元。如主板上裝插的內存條和裝載有系統的BIOS的ROM晶元,顯示卡上的顯示RAM晶元和裝載顯示BIOS的ROM晶元,以及各種適配卡上的RAM晶元和ROM晶元都是物理存儲器。

存儲地址空間是指對存儲器編碼(編碼地址)的范圍。所謂編碼就是對每一個物理存儲單元(一個位元組)分配一個號碼,通常叫作「編址」。分配一個號碼給一個存儲單元的目的是為了便於找到它,完成數據的讀寫,這就是所謂的「定址」(所以,有人也把地址空間稱為定址空間)。

地址空間的大小和物理存儲器的大小並不一定相等。舉個例子來說明這個問題:某層樓共有17個房間,其編號為801~817。這17個房間是物理的,而其地址空間採用了三位編碼,其范圍是800~899共100個地址,可見地址空間是大於實際房間數量的。

對於386以上檔次的微機,其地址匯流排為32位,因此地址空間可達232即4GB。但實際上我們所配置的物理存儲器通常只有1MB、2MB、4MB、8MB、16MB、32MB等,遠小於地址空間所允許的范圍。

好了,現在可以解釋為什麼會產生諸如:常規內存、保留內存、上位內存、高端內存、擴充內存和擴展內存等不同內存類型。

各種內存概念

這里需要明確的是,我們討論的不同內存的概念是建立在定址空間上的。

IBM推出的第一台PC機採用的CPU是8088晶元,它只有20根地址線,也就是說,它的地址空間是1MB。

PC機的設計師將1MB中的低端640KB用作RAM,供DOS及應用程序使用,高端的384KB則保留給ROM、視頻適配卡等系統使用。從此,這個界限便被確定了下來並且沿用至今。低端的640KB就被稱為常規內存即PC機的基本RAM區。保留內存中的低128KB是顯示緩沖區,高64KB是系統BIOS(基本輸入/輸出系統)空間,其餘192KB空間留用。從對應的物理存儲器來看,基本內存區只使用了512KB晶元,佔用0000至80000這512KB地址。顯示內存區雖有128KB空間,但對單色顯示器(MDA卡)只需4KB就足夠了,因此只安裝4KB的物理存儲器晶元,佔用了B0000至B10000這4KB的空間,如果使用彩色顯示器(CGA卡)需要安裝16KB的物理存儲器,佔用B8000至BC000這16KB的空間,可見實際使用的地址范圍都小於允許使用的地址空間。

在當時(1980年末至1981年初)這么「大」容量的內存對PC機使用者來說似乎已經足夠了,但是隨著程序的不斷增大,圖象和聲音的不斷豐富,以及能訪問更大內存空間的新型CPU相繼出現,最初的PC機和MS-DOS設計的局限性變得越來越明顯。

1.什麼是擴充內存?

EMS工作原理

到1984年,即286被普遍接受不久,人們越來越認識到640KB的限制已成為大型程序的障礙,這時,Intel和Lotus,這兩家硬、軟體的傑出代表,聯手制定了一個由硬體和軟體相結合的方案,此方法使所有PC機存取640KB以上RAM成為可能。而Microsoft剛推出Windows不久,對內存空間的要求也很高,因此它也及時加入了該行列。

在1985年初,Lotus、Intel和Microsoft三家共同定義了LIM-EMS,即擴充內存規范,通常稱EMS為擴充內存。當時,EMS需要一個安裝在I/O槽口的內存擴充卡和一個稱為EMS的擴充內存管理程序方可使用。但是I/O插槽的地址線只有24位(ISA匯流排),這對於386以上檔次的32位機是不能適應的。所以,現在已很少使用內存擴充卡。現在微機中的擴充內存通常是用軟體如DOS中的EMM386把擴展內存模擬或擴充內存來使用。所以,擴充內存和擴展內存的區別並不在於其物理存儲器的位置,而在於使用什麼方法來讀寫它。下面將作進一步介紹。

前面已經說過擴充存儲器也可以由擴展存儲器模擬轉換而成。EMS的原理和XMS不同,它採用了頁幀方式。頁幀是在1MB空間中指定一塊64KB空間(通常在保留內存區內,但其物理存儲器來自擴展存儲器),分為4頁,每頁16KB。EMS存儲器也按16KB分頁,每次可交換4頁內容,以此方式可訪問全部EMS存儲器。符合EMS的驅動程序很多,常用的有EMM386.EXE、QEMM、TurboEMS、386MAX等。DOS和Windows中都提供了EMM386.EXE。

2.什麼是擴展內存?

我們知道,286有24位地址線,它可定址16MB的地址空間,而386有32位地址線,它可定址高達4GB的地址空間,為了區別起見,我們把1MB以上的地址空間稱為擴展內存XMS(eXtend memory)。

在386以上檔次的微機中,有兩種存儲器工作方式,一種稱為實地址方式或實方式,另一種稱為保護方式。在實方式下,物理地址仍使用20位,所以最大定址空間為1MB,以便與8086兼容。保護方式採用32位物理地址,定址范圍可達4GB。DOS系統在實方式下工作,它管理的內存空間仍為1MB,因此它不能直接使用擴展存儲器。為此,Lotus、Intel、AST及Microsoft公司建立了MS-DOS下擴展內存的使用標准,即擴展內存規范XMS。我們常在Config.sys文件中看到的Himem.sys就是管理擴展內存的驅動程序。

擴展內存管理規范的出現遲於擴充內存管理規范。

3.什麼是高端內存區?

在實方式下,內存單元的地址可記為:

段地址:段內偏移

通常用十六進制寫為XXXX:XXXX。實際的物理地址由段地址左移4位再和段內偏移相加而成。若地址各位均為1時,即為FFFF:FFFF。其實際物理地址為:FFF0+FFFF=10FFEF,約為1088KB(少16位元組),這已超過1MB范圍進入擴展內存了。這個進入擴展內存的區域約為64KB,是1MB以上空間的第一個64KB。我們把它稱為高端內存區HMA(High Memory Area)。HMA的物理存儲器是由擴展存儲器取得的。因此要使用HMA,必須要有物理的擴展存儲器存在。此外HMA的建立和使用還需要XMS驅動程序HIMEM.SYS的支持,因此只有裝入了HIMEM.SYS之後才能使用HMA。

4.什麼是上位內存?

為了解釋上位內存的概念,我們還得回過頭看看保留內存區。保留內存區是指640KB~1024KB(共384KB)區域。這部分區域在PC誕生之初就明確是保留給系統使用的,用戶程序無法插足。但這部分空間並沒有充分使用,因此大家都想對剩餘的部分打主意,分一塊地址空間(注意:是地址空間,而不是物理存儲器)來使用。於是就得到了又一塊內存區域UMB。

UMB(Upper Memory Blocks)稱為上位內存或上位內存塊。它是由擠占保留內存中剩餘未用的空間而產生的,它的物理存儲器仍然取自物理的擴展存儲器,它的管理驅動程序是EMS驅動程序。

5.什麼是SHADOW(影子)內存?

對於細心的讀者,可能還會發現一個問題:即是對於裝有1MB或1MB以上物理存儲器的機器,其640KB~1024KB這部分物理存儲器如何使用的問題。由於這部分地址空間已分配為系統使用,所以不能再重復使用。為了利用這部分物理存儲器,在某些386系統中,提供了一個重定位功能,即把這部分物理存儲器的地址重定位為1024KB~1408KB。這樣,這部分物理存儲器就變成了擴展存儲器,當然可以使用了。但這種重定位功能在當今高檔機器中不再使用,而把這部分物理存儲器保留作為Shadow存儲器。Shadow存儲器可以占據的地址空間與對應的ROM是相同的。Shadow由RAM組成,其速度大大高於ROM。當把ROM中的內容(各種BIOS程序)裝入相同地址的Shadow RAM中,就可以從RAM中訪問BIOS,而不必再訪問ROM。這樣將大大提高系統性能。因此在設置CMOS參數時,應將相應的Shadow區設為允許使用(Enabled)。

6、什麼是奇/偶校驗?

奇/偶校驗(ECC)是數據傳送時採用的一種校正數據錯誤的一種方式,分為奇校驗和偶校驗兩種。

如果是採用奇校驗,在傳送每一個位元組的時候另外附加一位作為校驗位,當實際數據中「1」的個數為偶數的時候,這個校驗位就是「1」,否則這個校驗位就是「0」,這樣就可以保證傳送數據滿足奇校驗的要求。在接收方收到數據時,將按照奇校驗的要求檢測數據中「1」的個數,如果是奇數,表示傳送正確,否則表示傳送錯誤。

同理偶校驗的過程和奇校驗的過程一樣,只是檢測數據中「1」的個數為偶數。

總 結

經過上面分析,內存儲器的劃分可歸納如下:

●基本內存 占據0~640KB地址空間。

●保留內存 占據640KB~1024KB地址空間。分配給顯示緩沖存儲器、各適配卡上的ROM和系統ROM BIOS,剩餘空間可作上位內存UMB。UMB的物理存儲器取自物理擴展存儲器。此范圍的物理RAM可作為Shadow RAM使用。

●上位內存(UMB) 利用保留內存中未分配使用的地址空間建立,其物理存儲器由物理擴展存儲器取得。UMB由EMS管理,其大小可由EMS驅動程序設定。

●高端內存(HMA) 擴展內存中的第一個64KB區域(1024KB~1088KB)。由HIMEM.SYS建立和管理。

●XMS內存 符合XMS規范管理的擴展內存區。其驅動程序為HIMEM.SYS。

●EMS內存 符合EMS規范管理的擴充內存區。其驅動程序為EMM386.EXE等。

❷ 內存儲器的發展歷程

對於用過386機器的人來說,30pin的內存,我想在很多人的腦海里,一定或多或少的還留有一絲印象,這一次我們特意收集的7根30pin的內存條,並拍成圖片,怎麼樣看了以後,是不是有一種久違的感覺呀!

30pin 反面 30pin 正面

下面是一些常見內存參數的介紹:
bit 比特,內存中最小單位,也叫「位」。它只有兩個狀態分別以0和1表示

byte位元組,8個連續的比特叫做一個位元組。

ns(nanosecond)
納秒,是一秒的10億分之一。內存讀寫速度的單位,其前面數字越小表示速度越快。

72pin正面 72pin反面

72pin的內存,可以說是計算機發展史的一個經典,也正因為它的廉價,以及速度上大幅度的提升,為電腦的普及,提供了堅實的基礎。由於用的人比較多,目前在市場上還可以買得到。

SIMM(Single In-line Memory Moles)
單邊接觸內存模組。是5X86及其較早的PC中常採用的內存介面方式。在486以前,多採用30針的SIMM介面,而在Pentuim中更多的是72針的SIMM介面,或者與DIMM介面類型並存。人們通常把72線的SIMM類型內存模組直接稱為72線內存。

ECC(Error Checking and Correcting)
錯誤檢查和糾正。與奇偶校驗類似,它不但能檢測到錯誤的地方,還可以糾正絕大多數錯誤。它也是在原來的數據位上外加位來實現的,這些額外的位是用來重建錯誤數據的。只有經過內存的糾錯後,計算機操作指令才可以繼續執行。當然在糾錯是系統的性能有著明顯的降低。

EDO DRAM(Extended Data Output RAM)
擴展數據輸出內存。是Micron公司的專利技術。有72線和168線之分、5V電壓、帶寬32bit、基本速度40ns以上。傳統的DRAM和FPM DRAM在存取每一bit數據時必須輸出行地址和列地址並使其穩定一段時間後,然後才能讀寫有效的數據,而下一個bit的地址必須等待這次讀寫操作完成才能輸出。EDO DRAM不必等待資料的讀寫操作是否完成,只要規定的有效時間一到就可以准備輸出下一個地址,由此縮短了存取時間,效率比FPM DRAM高20%—30%。具有較高的性/價比,因為它的存取速度比FPM DRAM快15%,而價格才高出5%。因此,成為中、低檔Pentium級別主板的標准內存。

DIMM(Dual In-line Memory Moles)
雙邊接觸內存模組。也就是說這種類型介面內存的插板兩邊都有數據介面觸片,這種介面模式的內存廣泛應用於現在的計算機中,通常為84針,由於是雙邊的,所以共有84×2=168線接觸,所以人們常把這種內存稱為168線內存。

PC133

SDRAM(Synchronous Burst RAM)
同步突發內存。是168線、3.3V電壓、帶寬64bit、速度可達6ns。是雙存儲體結構,也就是有兩個儲存陣列,一個被CPU讀取數據的時候,另一個已經做好被讀取數據的准備,兩者相互自動切換,使得存取效率成倍提高。並且將RAM與CPU以相同時鍾頻率控制,使RAM與CPU外頻同步,取消等待時間,所以其傳輸速率比EDO DRAM快了13%。SDRAM採用了多體(Bank)存儲器結構和突發模式,能傳輸一整數據而不是一段數據。

SDRAM ECC 伺服器專用內存

RDRAM(Rambus DRAM)
是美國RAMBUS公司在RAMBUSCHANNEL技術基礎上研製的一種存儲器。用於數據存儲的字長為16位,傳輸率極速指標有望達到600MHz。以管道存儲結構支持交叉存取同時執行四條指令,單從封裝形式上看,與DRAM沒有什麼不同,但在發熱量方面與100MHz的SDRAM大致相當。因為它的圖形加速性能是EDO DRAM的3-10倍,所以目前主要應用於高檔顯卡上做顯示內存。

Direct RDRAM
是RDRAM的擴展,它使用了同樣的RSL,但介面寬度達到16位,頻率達到800MHz,效率更高。單個傳輸率可達到1.6GB/s,兩個的傳輸率可達到3.2GB/s。

點評:
30pin和72pin的內存,早已退出市場,現在市場上主流的內存,是SDRAM,而SDRAM的價格越降越底,對於商家和廠家而言,利潤空間已縮到了極限,賠錢的買賣,有誰願意去做了?再者也沒有必要,畢竟廠家或商家們總是在朝著向「錢」的方向發展。

隨著 INTEL和 AMD兩大公司 CPU生產飛速發展,以及各大板卡廠家的支持,RAMBUS 和 DDRAM 也得到了更快的發展和普及,究竟哪一款會成為主流,哪一款更適合用戶,市場終究會證明這一切的。

機存取存儲器是電腦的記憶部件,也被認為是反映集成電路工藝水平的部件。各種存儲器中以動態存儲器(DRAM)的存儲容量為最大,使用最為普及,幾十年間它的存儲量擴大了幾千倍,存取數據的速度提高40多倍。存儲器的集成度的提高是靠不斷縮小器件尺寸達到的。尺寸的縮小,對集成電路的設計和製造技術提出了極為苛刻的要求,可以說是只有一代新工藝的突破,才有一代集成電路。

動態讀寫存儲器DRAM(Dynamic Random Access MeMory)是利用MOS存儲單元分布電容上的電荷來存儲數據位,由於電容電荷會泄漏,為了保持信息不丟失,DRAM需要不斷周期性地對其刷新。由於這種結構的存儲單元所需要的MOS管較少,因此DRAM的集成度高、功耗也小,同時每位的價格最低。DRAM一般都用於大容量系統中。DRAM的發展方向有兩個,一是高集成度、大容量、低成本,二是高速度、專用化。

從1970年Intel公司推出第一塊1K DRAM晶元後,其存儲容量基本上是按每三年翻兩番的速度發展。1995年12月韓國三星公司率先宣布利用0.16μm工藝研製成功集成度達10億以上的1000M位的高速(3lns)同步DRAM。這個領域的競爭非常激烈,為了解決巨額投資和共擔市場風險問題,世界范圍內的各大半導體廠商紛紛聯合,已形成若干合作開發的集團格局。

1996年市場上主推的是4M位和16M位DRAM晶元,1997年以16M位為主,1998年64M位大量上市。64M DRAM的市場佔有率達52%;16M DRAM的市場佔有率為45%。1999年64M DRAM市場佔有率已提高到78%,16M DRAM佔1%。128M DRAM已經普及,明年將出現256M DRAM。

高性能RISC微處理器的時鍾已達到100MHz~700MHz,這種情況下,處理器對存儲器的帶寬要求越來越高。為了適應高速CPU構成高性能系統的需要,DRAM技術在不斷發展。在市場需求的驅動下,出現了一系列新型結構的高速DRAM。例如EDRAM、CDRAM、SDRAM、RDRAM、SLDRAM、DDR DRAM、DRDRAM等。為了提高動態讀寫存儲器訪問速度而採用不同技術實現的DRAM有:

(1) 快速頁面方式FPM DRAM

快速頁面方式FPM(Fast Page Mode)DRAM已經成為一種標准形式。一般DRAM存儲單元的讀寫是先選擇行地址,再選擇列地址,事實上,在大多數情況下,下一個所需要的數據在當前所讀取數據的下一個單元,即其地址是在同一行的下一列,FPM DRAM可以通過保持同一個行地址來選擇不同的列地址實現存儲器的連續訪問。減少了建立行地址的延時時間從而提高連續數據訪問的速度。但是當時鍾頻率高於33MHz時,由於沒有足夠的充電保持時間,將會使讀出的數據不可靠。

(2) 擴展數據輸出動態讀寫存儲器EDO DRAM

在FPM技術的基礎上發展起來的擴展數據輸出動態讀寫存儲器EDODRAM(Extended Data Out DRAM),是在RAM的輸出端加一組鎖存器構成二級內存輸出緩沖單元,用以存儲數據並一直保持到數據被可靠地讀取時為止,這樣就擴展了數據輸出的有效時間。EDODRAM可以在50MHz時鍾下穩定地工作。

由於只要在原DRAM的基礎上集成成本提高並不多的EDO邏輯電路,就可以比較有效地提高動態讀寫存儲器的性能,所以在此之前,EDO DRAM曾成為動態讀寫存儲器設計的主流技術和基本形式。

(3) 突發方式EDO DRAM

在EDO DRAM存儲器的基礎上,又發展了一種可以提供更高有效帶寬的動態讀寫存儲器突發方式EDO DRAM(Burst EDO DRAM)。這種存儲器可以對可能所需的4個數據地址進行預測並自動地預先形成,它把可以穩定工作的頻率提高到66MHz。

(4) 同步動態讀寫存儲器SDRAM

SDRAM(Synchronous DRAM)是通過同步時鍾對控制介面的操作和安排片內隔行突發方式地址發生器來提高存儲器的性能。它僅需要一個首地址就可以對一個存儲塊進行訪問。所有的輸入采樣如輸出有效都在同一個系統時鍾的上升沿。所使用的與CPU同步的時鍾頻率可以高達66MHz~100MHz。它比一般DRAM增加一個可編程方式寄存器。採用SDRAM可大大改善內存條的速度和性能,系統設計者可根據處理器要求,靈活地採用交錯或順序脈沖。

Infineon Technologies(原Siemens半導體)今年已批量供應256Mit SDRAM。其SDRAM用0.2μm技術生產,在100MHz的時鍾頻率下輸出時間為10ns。

(5) 帶有高速緩存的動態讀寫存儲器CDRAM

CDRAM(Cached DRAM)是日本三菱電氣公司開發的專有技術,1992年推出樣品,是通過在DRAM晶元,集成一定數量的高速SRAM作為高速緩沖存儲器Cache和同步控制介面,來提高存儲器的性能。這種晶元用單一+3.3V電源,低壓TTL輸入輸出電平。目前三菱公司可以提供的CDRAM為4Mb和16Mb,其片內Cache為16KB,與128位內部匯流排配合工作,可以實現100MHz的數據訪問。流水線式存取時間為7ns。

(6) 增強型動態讀寫存儲器EDRAM(Enhanced DRAM)

由Ramtron跨國公司推出的帶有高速緩沖存儲器的DRAM產品稱作增強型動態讀寫存儲器EDRAM(Enhanced DRAM),它採用非同步操作方式,單一+5V工作電源,CMOS或TTL輸入輸出電平。由於採用一種改進的DRAM 0.76μm CMOS工藝和可以減小寄生電容和提高晶體管增益的結構技術,其性能大大提高,行訪問時間為35ns,讀/寫訪問時間可以提高到65ns,頁面寫入周期時間為15ns。EDRAM還在片內DRAM存儲矩陣的列解碼器上集成了2K位15ns的靜態RAM高速緩沖存儲器Cache,和後寫寄存器以及另外的控制線,並允許SRAM Cache和DRAM獨立操作。每次可以對一行數據進行高速緩沖。它可以象標準的DRAM對任一個存儲單元用頁面或靜態列訪問模式進行操作,訪問時間只有15ns。當Cache未命中時,EDRAM就把新的一行載入到Cache中,並把選擇的存儲單元數據輸出,這需要花35ns。這種存儲器的突發數據率可以達到267Mbytes/s。

(7) RDRAM(Rambus DRAM)

Rambus DRAM是Rambus公司利用本身研製的一種獨特的介面技術代替頁面方式結構的一種新型動態讀寫存儲器。這種介面在處理機與DRAM之間使用了一種特殊的9位低壓負載發送線,用250MHz同步時鍾工作,位元組寬度地址與數據復用的串列匯流排介面。這種介面又稱作Rambus通道,這種通道嵌入到DRAM中就構成Rambus DRAM,它還可以嵌入到用戶定製的邏輯晶元或微處理機中。它通過使用250MHz時鍾的兩個邊沿可以使突發數據傳輸率達到500MHz。在採用Rambus通道的系統中每個晶元內部都有它自己的控制器,用來處理地址解碼和面頁高速緩存管理。由此一片存儲器子系統的容量可達512K位元組,並含有一個匯流排控制器。不同容量的存儲器有相同的引腳並連接在同一組匯流排上。Rambus公司開發了這種新型結構的DRAM,但是它本身並不生產,而是通過發放許可證的方式轉讓它的技術,已經得到生產許可的半導體公司有NEC、Fujitsu、Toshiba、Hitachi和LG等。

被業界看好的下一代新型DRAM有三種:雙數據傳輸率同步動態讀寫存儲器(DDR SDRAM)、同步鏈動態讀寫存儲器(SLDRAM)和Rambus介面DRAM(RDRAM)。

(1) DDR DRAM(Double Data Rate DRAM)

在同步動態讀寫存儲器SDRAM的基礎上,採用延時鎖定環(Delay-locked Loop)技術提供數據選通信號對數據進行精確定位,在時鍾脈沖的上升沿和下降沿都可傳輸數據(而不是第一代SDRAM僅在時鍾脈沖的下降沿傳輸數據),這樣就在不提高時鍾頻率的情況下,使數據傳輸率提高一倍,故稱作雙數據傳輸率(DDR)DRAM,它實際上是第二代SDRAM。由於DDR DRAM需要新的高速時鍾同步電路和符合JEDEC標準的存儲器模塊,所以主板和晶元組的成本較高,一般只能用於高檔伺服器和工作站上,其價格在中低檔PC機上可能難以接受。

(2) SLDRAM(Synchnonous Link DRAM)

這是由IBM、HP、Apple、NEC、Fujitsu、Hyundai、Micron、TI、Toshiba、Sansung和Siemens等業界大公司聯合制定的一個開放性標准,委託Mosaid Technologies公司設計,所以SLDRAM是一種原本最有希望成為高速DRAM開放性工業標準的動態讀寫存儲器。它是一種在原DDR DRAM基礎上發展的一種高速動態讀寫存儲器。它具有與DRDRAM相同的高數據傳輸率,但是它比其工作頻率要低;另外生產這種存儲器不需要支付專利使用費,使得製造成本較低,所以這種存儲器應該具有市場競爭優勢。但是由於SLDRAM聯盟是一個鬆散的聯合體,眾多成員之間難以協調一致,在研究經費投入上不能達成一致意見,加上Intel公司不支持這種標准,所以這種動態存儲器反而難以形成氣候,敵不過Intel公司鼎立支持的Rambus公司的DRDRAM。SLDRAM可用於通信和消費類電子產品,高檔PC和伺服器。

(3) DRDRAM(Direct Rambus DRAM)

從1996年開始,Rambus公司就在Intel公司的支持下制定新一代RDRAM標准,這就是DRDRAM(Direct RDRAM)。這是一種基於協議的DRAM,與傳統DRAM不同的是其引腳定義會隨命令而變,同一組引腳線可以被定義成地址,也可以被定義成控制線。其引腳數僅為正常DRAM的三分之一。當需要擴展晶元容量時,只需要改變命令,不需要增加硬體引腳。這種晶元可以支持400MHz外頻,再利用上升沿和下降沿兩次傳輸數據,可以使數據傳輸率達到800MHz。同時通過把數據輸出通道從8位擴展成16位,這樣在100MHz時就可以使最大數據輸出率達1.6Gb/s。東芝公司在購買了Rambus公司的高速傳輸介面技術專利後,於1998年9月首先推出72Mb的RDRAM,其中64Mb是數據存儲器,另外8Mb用於糾錯校驗,由此大大提高了數據讀寫可靠性。

Intel公司辦排眾議,堅定地推舉DRDRAM作為下一代高速內存的標准,目前在Intel公司對Micro、Toshiba和Samsung等公司組建DRDRAM的生產線和測試線投入資金。其他眾多廠商也在努力與其抗爭,最近AMD宣布至少今年推出的K7微處理器都不打算採用Rambus DRAM;據說IBM正在考慮放棄對Rambus的支持。當前市場上同樣是64Mb的DRAM,RDRAM就要比其他標準的貴45美元。
由此可見存儲器的發展動向是:大容量化,高速化, 多品種、多功能化,低電壓、低功耗化。
存儲器的工藝發展中有以下趨勢:CHMOS工藝代替NMOS工藝以降低功耗;縮小器件尺寸,外圍電路仍採用ECL結構以提高存取速度同時提高集成度;存儲電容從平面HI-C改為深溝式,保證尺寸減少後的電荷存儲量,以提高可靠性;電路設計中簡化外圍電路結構,注意降低雜訊,運用冗餘技術以提高質量和成品率;工藝中採用了多種新技術;使DRAM的存儲容量穩步上升,為今後繼續開發大容量的新電路奠定基礎。
從電子計算機中的處理器和存儲器可以看出ULSI前進的步伐和幾十年間的巨大變化。

❸ 內存條的發展史

在計算機誕生初期並不存在內存條的概念,最早的內存是以磁芯的形式排列在線路上,每個磁芯與晶體管組成的一個雙穩態電路作為一比特(BIT)的存儲器,每一比特都要有玉米粒大小,可以想像一間的機房只能裝下不超過百k位元組左右的容量。後來才出線現了焊接在主板上集成內存晶元,以內存晶元的形式為計算機的運算提供直接支持。那時的內存晶元容量都特別小,最常見的莫過於256K×1bit、1M×4bit,雖然如此,但這相對於那時的運算任務來說卻已經綽綽有餘了。
內存條的誕生
內存晶元的狀態一直沿用到286初期,鑒於它存在著無法拆卸更換的弊病,這對於計算機的發展造成了現實的阻礙。有鑒於此,內存條便應運而生了。將內存晶元焊接到事先設計好的印刷線路板上,而電腦主板上也改用內存插槽。這樣就把內存難以安裝和更換的問題徹底解決了。
在80286主板發布之前,內存並沒有被世人所重視,這個時候的內存是直接固化在主板上,而且容量只有64 ~256KB,對於當時PC所運行的工作程序來說,這種內存的性能以及容量足以滿足當時軟體程序的處理需要。不過隨著軟體程序和新一代80286硬體平台的出現,程序和硬體對內存性能提出了更高要求,為了提高速度並擴大容量,內存必須以獨立的封裝形式出現,因而誕生了「內存條」概念。
在80286主板剛推出的時候,內存條採用了SIMM(Single In-lineMemory Moles,單邊接觸內存模組)介面,容量為30pin、 256kb,必須是由8 片數據位和1 片校驗位組成1 個bank,正因如此,我們見到的30pin SIMM一般是四條一起使用。自1982年PC進入民用市場一直到現在,搭配80286處理器的30pin SIMM 內存是內存領域的開山鼻祖。
隨後,在1988 ~1990 年當中,PC 技術迎來另一個發展高峰,也就是386和486時代,此時CPU 已經向16bit 發展,所以30pin SIMM 內存再也無法滿足需求,其較低的內存帶寬已經成為急待解決的瓶頸,所以此時72pin SIMM 內存出現了,72pin SIMM支持32bit快速頁模式內存,內存帶寬得以大幅度提升。72pin SIMM內存單條容量一般為512KB ~2MB,而且僅要求兩條同時使用,由於其與30pin SIMM 內存無法兼容,因此這個時候PC業界毅然將30pin SIMM 內存淘汰出局了。
EDO DRAM(Extended Date Out RAM 外擴充數據模式存儲器)內存,這是1991 年到1995 年之間盛行的內存條,EDO DRAM同FPM DRAM(Fast Page Mode RAM 快速頁面模式存儲器)極其相似,它取消了擴展數據輸出內存與傳輸內存兩個存儲周期之間的時間間隔,在把數據發送給CPU 的同時去訪問下一個頁面,故而速度要比普通DRAM快15~30%。工作電壓為一般為5V,帶寬32bit,速度在40ns以上,其主要應用在當時的 486及早期的Pentium電腦上。
在1991 年到1995 年中,讓我們看到一個尷尬的情況,那就是這幾年內存技術發展比較緩慢,幾乎停滯不前,所以我們看到此時EDO DRAM有72 pin和168 pin並存的情況,事實上EDO 內存也屬於72pin SIMM 內存的范疇,不過它採用了全新的定址方式。EDO 在成本和容量上有所突破,憑借著製作工藝的飛速發展,此時單條EDO 內存的容量已經達到4 ~16MB 。由於Pentium及更高級別的CPU數據匯流排寬度都是64bit甚至更高,所以EDO DRAM與FPM DRAM都必須成對使用。
SDRAM時代
自Intel Celeron系列以及AMD K6處理器以及相關的主板晶元組推出後,EDO DRAM內存性能再也無法滿足需要了,內存技術必須徹底得到個革新才能滿足新一代CPU架構的需求,此時內存開始進入比較經典的SDRAM時代。
第一代SDRAM 內存為PC66 規范,但很快由於Intel 和AMD的頻率之爭將CPU外頻提升到了100MHz,所以PC66內存很快就被PC100內存取代,接著133MHz 外頻的PIII以及K7時代的來臨,PC133規范也以相同的方式進一步提升SDRAM 的整體性能,帶寬提高到1GB/sec以上。由於SDRAM 的帶寬為64bit,正好對應CPU 的64bit 數據匯流排寬度,因此它只需要一條內存便可工作,便捷性進一步提高。在性能方面,由於其輸入輸出信號保持與系統外頻同步,因此速度明顯超越EDO 內存。
不可否認的是,SDRAM 內存由早期的66MHz,發展後來的100MHz、133MHz,盡管沒能徹底解決內存帶寬的瓶頸問題,但此時CPU超頻已經成為DIY用戶永恆的話題,所以不少用戶將品牌好的PC100品牌內存超頻到133MHz使用以獲得CPU超頻成功,值得一提的是,為了方便一些超頻用戶需求,市場上出現了一些PC150、PC166規范的內存。
盡管SDRAM PC133內存的帶寬可提高帶寬到1064MB/S,加上Intel已經開始著手最新的Pentium 4計劃,所以SDRAM PC133內存不能滿足日後的發展需求,此時,Intel為了達到獨占市場的目的,與Rambus聯合在PC市場推廣Rambus DRAM內存(稱為RDRAM內存)。與SDRAM不同的是,其採用了新一代高速簡單內存架構,基於一種類RISC(Reced Instruction Set Computing,精簡指令集計算機)理論,這個理論可以減少數據的復雜性,使得整個系統性能得到提高。
在AMD與Intel的競爭中,這個時候是屬於頻率競備時代,所以這個時候CPU的主頻在不斷提升,Intel為了蓋過AMD,推出高頻PentiumⅢ以及Pentium 4 處理器,因此Rambus DRAM內存是被Intel看著是未來自己的競爭殺手鐧,Rambus DRAM內存以高時鍾頻率來簡化每個時鍾周期的數據量,因此內存帶寬相當出色,如PC 1066 1066 MHz 32 bits帶寬可達到4.2G Byte/sec,Rambus DRAM曾一度被認為是Pentium 4 的絕配。
盡管如此,Rambus RDRAM 內存生不逢時,後來依然要被更高速度的DDR「掠奪」其寶座地位,在當時,PC600、PC700的Rambus RDRAM 內存因出現Intel820 晶元組「失誤事件」、PC800 Rambus RDRAM因成本過高而讓Pentium 4平台高高在上,無法獲得大眾用戶擁戴,種種問題讓Rambus RDRAM胎死腹中,Rambus曾希望具有更高頻率的PC1066 規范RDRAM來力挽狂瀾,但最終也是拜倒在DDR 內存面前。
DDR時代
DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM)簡稱DDR,也就是「雙倍速率SDRAM」的意思。DDR可以說是SDRAM的升級版本, DDR在時鍾信號上升沿與下降沿各傳輸一次數據,這使得DDR的數據傳輸速度為傳統SDRAM的兩倍。由於僅多採用了下降緣信號,因此並不會造成能耗增加。至於定址與控制信號則與傳統SDRAM相同,僅在時鍾上升緣傳輸。
DDR 內存是作為一種在性能與成本之間折中的解決方案,其目的是迅速建立起牢固的市場空間,繼而一步步在頻率上高歌猛進,最終彌補內存帶寬上的不足。第一代 DDR200 規范並沒有得到普及,第二代PC266 DDR SRAM(133MHz時鍾×2倍數據傳輸=266MHz帶寬)是由PC133 SDRAM內存所衍生出的,它將DDR 內存帶向第一個高潮,目前還有不少賽揚和AMD K7處理器都在採用DDR266規格的內存,其後來的DDR333內存也屬於一種過度,而DDR400內存成為目前的主流平台選配,雙通道DDR400 內存已經成為800FSB處理器搭配的基本標准,隨後的DDR533 規范則成為超頻用戶的選擇對象。
DDR2時代
隨著CPU 性能不斷提高,我們對內存性能的要求也逐步升級。不可否認,緊緊依高頻率提升帶寬的DDR遲早會力不從心,因此JEDEC 組織很早就開始醞釀DDR2 標准,加上LGA775介面的915/925以及最新的945等新平台開始對DDR2內存的支持,所以DDR2內存將開始演義內存領域的今天。
DDR2 能夠在100MHz 的發信頻率基礎上提供每插腳最少400MB/s 的帶寬,而且其介面將運行於1.8V 電壓上,從而進一步降低發熱量,以便提高頻率。此外,DDR2 將融入CAS、OCD、ODT 等新性能指標和中斷指令,提升內存帶寬的利用率。從JEDEC組織者闡述的DDR2標准來看,針對PC等市場的DDR2內存將擁有400、533、 667MHz等不同的時鍾頻率。高端的DDR2內存將擁有800、1000MHz兩種頻率。DDR-II內存將採用200-、220-、240-針腳的FBGA封裝形式。最初的DDR2內存將採用0.13微米的生產工藝,內存顆粒的電壓為1.8V,容量密度為512MB。
內存技術在2005年將會毫無懸念,SDRAM為代表的靜態內存在五年內不會普及。QBM與 RDRAM內存也難以挽回頹勢,因此DDR與DDR2共存時代將是鐵定的事實。
PC-100的「接班人」除了PC一133以外,VCM(VirXual Channel Memory)也是很重
要的一員。VCM即「虛擬通道存儲器」,這也是目前大多數較新的晶元組支持的一種內存標准,VCM內存主要根據由NEC公司開發的一種「緩存式DRAM」技術製造而成,它集成了「通道緩存」,由高速寄存器進行配置和控制。在實現高速數據傳輸的同時,VCM還維持著對傳統SDRAM的高度兼容性,所以通常也把VCM內存稱為VCM SDRAM。VCM與SDRAM的差別在於不論是否經過CPU處理的數據,都可先交於VCM進行處理,而普通的SDRAM就只能處理經CPU處理以後的數據,所以VCM要比SDRAM處理數據的速度快20%以上。目前可以支持VCM SDRAM的晶元組很多,包括:Intel的815E、VIA的694X等。
3.RDRAM
Intel在推出:PC-100後,由於技術的發展,PC-100內存的800MB/s帶寬已經不能滿足需求,而PC-133的帶寬提高並不大(1064MB/s),同樣不能滿足日後的發展需求。Intel為了達到獨占市場的目的,與Rambus 公司聯合在PC市場推廣Rambus DRAM(DirectRambus DRAM)。
Rambus DRAM是:Rambus公司最早提出的一種內存規格,採用了新一代高速簡單內存架構,基於一種RISC(Reced Instruction Set Computing,精簡指令集計算機)理論,從而可以減少數據的復雜性,使得整個系統性能得到提高。Rambus使用400MHz的16bit匯流排,在一個時鍾周期內,可以在上升沿和下降沿的同時傳輸數據,這樣它的實際速度就為400MHz×2=800MHz,理論帶寬為 (16bit×2×400MHz/8)1.6GB/s,相當於PC-100的兩倍。另外,Rambus也可以儲存9bit位元組,額外的一比特是屬於保留比特,可能以後會作為:ECC(ErroI·Checking and Correction,錯誤檢查修正)校驗位。Rambus的時鍾可以高達400MHz,而且僅使用了30條銅線連接內存控制器和RIMM(Rambus In-line MemoryMoles,Rambus內嵌式內存模塊),減少銅線的長度和數量就可以降低數據傳輸中的電磁干擾,從而快速地提高內存的工作頻率。不過在高頻率下,其發出的熱量肯定會增加,因此第一款Rambus內存甚至需要自帶散熱風扇。
DDR3時代
DDR3相比起DDR2有更低的工作電壓, 從DDR2的1.8V降落到1.5V,性能更好更為省電;DDR2的4bit預讀升級為8bit預讀。DDR3目前最高能夠達到2000Mhz的速度,盡管目前最為快速的DDR2內存速度已經提升到 800Mhz/1066Mhz的速度,但是DDR3內存模組仍會從1066Mhz起跳。
一、DDR3在DDR2基礎上採用的新型設計:
1.8bit預取設計,而DDR2為4bit預取,這樣DRAM內核的頻率只有介面頻率的 1/8,DDR3-800的核心工作頻率只有100MHz。
2.採用點對點的拓樸架構,以減輕地址/命令與控制匯流排的負擔。
3.採用100nm以下的生產工藝,將工作電壓從1.8V降至1.5V,增加非同步重置(Reset)與ZQ校準功能。

❹ 計算機內存的發展史,和一些相關資料

作為PC不可缺少的重要核心部件——內存,它伴隨著DIY硬體走過了多年歷程。從286時代的30pin SIMM內存、486時代的72pin SIMM 內存,到Pentium時代的EDO DRAM內存、PII時代的SDRAM內存,到P4時代的DDR內存和目前9X5平台的DDR2內存。內存從規格、技術、匯流排帶寬等不斷更新換代。不過我們有理由相信,內存的更新換代可謂萬變不離其宗,其目的在於提高內存的帶寬,以滿足CPU不斷攀升的帶寬要求、避免成為高速CPU運算的瓶頸。那麼,內存在PC領域有著怎樣的精彩人生呢?下面讓我們一起來了解內存發展的歷史吧。

一、歷史起源——內存條概念

如果你細心的觀察,顯存(或緩存)在目前的DIY硬體上都很容易看到,顯卡顯存、硬碟或光碟機的緩存大小直接影響到設備的性能,而寄存器也許是最能代表PC硬體設備離不開RAM的,的確如此,如果沒有內存,那麼PC將無法運轉,所以內存自然成為DIY用戶討論的重點話題。

在剛剛開始的時候,PC上所使用的內存是一塊塊的IC,要讓它能為PC服務,就必須將其焊接到主板上,但這也給後期維護帶來的問題,因為一旦某一塊內存IC壞了,就必須焊下來才能更換,由於焊接上去的IC不容易取下來,同時加上用戶也不具備焊接知識(焊接需要掌握焊接技術,同時風險性也大),這似乎維修起來太麻煩。

因此,PC設計人員推出了模塊化的條裝內存,每一條上集成了多塊內存IC,同時在主板上也設計相應的內存插槽,這樣內存條就方便隨意安裝與拆卸了(如圖1),內存的維修、升級都變得非常簡單,這就是內存「條」的來源。
小帖士:內存(Random Access Memory,RAM)的主要功能是暫存數據及指令。我們可以同時寫數據到RAM 內存,也可以從RAM 讀取數據。由於內存歷來都是系統中最大的性能瓶頸之一,因此從某種角度而言,內存技術的改進甚至比CPU 以及其它技術更為令人激動。
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http://www.incpc.net/Html/histroy/20060907817.html

❺ 誰知道內存的發展史

內存發展史

在了解內存的發展之前,我們應該先解釋一下幾個常用詞彙,這將有助於我們加強對內存的理解。
RAM就是RandomAccessMemory(隨機存貯器)的縮寫。它又分成兩種StaticRAM(靜態隨機存貯器)和DynamicRAM(動態隨機存貯器)。
SRAM曾經是一種主要的內存,SRAM速度很快而且不用刷新就能保存數據不丟失。它以雙穩態電路形式存儲數據,結構復雜,內部需要使用更多的晶體管構成寄存器以保存數據,所以它採用的矽片面積相當大,製造成本也相當高,所以現在只能把SRAM用在比主內存小的多的高速緩存上。隨著Intel將L2高速緩存整合入CPU(從Medocino開始)後,SRAM失去了最大應用需求來源,還好在行動電話從模擬轉向數字的發展趨勢中,終於為具有省電優勢的SRAM尋得了另一個需求成長的契機,再加上網路伺服器、路由器等的需求激勵,才使得SRAM市場勉強得以繼續成長。

DRAM,顧名思義即動態RAM。DRAM的結構比起SRAM來說要簡單的多,基本結構是一隻MOS管和一個電容構成。具有結構簡單、集成度高、功耗低、生產成本低等優點,適合製造大容量存儲器,所以現在我們用的內存大多是由DRAM構成的。所以下面主要介紹DRAM內存。在詳細說明DRAM存儲器前首先要說一下同步的概念,根據內存的訪問方式可分為兩種:同步內存和非同步內存。區分的標準是看它們能不能和系統時鍾同步。內存控制電路(在主板的晶元組中,一般在北橋晶元組中)發出行地址選擇信號(RAS)和列地址選擇信號(CAS)來指定哪一塊存儲體將被訪問。在SDRAM之前的EDO內存就採用這種方式。讀取數據所用的時間用納秒錶示。當系統的速度逐漸增加,特別是當66MHz頻率成為匯流排標准時,EDO內存的速度就顯得很慢了,CPU總要等待內存的數據,嚴重影響了性能,內存成了一個很大的瓶頸。因此出現了同步系統時鍾頻率的SDRAM。DRAM的分類FPDRAM:又叫快頁內存,在386時代很流行。因為DRAM需要恆電流以保存信息,一旦斷電,信息即丟失。它的刷新頻率每秒鍾可達幾百次,但由於FPDRAM使用同一電路來存取數據,所以DRAM的存取時間有一定的時間間隔,這導致了它的存取速度並不是很快。另外,在DRAM中,由於存儲地址空間是按頁排列的,所以當訪問某一頁面時,切換到另一頁面會佔用CPU額外的時鍾周期。其介面多為72線的SIMM類型。EDODRAM:EDORAM――ExtendedDateOutRAM——外擴充數據模式存儲器,EDO-RAM同FPDRAM相似,它取消了擴展數據輸出內存與傳輸內存兩個存儲周期之間的時間間隔,在把數據發送給CPU的同時去訪問下一個頁面,故而速度要比普通DRAM快15~30%。工作電壓為一般為5V,其介面方式多為72線的SIMM類型,但也有168線的DIMM類型。EDODRAM這種內存流行在486以及早期的奔騰電腦上。當前的標準是SDRAM(同步DRAM的縮寫),顧名思義,它是同步於系統時鍾頻率的。SDRAM內存訪問採用突發(burst)模式,它和原理是,SDRAM在現有的標准動態存儲器中加入同步控制邏輯(一個狀態機),利用一個單一的系統時鍾同步所有的地址數據和控制信號。使用SDRAM不但能提高系統表現,還能簡化設計、提供高速的數據傳輸。在功能上,它類似常規的DRAM,也需時鍾進行刷新。可以說,SDRAM是一種改善了結構的增強型DRAM。然而,SDRAM是如何利用它的同步特性而適應高速系統的需要的呢?我們知道,原先我們使用的動態存儲器技術都是建立在非同步控制基礎上的。系統在使用這些非同步動態存儲器時需插入一些等待狀態來適應非同步動態存儲器的本身需要,這時,指令的執行時間往往是由內存的速度、而非系統本身能夠達到的最高速率來決定。例如,當將連續數據存入CACHE時,一個速度為60ns的快頁內存需要40ns的頁循環時間;當系統速度運行在100MHz時(一個時鍾周期10ns),每執行一次數據存取,即需要等待4個時鍾周期!而使用SDRAM,由於其同步特性,則可避免這一時。SDRAM結構的另一大特點是其支持DRAM的兩列地址同時打開。兩個打開的存儲體間的內存存取可以交叉進行,一般的如預置或激活列可以隱藏在存儲體存取過程中,即允許在一個存儲體讀或寫的同時,令一存儲體進行預置。按此進行,100MHz的無縫數據速率可在整個器件讀或寫中實現。因為SDRAM的速度約束著系統的時鍾速度,它的速度是由MHz或ns來計算的。SDRAM的速度至少不能慢於系統的時鍾速度,SDRAM的訪問通常發生在四個連續的突發周期,第一個突發周期需要4個系統時鍾周期,第二到第四個突發周期只需要1個系統時鍾周期。用數字表示如下:4-1-1-1。順便提一下BEDO(BurstEDO)也就是突發EDO內存。實際上其原理和性能是和SDRAM差不多的,因為Intel的晶元組支持SDRAM,由於INTEL的市場領導地位幫助SDRAM成為市場的標准。

DRAMR的兩種介面類型DRAM主要有兩種介面類型,既早期的SIMM和現在的標准DIMM。SIMM是Single-InLineMemoryMole的簡寫,即單邊接觸內存模組,這是486及其較早的PC機中常用的內存的介面方式。在更早的PC機中(486以前),多採用30針的SIMM介面,而在Pentium中,應用更多的則是72針的SIMM介面,或者是與DIMM介面類型並存。DIMM是DualIn-LineMemoryMole的簡寫,即雙邊接觸內存模組,也就是說這種類型介面內存的插板的兩邊都有數據介面觸片,這種介面模式的內存廣泛應用於現在的計算機中,通常為84針,但由於是雙邊的,所以一共有84×2=168線接觸,故而人們經常把這種內存稱為168線內存,而把72線的SIMM類型內存模組直接稱為72線內存。DRAM內存通常為72線,EDO-RAM內存既有72線的,也有168線的,而SDRAM內存通常為168線的。新的內存標准在新的世紀到來之時,也帶來了計算機硬體的重大改變。計算機的製造工藝發展到已經可以把微處理器(CPU)的時鍾頻率提高的一千兆的邊緣。相應的內存也必須跟得上處理器的速度才行。現在有兩個新的標准,DDRSDRAM內存和Rambus內存。它們之間的競爭將會成為PC內存市場競爭的核心。DDRSDRAM代表著一條內存逐漸演化的道路。Rambus則代表著計算機設計上的重大變革。從更遠一點的角度看。DDRSDRAM是一個開放的標准。然而Rambus則是一種專利。它們之間的勝利者將會對計算機製造業產生重大而深遠的影響。

RDRAM在工作頻率上有大幅度的提升,但這一結構的改變,涉及到包括晶元組、DRAM製造、封裝、測試甚至PCB及模組等的全面改變,可謂牽一發而動全身。未來高速DRAM結構的發展究竟如何?

Intel重新整裝再發的820晶元組,是否真能如願以償地讓RDRAM登上主流寶座?PC133SDRAM:PC133SDRAM基本上只是PC100SDRAM的延伸,不論在DRAM製造、封裝、模組、連接器方面,都延續舊有規范,它們的生產設備相同,因此生產成本也幾乎與PC100SDRAM相同。嚴格來說,兩者的差別僅在於相同製程技術下,所多的一道「篩選」程序,將速度可達133MHz的顆粒挑選出來而已。若配合可支持133MHz外頻的晶元組,並提高CPU的前端匯流排頻率(FrontSideBus)到133MHz,便能將DRAM帶寬提高到1GB/sec以上,從而提高整體系統性能。DDR-SDRAM:DDRSDRAM(DoubleDataRateDRAM)或稱之為SDRAMⅡ,由於DDR在時鍾的上升及下降的邊緣都可以傳輸資料,從而使得實際帶寬增加兩倍,大幅提升了其性能/成本比。就實際功能比較來看,由PC133所衍生出的第二代PC266DDRSRAM(133MHz時鍾×2倍數據傳輸=266MHz帶寬),不僅在InQuest最新測試報告中顯示其性能平均高出Rambus24.4%,在Micron的測試中,其性能亦優於其他的高頻寬解決方案,充份顯示出DDR在性能上已足以和Rambus相抗衡的程度。DirectRambus-DRAM:RambusDRAM設計與以往DRAM很大的不同之處在於,它的微控制器與一般內存控制器不同,使得晶元組必須重新設計以符合要求,此外,數據通道介面也與一般內存不同,Rambus以2條各8bit寬(含ECC則為9bit)的數據通道(channel)傳輸數據,雖然比SDRAM的64bit窄,但其時鍾頻率卻可高達400MHz,且在時鍾的上升和下降沿都能傳輸數據,因而能達到1.6GB/sec的尖峰帶寬。

各種DRAM規格之綜合比較數據帶寬:從數據帶寬來看,傳統PC100在時鍾頻率為100MHz的情況下,尖峰數據傳輸率可達到800MB/sec。若以先進0.25微米線程製造的DRAM,大都可以「篩選」出時鍾頻率達到133MHz的PC133顆粒,可將尖峰數據傳輸率再次提高至1.06GB/sec,只要CPU及晶元組能配合,就可提高整體系統性能。此外,就DDR而言,由於其在時鍾上升和下降沿都能傳輸數據,所以在相同133MHz的時鍾頻率下,其尖峰數據傳輸將可大幅提高兩倍,達到2.1GB/sec的水準,其性能甚至比現階段Rambus所能達到的1.6GB/sec更高。
傳輸模式:傳統SDRAM採用並列數據傳輸方式,Rambus則採取了比較特別的串列傳輸方式。在串列的傳輸方式之下,資料信號都是一進一出,可以把數據帶寬降為16bit,而且可大幅提高工作時鍾頻率(400MHz),但這也形成了模組在數據傳輸設計上的限制。也就是說,在串接的模式下,如果有其中一個模組損壞、或是形成斷路,便會使整個系統無法正常開機。因此,對採用Rambus內存模組的主機板而言,便必須將三組內存擴充插槽完全插滿,如果Rambus模組不足的話,只有安裝不含RDRAM顆粒的中繼模組(ContinuityRIMMMole;C-RIMM),純粹用來提供信號的串接工作,讓數據的傳輸暢通。模組及PCB的設計:由於Rambus的工作頻率高達400MHz,所以不管是電路設計、線路布局、顆粒封裝及記憶模組的設計等,都和以往SDRAM大為不同。以模組設計而言,RDRAM所構成的記憶模組稱之為RIMM(RambusInMemoryMole),目前的設計可採取4、6、8、12與16顆等不同數目的RDRAM顆粒來組成,雖然引腳數提高到了184隻,但整個模組的長度卻與原有DIMM相當。另外,在設計上,Rambus的每一個傳輸信道所能承載的晶元顆粒數目有限(最多32顆),從而造成RDRAM內存模組容量將有所限制。也就是說,如果已經安裝了一隻含16顆RDARM顆粒的RIMM模組時,若想要再擴充內存,最多隻能再安裝具有16顆RDARM的模組。另外,由於RDARM在高頻下工作將產生高溫,所以RIMM模組在設計時必須加上一層散熱片,也增加了RIMM模組的成本。
顆粒的封裝:DRAM封裝技術從最早的DIP、SOJ提高到TSOP的形式。從現在主流SDRAM的模組來看,除了勝創科技首創的TinyBGA技術和樵風科技首創的BLP封裝模式外,絕大多數還是採用TSOP的封裝技術。
隨著DDR、RDRAM的陸續推出,將內存頻率提高到一個更高的水平上,TSOP封裝技術漸漸有些力不從心了,難以滿足DRAM設計上的要求。從Intel力推的RDRAM來看,採用了新一代的μBGA封裝形式,相信未來DDR等其他高速DRAM的封裝也會採取相同或不同的BGA封裝方式。盡管RDRAM在時鍾頻率上有了突破性的進展,有效地提高了整個系統性能,但畢竟在實際使用上,其規格與現階段主流的SDRAM有很大的差異,不僅不兼容於現有系統晶元組而成了Intel一家獨攬的局面。甚至在DRAM模組的設計上,不僅使用了最新一代的BGA封裝方式,甚至在電路板的設計上,都採取用了8層板的嚴格標准,更不用說在測試設備上的龐大投資。使得大多數的DRAM及模組廠商不敢貿然跟進。
再說,由於Rambus是個專利標准,想生產RDRAM的廠商必須先取得Rambus公司的認證,並支付高額的專利費用。不僅加重了各DRAM廠商的成本負擔,而且它們擔心在制定未來新一代的內存標准時會失去原來掌握的規格控制能力。
由於RIMM模組的顆粒最多隻能為32顆,限制了Rambus應用,只能用在入門級伺服器和高級PC上。或許就PC133而言,在性能上無法和Rambus抗衡,但是一旦整合了DDR技術後,其數據帶寬可達到2.1GB/sec,不僅領先Rambus所能達到的1.6GB/sec標准,而且由於其開放的標准及在兼容性上遠比Rambus高的原故,估計將會對Rambus造成非常大的殺傷力。更何況台灣在威盛與AMD等聯盟的強力支持下,Intel是否能再象往日一般地呼風喚雨,也成了未知數。至少,在低價PC及網路PC方面,Rambus的市場將會很小。

結論:盡管Intel採取了種種不同的策略布局及對策,要想挽回Rambus的氣勢,但畢竟像Rambus這種具有突破性規格的產品,在先天上便存在有著諸多較難克服的問題。或許Intel可以藉由更改主機板的RIMM插槽方式、或是提出SDRAM與RDRAM共同存在的過渡性方案(S-RIMM、RIMMRiser)等方式來解決技術面上的問題。但一旦涉及規模量產成本的控制問題時,便不是Intel所能一家獨攬的,更何況在網路趨勢下的計算機應用將愈來愈趨於低價化,市場需求面是否對Rambus有興趣,則仍有待考驗。 在供給方面,從NEC獨創的VCMSDRAM規格(VirtualChannelMemory)、以及Samsung等DRAM大廠對Rambus支持態度已趨保守的情況來看,再加上相關封裝及測試等設備上的投資不足,估計年底之前,Rambus內存模組仍將缺乏與PC133甚至DDR的價格競爭力。就長遠的眼光來看,Rambus架構或許可以成為主流,但應不再會是主導市場的絕對主流,而SDRAM架構(PC133、DDR)在低成本的優勢,以及廣泛的應用領域,應該會有非常不錯的表現。相信未來的DRAM市場,將會是多種結構並存的局面。

具最新消息,可望成為下一世代內存主力的RambusDRAM因晶元組延遲推出,而氣勢稍挫的情況之下,由全球多家半導體與電腦大廠針對DDRSDRAM的標准化,而共同組成的AMII(、)陣營,則決定積極促進比PC200、PC266速度提高10倍以上的PC1600與PC2100DDRSDRAM規格的標准化,此舉使得RambusDRAM與DDRSDRAM的內存主導權之爭,邁入新的局面。全球第二大微處理器製造商AMD,決定其Athlon處理器將採用PC266規格的DDRSDRAM,而且決定在今年年中之前,開發支持DDRSDRAM的晶元組,這使DDRSDRAM陣營深受鼓舞。全球內存業者極有可能將未來投資的重心,由RambusDRAM轉向DDRSDRAM。
綜上所述,今年DDRSDRAM的發展勢頭要超過RAMBUS。而且DDRSDRAM的生產成本只有SDRAM的1.3倍,在生產成本上更具優勢。未來除了DDR和RAMBUS外還有其他幾種有希望的內存產品,下面介紹其中的幾種:SLDRAM(SyncLinkDRAM,同步鏈接內存):SLDRAM也許是在速度上最接近RDRAM的競爭者。SLDRAM是一種增強和擴展的SDRAM架構,它將當前的4體(Bank)結構擴展到16體,並增加了新介面和控制邏輯電路
。SLDRAM像SDRAM一樣使用每個脈沖沿傳輸數據。
VirtualChannelDRAM:VirtualChannel「虛擬信道」是加裝在內存單元與主控晶元上的內存控制部分之間,相當於緩存的一類寄存器。使用VC技術後,當外部對內存進行讀寫操作時,將不再直接對內存晶元中的各個單元進行讀寫操作,而改由VC代理。VC本身所具有的緩存效果也不容小覷,當內存晶元容量為目前最常見的64Mbit時,VC與內存單元之間的帶寬已達1024bit。即便不考慮前/後台並列處理所帶來的速度提升,光是「先把數據從內存單元中移動到高速的VC中後再由外部進行讀寫」這一基本構造本身就很適於提高內存的整體速度。每塊內存晶元中都可以搭載復數的VC,64Mbit的產品中VC總數為16個。不但每個VC均可以分別對應不同的內存主控設備(MemoryMaster,此處指CPU、南橋晶元、各種擴展卡等等),而且在必要時,還可以把多個VC信道捆綁在一起以對應某個佔用帶寬特別大的內存主控設備。因此,在多任務同時執行的情況下,VC-SDRAM也能保證持續地進行高效率的數據傳輸。VC-SDRAM還有一個特點,就是保持了與傳統型SDRAM的管腳兼容,廠家不需要重新進行主板布線設計就能夠使主板支持它。不過由於它與傳統型SDRAM控制方式不同,因此還需要得到控制晶元組的支持方能使用,目前已支持VC-SDRAM的晶元組有VIA的ApolloPro133系列、ApolloMVP4和SiS的SiS630等。

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❻ 誰能告訴我內存的發展歷史

早期的內存:在計算機誕生初期並不存在內存條的概念,那時的內存均被焊接在主板上,以內存晶元的形式為計算機的運算提供直接支持。那時的內存晶元容量都特別小,最常見的莫過於256K×1bit、1M×4bit,雖然如此,但這相對於那時的運算任務來說卻已經綽綽有餘了。

內存條的誕生:

內存晶元的狀態一直沿用到286初期,鑒於它存在著無法拆卸更換的弊病,這對於計算機的發展造成了現實的阻礙。有鑒於此,內存條便應運而生了。將內存晶元焊接到事先設計好的印刷線路板上,而電腦主板上也改用內存插槽。這樣就把內存難以安裝更換的問題徹底解決了。

在80286主板發布之前,內存並沒有被世人所重視,這個時候的內存是直接固化在主板上,而且容量只有64 ~256KB,對於當時PC所運行的工作程序來說,這種內存的性能以及容量足以滿足當時軟體程序的處理需要。不過隨著軟體程序和新一代80286硬體平台的出現,程序和硬體對內存性能提出了更高要求,為了提高速度並擴大容量,內存必須以獨立的封裝形式出現,因而誕生了「內存條」概念。

在80286主板剛推出的時候,內存條採用了SIMM(Single In-lineMemory Moles,單邊接觸內存模組)介面,容量為30pin、256kb,必須是由8 片數據位和1 片校驗位組成1 個bank,正因如此,我們見到的30pin SIMM一般是四條一起使用。自1982年PC進入民用市場一直到現在,搭配80286處理器的30pin SIMM 內存是內存領域的開山鼻祖。

隨後,在1988 ~1990 年當中,PC 技術迎來另一個發展高峰,也就是386和486時代,此時CPU 已經向16bit 發展,所以30pin SIMM 內存再也無法滿足需求,其較低的內存帶寬已經成為急待解決的瓶頸,所以此時72pin SIMM 內存出現了,72pin SIMM支持32bit快速頁模式內存,內存帶寬得以大幅度提升。72pin SIMM內存單條容量一般為512KB ~2MB,而且僅要求兩條同時使用,由於其與30pin SIMM 內存無法兼容,因此這個時候PC業界毅然將30pin SIMM 內存淘汰出局了。

EDO DRAM(Extended Date Out RAM,外擴充數據模式存儲器)內存,這是1991 年到1995 年之間盛行的內存條,EDO-RAM同FP DRAM極其相似,它取消了擴展數據輸出內存與傳輸內存兩個存儲周期之間的時間間隔,在把數據發送給CPU的同時去訪問下一個頁面,故而速度要比普通DRAM快15~30%。工作電壓為一般為5V,帶寬32bit,速度在40ns以上,其主要應用在當時的486及早期的Pentium電腦上。

在1991 年到1995 年中,讓我們看到一個尷尬的情況,那就是這幾年內存技術發展比較緩慢,幾乎停滯不前,所以我們看到此時EDO RAM有72 pin和168 pin並存的情況,事實上EDO 內存也屬於72pin SIMM 內存的范疇,不過它採用了全新的定址方式。EDO 在成本和容量上有所突破,憑借著製作工藝的飛速發展,此時單條EDO 內存的容量已經達到4 ~16MB 。由於Pentium及更高級別的CPU數據匯流排寬度都是64bit甚至更高,所以EDO RAM與FPM RAM都必須成對使用。

自Intel Celeron系列以及AMD K6處理器以及相關的主板晶元組推出後,EDO DRAM內存性能再也無法滿足需要了,內存技術必須徹底得到個革新才能滿足新一代CPU架構的需求,此時內存開始進入比較經典的SDRAM時代。

第一代SDRAM 內存為PC66 規范,但很快由於Intel 和AMD的頻率之爭將CPU外頻提升到了100MHz,所以PC66內存很快就被PC100內存取代,接著133MHz 外頻的PIII以及K7時代的來臨,PC133規范也以相同的方式進一步提升SDRAM 的整體性能,帶寬提高到1GB/sec以上。由於SDRAM 的帶寬為64bit,正好對應CPU 的64bit 數據匯流排寬度,因此它只需要一條內存便可工作,便捷性進一步提高。在性能方面,由於其輸入輸出信號保持與系統外頻同步,因此速度明顯超越EDO 內存。

不可否認的是,SDRAM 內存由早期的66MHz,發展後來的100MHz、133MHz,盡管沒能徹底解決內存帶寬的瓶頸問題,但此時CPU超頻已經成為DIY用戶永恆的話題,所以不少用戶將品牌好的PC100品牌內存超頻到133MHz使用以獲得CPU超頻成功,值得一提的是,為了方便一些超頻用戶需求,市場上出現了一些PC150、PC166規范的內存。

盡管SDRAM PC133內存的帶寬可提高帶寬到1064MB/S,加上Intel已經開始著手最新的Pentium 4計劃,所以SDRAM PC133內存不能滿足日後的發展需求,此時,Intel為了達到獨占市場的目的,與Rambus聯合在PC市場推廣Rambus DRAM內存(稱為RDRAM內存)。與SDRAM不同的是,其採用了新一代高速簡單內存架構,基於一種類RISC(Reced Instruction Set Computing,精簡指令集計算機)理論,這個理論可以減少數據的復雜性,使得整個系統性能得到提高。

在AMD與Intel的競爭中,這個時候是屬於頻率競備時代,所以這個時候CPU的主頻在不斷提升,Intel為了蓋過AMD,推出高頻PentiumⅢ以及Pentium 4 處理器,因此Rambus DRAM內存是被Intel看著是未來自己的競爭殺手劍,Rambus DRAM內存以高時鍾頻率來簡化每個時鍾周期的數據量,因此內存帶寬相當出色,如PC 1066 1066 MHz 32 bits帶寬可達到4.2G Byte/sec,Rambus DRAM曾一度被認為是Pentium 4 的絕配。

盡管如此,Rambus RDRAM 內存生不逢時,後來依然要被更高速度的DDR「掠奪」其寶座地位,在當時,PC600、PC700的Rambus RDRAM 內存因出現Intel820 晶元組「失誤事件」、PC800 Rambus RDRAM因成本過高而讓Pentium 4平台高高在上,無法獲得大眾用戶擁戴,種種問題讓Rambus RDRAM胎死腹中,Rambus曾希望具有更高頻率的PC1066 規范RDRAM來力挽狂瀾,但最終也是拜倒在DDR 內存面前。

DDR SDRAM(Dual Date Rate SDRAM)簡稱DDR,也就是「雙倍速率SDRAM「的意思。DDR可以說是SDRAM的升級版本, DDR在時鍾信號上升沿與下降沿各傳輸一次數據,這使得DDR的數據傳輸速度為傳統SDRAM的兩倍。由於僅多採用了下降緣信號,因此並不會造成能耗增加。至於定址與控制信號則與傳統SDRAM相同,僅在時鍾上升緣傳輸。

DDR 內存是作為一種在性能與成本之間折中的解決方案,其目的是迅速建立起牢固的市場空間,繼而一步步在頻率上高歌猛進,最終彌補內存帶寬上的不足。第一代DDR200 規范並沒有得到普及,第二代PC266 DDR SRAM(133MHz時鍾×2倍數據傳輸=266MHz帶寬)是由PC133 SDRAM內存所衍生出的,它將DDR 內存帶向第一個高潮,目前還有不少賽揚和AMD K7處理器都在採用DDR266規格的內存,其後來的DDR333內存也屬於一種過度,而DDR400內存成為目前的主流平台選配,雙通道DDR400內存已經成為800FSB處理器搭配的基本標准,隨後的DDR533 規范則成為超頻用戶的選擇對象。

隨著CPU 性能不斷提高,我們對內存性能的要求也逐步升級。不可否認,緊緊依高頻率提升帶寬的DDR遲早會力不從心,因此JEDEC 組織很早就開始醞釀DDR2 標准,加上LGA775介面的915/925以及最新的945等新平台開始對DDR2內存的支持,所以DDR2內存將開始演義內存領域的今天。

DDR2 能夠在100MHz 的發信頻率基礎上提供每插腳最少400MB/s 的帶寬,而且其介面將運行於1.8V 電壓上,從而進一步降低發熱量,以便提高頻率。此外,DDR2 將融入CAS、OCD、ODT 等新性能指標和中斷指令,提升內存帶寬的利用率。從JEDEC組織者闡述的DDR2標准來看,針對PC等市場的DDR2內存將擁有400、533、667MHz等不同的時鍾頻率。高端的DDR2內存將擁有800、1000MHz兩種頻率。DDR-II內存將採用200-、220-、240-針腳的FBGA封裝形式。最初的DDR2內存將採用0.13微米的生產工藝,內存顆粒的電壓為1.8V,容量密度為512MB。

內存技術在2005年將會毫無懸念,SDRAM為代表的靜態內存在五年內不會普及。QBM與RDRAM內存也難以挽回頹勢,因此DDR與DDR2共存時代將是鐵定的事實。

❼ 內存的發展歷史經歷了幾個階段

最早是主來板上集成晶元,16K-64K等,源
後來出來了72線2M-64M多用於486.586
在後來出來了168線的SD內存,用於奔2奔3
RAMbus內存,用於850主板的423介面奔4
DDR內存,用於P4
DDR2內存,用於新P4,有取代DDR的趨勢

❽ 內存發展史

轉:
內存發展史
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在了解內存的發展之前,我們應該先解釋一下幾個常用詞彙,這將有助於我們加強對內存的理解。RAM就是Random Access Memory(隨機存貯器)的縮寫。它又分成兩種Static RAM(靜態隨機存貯器)和Dynamic RAM(動態隨機存貯器)。

SRAM曾經是一種主要的內存,SRAM速度很快而且不用刷新就能保存數據不丟失。它以雙穩態電路形式存儲數據,結構復雜,內部需要使用更多的晶體管構成寄存器以保存數據,所以它採用的矽片面積相當大,製造成本也相當高,所以現在只能把SRAM用在比主內存小的多的高速緩存上。隨著 Intel將L2高速緩存整合入CPU(從Medocino開始)後,SRAM失去了最大應用需求來源,還好在行動電話從模擬轉向數字的發展趨勢中,終於為具有省電優勢的SRAM尋得了另一個需求成長的契機,再加上網路伺服器、路由器等的需求激勵,才使得SRAM市場勉強得以繼續成長。

DRAM,顧名思義即動態RAM。DRAM的結構比起SRAM來說要簡單的多,基本結構是一隻MOS管和一個電容構成。具有結構簡單、集成度高、功耗低、生產成本低等優點,適合製造大容量存儲器,所以現在我們用的內存大多是由DRAM構成的。所以下面主要介紹DRAM內存。在詳細說明DRAM存儲器前首先要說一下同步的概念,根據內存的訪問方式可分為兩種:同步內存和非同步內存。區分的標準是看它們能不能和系統時鍾同步。內存控制電路(在主板的晶元組中,一般在北橋晶元組中)發出行地址選擇信號(RAS)和列地址選擇信號(CAS)來指定哪一塊存儲體將被訪問。在SDRAM之前的 EDO內存就採用這種方式。讀取數據所用的時間用納秒錶示。當系統的速度逐漸增加,特別是當66MHz頻率成為匯流排標准時,EDO內存的速度就顯得很慢了,CPU總要等待內存的數據,嚴重影響了性能,內存成了一個很大的瓶頸。因此出現了同步系統時鍾頻率的SDRAM。

DRAM的分類 FP DRAM:又叫快頁內存,在386時代很流行。因為DRAM需要恆電流以保存信息,一旦斷電,信息即丟失。它的刷新頻率每秒鍾可達幾百次,但由於FP DRAM使用同一電路來存取數據,所以DRAM的存取時間有一定的時間間隔,這導致了它的存取速度並不是很快。另外,在DRAM中,由於存儲地址空間是按頁排列的,所以當訪問某一頁面時,切換到另一頁面會佔用CPU額外的時鍾周期。其介面多為72線的SIMM類型。 EDO DRAM:EDO RAM――Extended Date Out RAM——外擴充數據模式存儲器,EDO-RAM同FP DRAM相似,它取消了擴展數據輸出內存與傳輸內存兩個存儲周期之間的時間間隔,在把數據發送給CPU的同時去訪問下一個頁面,故而速度要比普通DRAM 快15~30%。工作電壓為一般為5V,其介面方式多為72線的SIMM類型,但也有168線的DIMM類型。EDO DRAM這種內存流行在486以及早期的奔騰電腦上。當前的標準是SDRAM(同步DRAM的縮寫),顧名思義,它是同步於系統時鍾頻率的。SDRAM內存訪問採用突發(burst)模式,它和原理是, SDRAM在現有的標准動態存儲器中加入同步控制邏輯(一個狀態機),利用一個單一的系統時鍾同步所有的地址數據和控制信號。使用SDRAM不但能提高系統表現,還能簡化設計、提供高速的數據傳輸。 在功能上,它類似常規的DRAM,也需時鍾進行刷新。 可以說, SDRAM是一種改善了結構的增強型DRAM。然而,SDRAM是如何利用它的同步特性而適應高速系統的需要的呢?我們知道,原先我們使用的動態存儲器技術都是建立在非同步控制基礎上的。系統在使用這些非同步動態存儲器時需插入一些等待狀態來適應非同步動態存儲器的本身需要,這時,指令的執行時間往往是由內存的速度、而非系統本身能夠達到的最高速率來決定。例如,當將連續數據存入CACHE時,一個速度為60ns的快頁內存需要40ns的頁循環時間;當系統速度運行在100MHz時(一個時鍾周期10ns),每執行一次數據存取,即需要等待4個時鍾周期!而使用SDRAM,由於其同步特性,則可避免這一時。 SDRAM結構的另一大特點是其支持DRAM的兩列地址同時打開。兩個打開的存儲體間的內存存取可以交叉進行,一般的如預置或激活列可以隱藏在存儲體存取過程中,即允許在一個存儲體讀或寫的同時,令一存儲體進行預置。按此進行,100MHz的無縫數據速率可在整個器件讀或寫中實現。因為SDRAM的速度約束著系統的時鍾速度,它的速度是由MHz或ns來計算的。 SDRAM的速度至少不能慢於系統的時鍾速度,SDRAM的訪問通常發生在四個連續的突發周期,第一個突發周期需要4個系統時鍾周期,第二到第四個突發周期只需要1個系統時鍾周期。用數字表示如下:4-1-1-1。順便提一下BEDO(Burst EDO)也就是突發EDO內存。實際上其原理和性能是和SDRAM差不多的,因為Intel的晶元組支持SDRAM,由於INTEL的市場領導地位幫助 SDRAM成為市場的標准。

DRAMR的兩種介面類型 DRAM主要有兩種介面類型,既早期的SIMM和現在的標准DIMM。SIMM是Single-In Line Memory Mole的簡寫,即單邊接觸內存模組,這是486及其較早的PC機中常用的內存的介面方式。在更早的PC機中(486以前),多採用30針的SIMM 介面,而在Pentium中,應用更多的則是72針的SIMM介面,或者是與DIMM介面類型並存。DIMM是Dual In-Line Memory Mole的簡寫,即雙邊接觸內存模組,也就是說這種類型介面內存的插板的兩邊都有數據介面觸片,這種介面模式的內存廣泛應用於現在的計算機中,通常為 84針,但由於是雙邊的,所以一共有84×2=168線接觸,故而人們經常把這種內存稱為168線內存,而把72線的SIMM類型內存模組直接稱為72線內存。DRAM內存通常為72線,EDO-RAM內存既有72線的,也有168線的,而SDRAM內存通常為168線的。

新的內存標准在新的世紀到來之時,也帶來了計算機硬體的重大改變。計算機的製造工藝發展到已經可以把微處理器(CPU)的時鍾頻率提高的一千兆的邊緣。相應的內存也必須跟得上處理器的速度才行。現在有兩個新的標准,DDR SDRAM內存和Rambus內存。它們之間的競爭將會成為PC內存市場競爭的核心。DDR SDRAM代表著一條內存逐漸演化的道路。Rambus則代表著計算機設計上的重大變革。從更遠一點的角度看。DDR SDRAM是一個開放的標准。然而Rambus則是一種專利。它們之間的勝利者將會對計算機製造業產生重大而深遠的影響。

RDRAM在工作頻率上有大幅度的提升,但這一結構的改變,涉及到包括晶元組、DRAM製造、封裝、測試甚至PCB及模組等的全面改變,可謂牽一發而動全身。未來高速DRAM結構的發展究竟如何?Intel重新整裝再發的820晶元組,是否真能如願以償地讓RDRAM登上主流寶座?

PC133 SDRAM:PC133 SDRAM基本上只是PC100 SDRAM的延伸,不論在DRAM製造、封裝、模組、連接器方面,都延續舊有規范,它們的生產設備相同,因此生產成本也幾乎與PC100 SDRAM相同。嚴格來說,兩者的差別僅在於相同製程技術下,所多的一道「篩選」程序,將速度可達133MHz的顆粒挑選出來而已。若配合可支持 133MHz外頻的晶元組,並提高CPU的前端匯流排頻率(Front Side Bus)到133MHz,便能將DRAM帶寬提高到1GB/sec以上,從而提高整體系統性能。

DDR-SDRAM:DDR SDRAM(Double Data Rate DRAM)或稱之為SDRAMⅡ,由於DDR在時鍾的上升及下降的邊緣都可以傳輸資料,從而使得實際帶寬增加兩倍,大幅提升了其性能/成本比。就實際功能比較來看,由PC133所衍生出的第二代PC266 DDR SRAM(133MHz時鍾×2倍數據傳輸=266MHz帶寬),不僅在InQuest最新測試報告中顯示其性能平均高出Rambus 24.4%,在Micron的測試中,其性能亦優於其他的高頻寬解決方案,充份顯示出DDR在性能上已足以和Rambus相抗衡的程度。

Direct Rambus-DRAM :Rambus DRAM設計與以往DRAM很大的不同之處在於,它的微控制器與一般內存控制器不同,使得晶元組必須重新設計以符合要求,此外,數據通道介面也與一般內存不同,Rambus以2條各8 bit寬(含ECC則為9 bit)的數據通道(channel)傳輸數據,雖然比SDRAM的64bit窄,但其時鍾頻率卻可高達400MHz,且在時鍾的上升和下降沿都能傳輸數據,因而能達到1.6GB/sec的尖峰帶寬。

各種DRAM規格之綜合比較數據帶寬:從數據帶寬來看,傳統PC100在時鍾頻率為100MHz的情況下,尖峰數據傳輸率可達到800MB/sec。若以先進0.25微米線程製造的 DRAM,大都可以「篩選」出時鍾頻率達到133MHz的PC133顆粒,可將尖峰數據傳輸率再次提高至1.06GB/sec,只要CPU及晶元組能配合,就可提高整體系統性能。此外,就DDR而言,由於其在時鍾上升和下降沿都能傳輸數據,所以在相同133MHz的時鍾頻率下,其尖峰數據傳輸將可大幅提高兩倍,達到2.1 GB/sec的水準,其性能甚至比現階段Rambus所能達到的1.6GB/sec更高。

傳輸模式:傳統SDRAM採用並列數據傳輸方式,Rambus則採取了比較特別的串列傳輸方式。在串列的傳輸方式之下,資料信號都是一進一出,可以把數據帶寬降為16bit,而且可大幅提高工作時鍾頻率(400MHz),但這也形成了模組在數據傳輸設計上的限制。也就是說,在串接的模式下,如果有其中一個模組損壞、或是形成斷路,便會使整個系統無法正常開機。因此,對採用Rambus內存模組的主機板而言,便必須將三組內存擴充插槽完全插滿,如果Rambus模組不足的話,只有安裝不含RDRAM顆粒的中繼模組(Continuity RIMM Mole;C-RIMM),純粹用來提供信號的串接工作,讓數據的傳輸暢通。

模組及PCB的設計:由於Rambus的工作頻率高達400MHz,所以不管是電路設計、線路布局、顆粒封裝及記憶模組的設計等,都和以往SDRAM大為不同。以模組設計而言,RDRAM所構成的記憶模組稱之為RIMM(Rambus In Memory Mole),目前的設計可採取4、6、8、12與16顆等不同數目的RDRAM顆粒來組成,雖然引腳數提高到了184隻,但整個模組的長度卻與原有 DIMM相當。

另外,在設計上,Rambus的每一個傳輸信道所能承載的晶元顆粒數目有限(最多32顆),從而造成RDRAM內存模組容量將有所限制。也就是說,如果已經安裝了一隻含16顆RDARM顆粒的RIMM模組時,若想要再擴充內存,最多隻能再安裝具有16顆RDARM的模組。另外,由於 RDARM在高頻下工作將產生高溫,所以RIMM模組在設計時必須加上一層散熱片,也增加了RIMM模組的成本。

顆粒的封裝:DRAM封裝技術從最早的DIP、SOJ提高到TSOP的形式。從現在主流SDRAM的模組來看,除了勝創科技首創的TinyBGA技術和樵風科技首創的BLP封裝模式外,絕大多數還是採用TSOP的封裝技術。

隨著DDR、RDRAM的陸續推出,將內存頻率提高到一個更高的水平上,TSOP封裝技術漸漸有些力不從心了,難以滿足DRAM設計上的要求。從Intel力推的RDRAM來看,採用了新一代的μBGA封裝形式,相信未來DDR等其他高速DRAM的封裝也會採取相同或不同的BGA封裝方式。

盡管RDRAM在時鍾頻率上有了突破性的進展,有效地提高了整個系統性能,但畢竟在實際使用上,其規格與現階段主流的SDRAM有很大的差異,不僅不兼容於現有系統晶元組而成了Intel一家獨攬的局面。甚至在DRAM模組的設計上,不僅使用了最新一代的BGA封裝方式,甚至在電路板的設計上,都採取用了8層板的嚴格標准,更不用說在測試設備上的龐大投資。使得大多數的DRAM及模組廠商不敢貿然跟進。

再說,由於Rambus是個專利標准,想生產RDRAM的廠商必須先取得Rambus公司的認證,並支付高額的專利費用。不僅加重了各DRAM廠商的成本負擔,而且它們擔心在制定未來新一代的內存標准時會失去原來掌握的規格控制能力。

由於RIMM模組的顆粒最多隻能為32顆,限制了Rambus應用,只能用在入門級伺服器和高級PC上。或許就PC133而言,在性能上無法和Rambus抗衡,但是一旦整合了DDR技術後,其數據帶寬可達到2.1GB/sec,不僅領先Rambus所能達到的1.6GB/sec標准,而且由於其開放的標准及在兼容性上遠比Rambus高的原故,估計將會對Rambus造成非常大的殺傷力。更何況台灣在威盛與AMD等聯盟的強力支持下,Intel是否能再象往日一般地呼風喚雨,也成了未知數。至少,在低價PC及網路PC方面,Rambus的市場將會很小。

結論:盡管Intel採取了種種不同的策略布局及對策,要想挽回Rambus的氣勢,但畢竟像Rambus這種具有突破性規格的產品,在先天上便存在有著諸多較難克服的問題。或許Intel可以藉由更改主機板的RIMM插槽方式、或是提出SDRAM與RDRAM共同存在的過渡性方案(S- RIMM、RIMM Riser)等方式來解決技術面上的問題。但一旦涉及規模量產成本的控制問題時,便不是Intel所能一家獨攬的,更何況在網路趨勢下的計算機應用將愈來愈趨於低價化,市場需求面是否對Rambus有興趣,則仍有待考驗。 在供給方面,從NEC獨創的VCM SDRAM規格(Virtual Channel Memory)、以及Samsung等DRAM大廠對Rambus支持態度已趨保守的情況來看,再加上相關封裝及測試等設備上的投資不足,估計年底之前, Rambus內存模組仍將缺乏與PC133甚至DDR的價格競爭力。

就長遠的眼光來看,Rambus架構或許可以成為主流,但應不再會是主導市場的絕對主流,而SDRAM架構(PC133、DDR)在低成本的優勢,以及廣泛的應用領域,應該會有非常不錯的表現。相信未來的DRAM市場,將會是多種結構並存的局面。

具最新消息,可望成為下一世代內存主力的Rambus DRAM因晶元組延遲推出,而氣勢稍挫的情況之下,由全球多家半導體與電腦大廠針對DDR SDRAM的標准化,而共同組成的AMII(Advanced Memory International Inc、)陣營,則決定積極促進比PC200、PC266速度提高10倍以上的PC1600與PC2100 DDR SDRAM規格的標准化,此舉使得Rambus DRAM與DDR SDRAM的內存主導權之爭,邁入新的局面。全球第二大微處理器製造商AMD,決定其Athlon處理器將採用PC266規格的DDR SDRAM,而且決定在今年年中之前,開發支持DDR SDRAM的晶元組,這使DDR SDRAM陣營深受鼓舞。全球內存業者極有可能將未來投資的重心,由Rambus DRAM轉向DDR SDRAM。

綜上所述,今年DDR SDRAM的發展勢頭要超過RAMBUS。而且DDR SDRAM的生產成本只有SDRAM的1.3倍,在生產成本上更具優勢。

未來除了DDR和RAMBUS外還有其他幾種有希望的內存產品,下面介紹其中的幾種: SLDRAM (SyncLink DRAM,同步鏈接內存):SLDRAM也許是在速度上最接近RDRAM的競爭者。SLDRAM是一種增強和擴展的SDRAM架構,它將當前的4體(Bank)結構擴展到16體,並增加了新介面和控制邏輯電路。SLDRAM像SDRAM一樣使用每個脈沖沿傳輸數據。
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❾ 內存條的發展史!

內存發展史

在了解內存的發展之前,我們應該先解釋一下幾個常用詞彙,這將有助於我們加強對內存的理解。
RAM就是RandomAccessMemory(隨機存貯器)的縮寫。它又分成兩種StaticRAM(靜態隨機存貯器)和DynamicRAM(動態隨機存貯器)。
SRAM曾經是一種主要的內存,SRAM速度很快而且不用刷新就能保存數據不丟失。它以雙穩態電路形式存儲數據,結構復雜,內部需要使用更多的晶體管構成寄存器以保存數據,所以它採用的矽片面積相當大,製造成本也相當高,所以現在只能把SRAM用在比主內存小的多的高速緩存上。隨著Intel將L2高速緩存整合入CPU(從Medocino開始)後,SRAM失去了最大應用需求來源,還好在行動電話從模擬轉向數字的發展趨勢中,終於為具有省電優勢的SRAM尋得了另一個需求成長的契機,再加上網路伺服器、路由器等的需求激勵,才使得SRAM市場勉強得以繼續成長。

DRAM,顧名思義即動態RAM。DRAM的結構比起SRAM來說要簡單的多,基本結構是一隻MOS管和一個電容構成。具有結構簡單、集成度高、功耗低、生產成本低等優點,適合製造大容量存儲器,所以現在我們用的內存大多是由DRAM構成的。所以下面主要介紹DRAM內存。在詳細說明DRAM存儲器前首先要說一下同步的概念,根據內存的訪問方式可分為兩種:同步內存和非同步內存。區分的標準是看它們能不能和系統時鍾同步。內存控制電路(在主板的晶元組中,一般在北橋晶元組中)發出行地址選擇信號(RAS)和列地址選擇信號(CAS)來指定哪一塊存儲體將被訪問。在SDRAM之前的EDO內存就採用這種方式。讀取數據所用的時間用納秒錶示。當系統的速度逐漸增加,特別是當66MHz頻率成為匯流排標准時,EDO內存的速度就顯得很慢了,CPU總要等待內存的數據,嚴重影響了性能,內存成了一個很大的瓶頸。因此出現了同步系統時鍾頻率的SDRAM。DRAM的分類FPDRAM:又叫快頁內存,在386時代很流行。因為DRAM需要恆電流以保存信息,一旦斷電,信息即丟失。它的刷新頻率每秒鍾可達幾百次,但由於FPDRAM使用同一電路來存取數據,所以DRAM的存取時間有一定的時間間隔,這導致了它的存取速度並不是很快。另外,在DRAM中,由於存儲地址空間是按頁排列的,所以當訪問某一頁面時,切換到另一頁面會佔用CPU額外的時鍾周期。其介面多為72線的SIMM類型。EDODRAM:EDORAM――ExtendedDateOutRAM——外擴充數據模式存儲器,EDO-RAM同FPDRAM相似,它取消了擴展數據輸出內存與傳輸內存兩個存儲周期之間的時間間隔,在把數據發送給CPU的同時去訪問下一個頁面,故而速度要比普通DRAM快15~30%。工作電壓為一般為5V,其介面方式多為72線的SIMM類型,但也有168線的DIMM類型。EDODRAM這種內存流行在486以及早期的奔騰電腦上。當前的標準是SDRAM(同步DRAM的縮寫),顧名思義,它是同步於系統時鍾頻率的。SDRAM內存訪問採用突發(burst)模式,它和原理是,SDRAM在現有的標准動態存儲器中加入同步控制邏輯(一個狀態機),利用一個單一的系統時鍾同步所有的地址數據和控制信號。使用SDRAM不但能提高系統表現,還能簡化設計、提供高速的數據傳輸。在功能上,它類似常規的DRAM,也需時鍾進行刷新。可以說,SDRAM是一種改善了結構的增強型DRAM。然而,SDRAM是如何利用它的同步特性而適應高速系統的需要的呢?我們知道,原先我們使用的動態存儲器技術都是建立在非同步控制基礎上的。系統在使用這些非同步動態存儲器時需插入一些等待狀態來適應非同步動態存儲器的本身需要,這時,指令的執行時間往往是由內存的速度、而非系統本身能夠達到的最高速率來決定。例如,當將連續數據存入CACHE時,一個速度為60ns的快頁內存需要40ns的頁循環時間;當系統速度運行在100MHz時(一個時鍾周期10ns),每執行一次數據存取,即需要等待4個時鍾周期!而使用SDRAM,由於其同步特性,則可避免這一時。SDRAM結構的另一大特點是其支持DRAM的兩列地址同時打開。兩個打開的存儲體間的內存存取可以交叉進行,一般的如預置或激活列可以隱藏在存儲體存取過程中,即允許在一個存儲體讀或寫的同時,令一存儲體進行預置。按此進行,100MHz的無縫數據速率可在整個器件讀或寫中實現。因為SDRAM的速度約束著系統的時鍾速度,它的速度是由MHz或ns來計算的。SDRAM的速度至少不能慢於系統的時鍾速度,SDRAM的訪問通常發生在四個連續的突發周期,第一個突發周期需要4個系統時鍾周期,第二到第四個突發周期只需要1個系統時鍾周期。用數字表示如下:4-1-1-1。順便提一下BEDO(BurstEDO)也就是突發EDO內存。實際上其原理和性能是和SDRAM差不多的,因為Intel的晶元組支持SDRAM,由於INTEL的市場領導地位幫助SDRAM成為市場的標准。

DRAMR的兩種介面類型DRAM主要有兩種介面類型,既早期的SIMM和現在的標准DIMM。SIMM是Single-InLineMemoryMole的簡寫,即單邊接觸內存模組,這是486及其較早的PC機中常用的內存的介面方式。在更早的PC機中(486以前),多採用30針的SIMM介面,而在Pentium中,應用更多的則是72針的SIMM介面,或者是與DIMM介面類型並存。DIMM是DualIn-LineMemoryMole的簡寫,即雙邊接觸內存模組,也就是說這種類型介面內存的插板的兩邊都有數據介面觸片,這種介面模式的內存廣泛應用於現在的計算機中,通常為84針,但由於是雙邊的,所以一共有84×2=168線接觸,故而人們經常把這種內存稱為168線內存,而把72線的SIMM類型內存模組直接稱為72線內存。DRAM內存通常為72線,EDO-RAM內存既有72線的,也有168線的,而SDRAM內存通常為168線的。新的內存標准在新的世紀到來之時,也帶來了計算機硬體的重大改變。計算機的製造工藝發展到已經可以把微處理器(CPU)的時鍾頻率提高的一千兆的邊緣。相應的內存也必須跟得上處理器的速度才行。現在有兩個新的標准,DDRSDRAM內存和Rambus內存。它們之間的競爭將會成為PC內存市場競爭的核心。DDRSDRAM代表著一條內存逐漸演化的道路。Rambus則代表著計算機設計上的重大變革。從更遠一點的角度看。DDRSDRAM是一個開放的標准。然而Rambus則是一種專利。它們之間的勝利者將會對計算機製造業產生重大而深遠的影響。

RDRAM在工作頻率上有大幅度的提升,但這一結構的改變,涉及到包括晶元組、DRAM製造、封裝、測試甚至PCB及模組等的全面改變,可謂牽一發而動全身。未來高速DRAM結構的發展究竟如何?

Intel重新整裝再發的820晶元組,是否真能如願以償地讓RDRAM登上主流寶座?PC133SDRAM:PC133SDRAM基本上只是PC100SDRAM的延伸,不論在DRAM製造、封裝、模組、連接器方面,都延續舊有規范,它們的生產設備相同,因此生產成本也幾乎與PC100SDRAM相同。嚴格來說,兩者的差別僅在於相同製程技術下,所多的一道「篩選」程序,將速度可達133MHz的顆粒挑選出來而已。若配合可支持133MHz外頻的晶元組,並提高CPU的前端匯流排頻率(FrontSideBus)到133MHz,便能將DRAM帶寬提高到1GB/sec以上,從而提高整體系統性能。DDR-SDRAM:DDRSDRAM(DoubleDataRateDRAM)或稱之為SDRAMⅡ,由於DDR在時鍾的上升及下降的邊緣都可以傳輸資料,從而使得實際帶寬增加兩倍,大幅提升了其性能/成本比。就實際功能比較來看,由PC133所衍生出的第二代PC266DDRSRAM(133MHz時鍾×2倍數據傳輸=266MHz帶寬),不僅在InQuest最新測試報告中顯示其性能平均高出Rambus24.4%,在Micron的測試中,其性能亦優於其他的高頻寬解決方案,充份顯示出DDR在性能上已足以和Rambus相抗衡的程度。DirectRambus-DRAM:RambusDRAM設計與以往DRAM很大的不同之處在於,它的微控制器與一般內存控制器不同,使得晶元組必須重新設計以符合要求,此外,數據通道介面也與一般內存不同,Rambus以2條各8bit寬(含ECC則為9bit)的數據通道(channel)傳輸數據,雖然比SDRAM的64bit窄,但其時鍾頻率卻可高達400MHz,且在時鍾的上升和下降沿都能傳輸數據,因而能達到1.6GB/sec的尖峰帶寬。

各種DRAM規格之綜合比較數據帶寬:從數據帶寬來看,傳統PC100在時鍾頻率為100MHz的情況下,尖峰數據傳輸率可達到800MB/sec。若以先進0.25微米線程製造的DRAM,大都可以「篩選」出時鍾頻率達到133MHz的PC133顆粒,可將尖峰數據傳輸率再次提高至1.06GB/sec,只要CPU及晶元組能配合,就可提高整體系統性能。此外,就DDR而言,由於其在時鍾上升和下降沿都能傳輸數據,所以在相同133MHz的時鍾頻率下,其尖峰數據傳輸將可大幅提高兩倍,達到2.1GB/sec的水準,其性能甚至比現階段Rambus所能達到的1.6GB/sec更高。
傳輸模式:傳統SDRAM採用並列數據傳輸方式,Rambus則採取了比較特別的串列傳輸方式。在串列的傳輸方式之下,資料信號都是一進一出,可以把數據帶寬降為16bit,而且可大幅提高工作時鍾頻率(400MHz),但這也形成了模組在數據傳輸設計上的限制。也就是說,在串接的模式下,如果有其中一個模組損壞、或是形成斷路,便會使整個系統無法正常開機。因此,對採用Rambus內存模組的主機板而言,便必須將三組內存擴充插槽完全插滿,如果Rambus模組不足的話,只有安裝不含RDRAM顆粒的中繼模組(ContinuityRIMMMole;C-RIMM),純粹用來提供信號的串接工作,讓數據的傳輸暢通。模組及PCB的設計:由於Rambus的工作頻率高達400MHz,所以不管是電路設計、線路布局、顆粒封裝及記憶模組的設計等,都和以往SDRAM大為不同。以模組設計而言,RDRAM所構成的記憶模組稱之為RIMM(RambusInMemoryMole),目前的設計可採取4、6、8、12與16顆等不同數目的RDRAM顆粒來組成,雖然引腳數提高到了184隻,但整個模組的長度卻與原有DIMM相當。另外,在設計上,Rambus的每一個傳輸信道所能承載的晶元顆粒數目有限(最多32顆),從而造成RDRAM內存模組容量將有所限制。也就是說,如果已經安裝了一隻含16顆RDARM顆粒的RIMM模組時,若想要再擴充內存,最多隻能再安裝具有16顆RDARM的模組。另外,由於RDARM在高頻下工作將產生高溫,所以RIMM模組在設計時必須加上一層散熱片,也增加了RIMM模組的成本。
顆粒的封裝:DRAM封裝技術從最早的DIP、SOJ提高到TSOP的形式。從現在主流SDRAM的模組來看,除了勝創科技首創的TinyBGA技術和樵風科技首創的BLP封裝模式外,絕大多數還是採用TSOP的封裝技術。
隨著DDR、RDRAM的陸續推出,將內存頻率提高到一個更高的水平上,TSOP封裝技術漸漸有些力不從心了,難以滿足DRAM設計上的要求。從Intel力推的RDRAM來看,採用了新一代的μBGA封裝形式,相信未來DDR等其他高速DRAM的封裝也會採取相同或不同的BGA封裝方式。盡管RDRAM在時鍾頻率上有了突破性的進展,有效地提高了整個系統性能,但畢竟在實際使用上,其規格與現階段主流的SDRAM有很大的差異,不僅不兼容於現有系統晶元組而成了Intel一家獨攬的局面。甚至在DRAM模組的設計上,不僅使用了最新一代的BGA封裝方式,甚至在電路板的設計上,都採取用了8層板的嚴格標准,更不用說在測試設備上的龐大投資。使得大多數的DRAM及模組廠商不敢貿然跟進。
再說,由於Rambus是個專利標准,想生產RDRAM的廠商必須先取得Rambus公司的認證,並支付高額的專利費用。不僅加重了各DRAM廠商的成本負擔,而且它們擔心在制定未來新一代的內存標准時會失去原來掌握的規格控制能力。
由於RIMM模組的顆粒最多隻能為32顆,限制了Rambus應用,只能用在入門級伺服器和高級PC上。或許就PC133而言,在性能上無法和Rambus抗衡,但是一旦整合了DDR技術後,其數據帶寬可達到2.1GB/sec,不僅領先Rambus所能達到的1.6GB/sec標准,而且由於其開放的標准及在兼容性上遠比Rambus高的原故,估計將會對Rambus造成非常大的殺傷力。更何況台灣在威盛與AMD等聯盟的強力支持下,Intel是否能再象往日一般地呼風喚雨,也成了未知數。至少,在低價PC及網路PC方面,Rambus的市場將會很小。

結論:盡管Intel採取了種種不同的策略布局及對策,要想挽回Rambus的氣勢,但畢竟像Rambus這種具有突破性規格的產品,在先天上便存在有著諸多較難克服的問題。或許Intel可以藉由更改主機板的RIMM插槽方式、或是提出SDRAM與RDRAM共同存在的過渡性方案(S-RIMM、RIMMRiser)等方式來解決技術面上的問題。但一旦涉及規模量產成本的控制問題時,便不是Intel所能一家獨攬的,更何況在網路趨勢下的計算機應用將愈來愈趨於低價化,市場需求面是否對Rambus有興趣,則仍有待考驗。 在供給方面,從NEC獨創的VCMSDRAM規格(VirtualChannelMemory)、以及Samsung等DRAM大廠對Rambus支持態度已趨保守的情況來看,再加上相關封裝及測試等設備上的投資不足,估計年底之前,Rambus內存模組仍將缺乏與PC133甚至DDR的價格競爭力。就長遠的眼光來看,Rambus架構或許可以成為主流,但應不再會是主導市場的絕對主流,而SDRAM架構(PC133、DDR)在低成本的優勢,以及廣泛的應用領域,應該會有非常不錯的表現。相信未來的DRAM市場,將會是多種結構並存的局面。

具最新消息,可望成為下一世代內存主力的RambusDRAM因晶元組延遲推出,而氣勢稍挫的情況之下,由全球多家半導體與電腦大廠針對DDRSDRAM的標准化,而共同組成的AMII(、)陣營,則決定積極促進比PC200、PC266速度提高10倍以上的PC1600與PC2100DDRSDRAM規格的標准化,此舉使得RambusDRAM與DDRSDRAM的內存主導權之爭,邁入新的局面。全球第二大微處理器製造商AMD,決定其Athlon處理器將採用PC266規格的DDRSDRAM,而且決定在今年年中之前,開發支持DDRSDRAM的晶元組,這使DDRSDRAM陣營深受鼓舞。全球內存業者極有可能將未來投資的重心,由RambusDRAM轉向DDRSDRAM。
綜上所述,今年DDRSDRAM的發展勢頭要超過RAMBUS。而且DDRSDRAM的生產成本只有SDRAM的1.3倍,在生產成本上更具優勢。未來除了DDR和RAMBUS外還有其他幾種有希望的內存產品,下面介紹其中的幾種:SLDRAM(SyncLinkDRAM,同步鏈接內存):SLDRAM也許是在速度上最接近RDRAM的競爭者。SLDRAM是一種增強和擴展的SDRAM架構,它將當前的4體(Bank)結構擴展到16體,並增加了新介面和控制邏輯電路
。SLDRAM像SDRAM一樣使用每個脈沖沿傳輸數據。
VirtualChannelDRAM:VirtualChannel「虛擬信道」是加裝在內存單元與主控晶元上的內存控制部分之間,相當於緩存的一類寄存器。使用VC技術後,當外部對內存進行讀寫操作時,將不再直接對內存晶元中的各個單元進行讀寫操作,而改由VC代理。VC本身所具有的緩存效果也不容小覷,當內存晶元容量為目前最常見的64Mbit時,VC與內存單元之間的帶寬已達1024bit。即便不考慮前/後台並列處理所帶來的速度提升,光是「先把數據從內存單元中移動到高速的VC中後再由外部進行讀寫」這一基本構造本身就很適於提高內存的整體速度。每塊內存晶元中都可以搭載復數的VC,64Mbit的產品中VC總數為16個。不但每個VC均可以分別對應不同的內存主控設備(MemoryMaster,此處指CPU、南橋晶元、各種擴展卡等等),而且在必要時,還可以把多個VC信道捆綁在一起以對應某個佔用帶寬特別大的內存主控設備。因此,在多任務同時執行的情況下,VC-SDRAM也能保證持續地進行高效率的數據傳輸。VC-SDRAM還有一個特點,就是保持了與傳統型SDRAM的管腳兼容,廠家不需要重新進行主板布線設計就能夠使主板支持它。不過由於它與傳統型SDRAM控制方式不同,因此還需要得到控制晶元組的支持方能使用,目前已支持VC-SDRAM的晶元組有VIA的ApolloPro133系列、ApolloMVP4和SiS的SiS630等。

❿ 內存的歷史及其現狀

http://ke..com/view/1082.htm?fr=ala0_1_1
可以在這看看的,這里有很詳盡的說明。
希望版是uu想要權的……

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