計(jì)算機(jī)內(nèi)存發(fā)展史

1、 計(jì)算機(jī)內(nèi)存發(fā)展史在計(jì)算機(jī)誕生初期并不存在內(nèi)存條的概念，最早的內(nèi)存是以磁芯的形式排列在線路上，每個(gè)磁芯與晶體管組成的一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)電路作為一比特（BIT)的存儲(chǔ)器,每一比特都要有玉米粒大小，可以想象一間的機(jī)房只能裝下不超過(guò)百k字節(jié)左右的容量。后來(lái)才出線現(xiàn)了焊接在主板上集成內(nèi)存芯片，以內(nèi)存芯片的形式為計(jì)算機(jī)的運(yùn)算提供直接支持。那時(shí)的內(nèi)存芯片容量都特別小，最常見(jiàn)的莫過(guò)于256K1bit、1M4bit，雖然如此，但這相對(duì)于那時(shí)的運(yùn)算任務(wù)來(lái)說(shuō)卻已經(jīng)綽綽有余了。 內(nèi)存條的誕生 內(nèi)存芯片的狀態(tài)一直沿用到286初期，鑒于它存在著無(wú)法拆卸更換的弊病，這對(duì)于計(jì)算機(jī)的發(fā)展造成了現(xiàn)實(shí)的阻礙。有鑒于此，內(nèi)存條便應(yīng)運(yùn)而生了

2、。將內(nèi)存芯片焊接到事先設(shè)計(jì)好的印刷線路板上，而電腦主板上也改用內(nèi)存插槽。這樣就把內(nèi)存難以安裝和更換的問(wèn)題徹底解決了。 在80286主板發(fā)布之前，內(nèi)存并沒(méi)有被世人所重視，這個(gè)時(shí)候的內(nèi)存是直接固化在主板上，而且容量只有64 256KB，對(duì)于當(dāng)時(shí)PC所運(yùn)行的工作程序來(lái)說(shuō)，這種內(nèi)存的性能以及容量足以滿足當(dāng)時(shí)軟件程序的處理需要。不過(guò)隨著軟件程序和新一代80286硬件平臺(tái)的出現(xiàn)，程序和硬件對(duì)內(nèi)存性能提出了更高要求，為了提高速度并擴(kuò)大容量，內(nèi)存必須以獨(dú)立的封裝形式出現(xiàn)，因而誕生了“內(nèi)存條”概念。 在80286主板剛推出的時(shí)候，內(nèi)存條采用了SIMM（Single In-lineMemory Modules，單

3、邊接觸內(nèi)存模組）接口，容量為30pin、256kb，必須是由8 片數(shù)據(jù)位和1 片校驗(yàn)位組成1 個(gè)bank，正因如此，我們見(jiàn)到的30pin SIMM一般是四條一起使用。自1982年P(guān)C進(jìn)入民用市場(chǎng)一直到現(xiàn)在，搭配80286處理器的30pin SIMM 內(nèi)存是內(nèi)存領(lǐng)域的開(kāi)山鼻祖。 隨后，在1988 1990 年當(dāng)中，PC 技術(shù)迎來(lái)另一個(gè)發(fā)展高峰，也就是386和486時(shí)代，此時(shí)CPU 已經(jīng)向16bit 發(fā)展，所以30pin SIMM 內(nèi)存再也無(wú)法滿足需求，其較低的內(nèi)存帶寬已經(jīng)成為急待解決的瓶頸，所以此時(shí)72pin SIMM 內(nèi)存出現(xiàn)了，72pin SIMM支持32bit快速頁(yè)模式內(nèi)存，內(nèi)存帶寬得以大

4、幅度提升。72pin SIMM內(nèi)存單條容量一般為512KB 2MB，而且僅要求兩條同時(shí)使用，由于其與30pin SIMM 內(nèi)存無(wú)法兼容，因此這個(gè)時(shí)候PC業(yè)界毅然將30pin SIMM 內(nèi)存淘汰出局了。 EDO DRAM（Extended Date Out RAM 外擴(kuò)充數(shù)據(jù)模式存儲(chǔ)器）內(nèi)存，這是1991 年到1995 年之間盛行的內(nèi)存條，EDO DRAM同F(xiàn)PM DRAM（Fast Page Mode RAM 快速頁(yè)面模式存儲(chǔ)器）極其相似，它取消了擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出內(nèi)存與傳輸內(nèi)存兩個(gè)存儲(chǔ)周期之間的時(shí)間間隔，在把數(shù)據(jù)發(fā)送給CPU的同時(shí)去訪問(wèn)下一個(gè)頁(yè)面，故而速度要比普通DRAM快1530%。工作電壓為一

5、般為5V，帶寬32bit，速度在40ns以上，其主要應(yīng)用在當(dāng)時(shí)的486及早期的Pentium電腦上。 在1991 年到1995 年中，讓我們看到一個(gè)尷尬的情況，那就是這幾年內(nèi)存技術(shù)發(fā)展比較緩慢，幾乎停滯不前，所以我們看到此時(shí)EDO DRAM有72 pin和168 pin并存的情況，事實(shí)上EDO 內(nèi)存也屬于72pin SIMM 內(nèi)存的范疇，不過(guò)它采用了全新的尋址方式。EDO 在成本和容量上有所突破，憑借著制作工藝的飛速發(fā)展，此時(shí)單條EDO 內(nèi)存的容量已經(jīng)達(dá)到4 16MB 。由于Pentium及更高級(jí)別的CPU數(shù)據(jù)總線寬度都是64bit甚至更高，所以EDO DRAM與FPM DRAM都必須成對(duì)使用

6、。 SDRAM時(shí)代 自Intel Celeron系列以及AMD K6處理器以及相關(guān)的主板芯片組推出后，EDO DRAM內(nèi)存性能再也無(wú)法滿足需要了，內(nèi)存技術(shù)必須徹底得到個(gè)革新才能滿足新一代CPU架構(gòu)的需求，此時(shí)內(nèi)存開(kāi)始進(jìn)入比較經(jīng)典的SDRAM時(shí)代。 第一代SDRAM 內(nèi)存為PC66 規(guī)范，但很快由于Intel 和AMD的頻率之爭(zhēng)將CPU外頻提升到了100MHz，所以PC66內(nèi)存很快就被PC100內(nèi)存取代，接著133MHz 外頻的PIII以及K7時(shí)代的來(lái)臨，PC133規(guī)范也以相同的方式進(jìn)一步提升SDRAM 的整體性能，帶寬提高到1GB/sec以上。由于SDRAM 的帶寬為64bit，正好對(duì)應(yīng)CPU

7、 的64bit 數(shù)據(jù)總線寬度，因此它只需要一條內(nèi)存便可工作，便捷性進(jìn)一步提高。在性能方面，由于其輸入輸出信號(hào)保持與系統(tǒng)外頻同步，因此速度明顯超越EDO 內(nèi)存。 不可否認(rèn)的是，SDRAM 內(nèi)存由早期的66MHz，發(fā)展后來(lái)的100MHz、133MHz，盡管沒(méi)能徹底解決內(nèi)存帶寬的瓶頸問(wèn)題，但此時(shí)CPU超頻已經(jīng)成為DIY用戶永恒的話題，所以不少用戶將品牌好的PC100品牌內(nèi)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(chǎng)上出現(xiàn)了一些PC150、PC166規(guī)范的內(nèi)存。 盡管SDRAM PC133內(nèi)存的帶寬可提高帶寬到1064MB/S，加上Intel已經(jīng)開(kāi)始著手最

8、新的Pentium 4計(jì)劃，所以SDRAM PC133內(nèi)存不能滿足日后的發(fā)展需求，此時(shí)，Intel為了達(dá)到獨(dú)占市場(chǎng)的目的，與Rambus聯(lián)合在PC市場(chǎng)推廣Rambus DRAM內(nèi)存（稱為RDRAM內(nèi)存）。與SDRAM不同的是，其采用了新一代高速簡(jiǎn)單內(nèi)存架構(gòu)，基于一種類RISC(Reduced Instruction Set Computing，精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī))理論，這個(gè)理論可以減少數(shù)據(jù)的復(fù)雜性，使得整個(gè)系統(tǒng)性能得到提高。 在AMD與Intel的競(jìng)爭(zhēng)中，這個(gè)時(shí)候是屬于頻率競(jìng)備時(shí)代，所以這個(gè)時(shí)候CPU的主頻在不斷提升，Intel為了蓋過(guò)AMD，推出高頻Pentium以及Pentium 4 處理器

9、，因此Rambus DRAM內(nèi)存是被Intel看著是未來(lái)自己的競(jìng)爭(zhēng)殺手锏，Rambus DRAM內(nèi)存以高時(shí)鐘頻率來(lái)簡(jiǎn)化每個(gè)時(shí)鐘周期的數(shù)據(jù)量，因此內(nèi)存帶寬相當(dāng)出色，如PC 1066 1066 MHz 32 bits帶寬可達(dá)到4.2G Byte/sec，Rambus DRAM曾一度被認(rèn)為是Pentium 4 的絕配。 盡管如此，Rambus RDRAM 內(nèi)存生不逢時(shí)，后來(lái)依然要被更高速度的DDR“掠奪”其寶座地位，在當(dāng)時(shí)，PC600、PC700的Rambus RDRAM 內(nèi)存因出現(xiàn)Intel820 芯片組“失誤事件”、PC800 Rambus RDRAM因成本過(guò)高而讓Pentium 4平臺(tái)高高在上

10、，無(wú)法獲得大眾用戶擁戴，種種問(wèn)題讓Rambus RDRAM胎死腹中，Rambus曾希望具有更高頻率的PC1066 規(guī)范RDRAM來(lái)力挽狂瀾，但最終也是拜倒在DDR 內(nèi)存面前。DDR時(shí)代 DDR SDRAM(Dual Date Rate SDRAM)簡(jiǎn)稱DDR，也就是“雙倍速率SDRAM”的意思。DDR可以說(shuō)是SDRAM的升級(jí)版本， DDR在時(shí)鐘信號(hào)上升沿與下降沿各傳輸一次數(shù)據(jù)，這使得DDR的數(shù)據(jù)傳輸速度為傳統(tǒng)SDRAM的兩倍。由于僅多采用了下降緣信號(hào)，因此并不會(huì)造成能耗增加。至于定址與控制信號(hào)則與傳統(tǒng)SDRAM相同，僅在時(shí)鐘上升緣傳輸。DDR內(nèi)存是在SDRAM內(nèi)存基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，仍然沿用SD

11、RAM生產(chǎn)體系，因此對(duì)于內(nèi)存廠商而言，只需對(duì)制造普通SDRAM的設(shè)備稍加改進(jìn)，即可實(shí)現(xiàn)DDR內(nèi)存的生產(chǎn)，可有效的降低成本。 與SDRAM相比：DDR運(yùn)用了更先進(jìn)的同步電路，使指定地址、數(shù)據(jù)的輸送和輸出主要步驟既獨(dú)立執(zhí)行，又保持與CPU完全同步；DDR使用了DLL(Delay Locked Loop，延時(shí)鎖定回路提供一個(gè)數(shù)據(jù)濾波信號(hào))技術(shù)，當(dāng)數(shù)據(jù)有效時(shí)，存儲(chǔ)控制器可使用這個(gè)數(shù)據(jù)濾波信號(hào)來(lái)精確定位數(shù)據(jù)，每16次輸出一次，并重新同步來(lái)自不同存儲(chǔ)器模塊的數(shù)據(jù)。DDR本質(zhì)上不需要提高時(shí)鐘頻率就能加倍提高SDRAM的速度，它允許在時(shí)鐘脈沖的上升沿和下降沿讀出數(shù)據(jù)，因而其速度是標(biāo)準(zhǔn)SDRAM的兩倍。 從外形

12、體積上DDR與SDRAM相比差別并不大，他們具有同樣的尺寸和同樣的針腳距離。但DDR為184針腳，比SDRAM多出了16個(gè)針腳，主要包含了新的控制、時(shí)鐘、電源和接地等信號(hào)。DDR內(nèi)存采用的是支持2.5V電壓的SSTL2標(biāo)準(zhǔn)，而不是SDRAM使用的3.3V電壓的LVTTL標(biāo)準(zhǔn)。 DDR 內(nèi)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(chǎng)空間，繼而一步步在頻率上高歌猛進(jìn)，最終彌補(bǔ)內(nèi)存帶寬上的不足。第一代DDR200 規(guī)范并沒(méi)有得到普及，第二代PC266 DDR SRAM（133MHz時(shí)鐘2倍數(shù)據(jù)傳輸266MHz帶寬）是由PC133 SDRAM內(nèi)存所衍生出的，它將DDR 內(nèi)存

13、帶向第一個(gè)高潮，目前還有不少賽揚(yáng)和AMD K7處理器都在采用DDR266規(guī)格的內(nèi)存，其后來(lái)的DDR333內(nèi)存也屬于一種過(guò)度，而DDR400內(nèi)存成為主流平臺(tái)選配，雙通道DDR400內(nèi)存已經(jīng)成為800FSB處理器搭配的基本標(biāo)準(zhǔn)，隨后的DDR533 規(guī)范則成為超頻用戶的選擇對(duì)象。 DDR2時(shí)代 隨著CPU 性能不斷提高，我們對(duì)內(nèi)存性能的要求也逐步升級(jí)。不可否認(rèn)，緊緊依高頻率提升帶寬的DDR遲早會(huì)力不從心，因此JEDEC 組織很早就開(kāi)始醞釀DDR2 標(biāo)準(zhǔn)，加上LGA775接口的915/925以及最新的945等新平臺(tái)開(kāi)始對(duì)DDR2內(nèi)存的支持，所以DDR2內(nèi)存將開(kāi)始演義內(nèi)存領(lǐng)域的今天。 DDR2 是 DD

14、R SDRAM 內(nèi)存的第二代產(chǎn)品。它在 DDR 內(nèi)存技術(shù)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，從而其傳輸速度更快（可達(dá) 667MHZ ），耗電量更低，散熱性能更優(yōu)良 . DDR2（Double Data Rate 2） SDRAM是由JEDEC（電子設(shè)備工程聯(lián)合委員會(huì)）進(jìn)行開(kāi)發(fā)的新生代內(nèi)存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它與上一代DDR內(nèi)存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最大的不同就是，雖然同是采用了在時(shí)鐘的上升/下降延同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕痉绞剑獶DR2內(nèi)存卻擁有兩倍于上一代DDR內(nèi)存預(yù)讀取能力（即：4bit數(shù)據(jù)預(yù)讀?。?。換句話說(shuō)，DDR2內(nèi)存每個(gè)時(shí)鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)，并且能夠以內(nèi)部控制總線4倍的速度運(yùn)行。 DDR2 能夠在100MHz

15、 的發(fā)信頻率基礎(chǔ)上提供每插腳最少400MB/s 的帶寬，而且其接口將運(yùn)行于1.8V 電壓上，從而進(jìn)一步降低發(fā)熱量，以便提高頻率。此外，DDR2 將融入CAS、OCD、ODT 等新性能指標(biāo)和中斷指令，提升內(nèi)存帶寬的利用率。從JEDEC組織者闡述的DDR2標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，針對(duì)PC等市場(chǎng)的DDR2內(nèi)存將擁有400、533、667MHz等不同的時(shí)鐘頻率。高端的DDR2內(nèi)存將擁有800、1000MHz兩種頻率。DDR-II內(nèi)存將采用200-、220-、240-針腳的FBGA封裝形式。最初的DDR2內(nèi)存將采用0.13微米的生產(chǎn)工藝，內(nèi)存顆粒的電壓為1.8V，容量密度為512MB。 RDRAM RDRAM Ram

16、bus動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存 美國(guó)Rambus公司開(kāi)發(fā)的一種動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存芯片技術(shù)?；綬DRAM(Base RDRAM)在1995年推出，數(shù)據(jù)傳輸速度為600MB/秒。協(xié)同RDRAM(Concurrent RDRAM)在1997年推出，數(shù)據(jù)傳輸速度提高到700MB/秒。1998年，直接RDRAM(Direct RDRAM)再次把數(shù)據(jù)傳輸速度提高到1.6GB/秒。協(xié)同RDRAM一直被用于電子游戲機(jī)，而直接RDRAM則被用于個(gè)人電腦。 Rambus公司自己并不直接生產(chǎn)RDRAM芯片，而是通過(guò)發(fā)放許可證讓其他內(nèi)存芯片制造商生產(chǎn)這種內(nèi)存芯片產(chǎn)品。英特爾公司對(duì)Rambus公司進(jìn)行了投資，并參入了RDRAM

17、芯片的設(shè)計(jì)工作。 RDRAM是Rambus Dynamic Random Access Memory（存儲(chǔ)器總線式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）的簡(jiǎn)稱，是Rambus公司開(kāi)發(fā)的具有系統(tǒng)帶寬、芯片到芯片接口設(shè)計(jì)的內(nèi)存，它能在很高的頻率范圍下通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的總線傳輸數(shù)據(jù)，同時(shí)使用低電壓信號(hào)，在高速同步時(shí)鐘脈沖的兩邊沿傳輸數(shù)據(jù)。最開(kāi)始支持RDRAM的是英特爾820芯片組，后來(lái)又有840，850芯片組等等。RDRAM最初得到了英特爾的大力支持，但由于其高昂的價(jià)格以及Rambus公司的專利許可限制，一直未能成為市場(chǎng)主流，其地位被相對(duì)廉價(jià)而性能同樣出色的DDR SDRAM迅速取代，市場(chǎng)份額很小。 DDR3時(shí)代DDR3是屬

18、于SDRAM家族的內(nèi)存產(chǎn)品，提供了相較于DDR2 SDRAM更高的運(yùn)行效能與更低的電壓，是DDR2 SDRAM（四倍資料率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存）的后繼者（增加至八倍），也是現(xiàn)時(shí)流行的內(nèi)存產(chǎn)品。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(yù)讀升級(jí)為8bit預(yù)讀。DDR3目前最高能夠達(dá)到2000Mhz的速度，盡管目前最為快速的DDR2內(nèi)存速度已經(jīng)提升到800Mhz/1066Mhz的速度，但是DDR3內(nèi)存模組仍會(huì)從1066Mhz起跳。早在2002年6月28日，JEDEC就宣布開(kāi)始開(kāi)發(fā)DDR3內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)，但從2006的情況來(lái)看，DDR2才剛開(kāi)始普及，DDR3標(biāo)準(zhǔn)更是連影也沒(méi)見(jiàn)到。就具體的設(shè)計(jì)來(lái)看，DDR3與DDR2的基礎(chǔ)架構(gòu)并沒(méi)有本質(zhì)的不同。從某種角度講，DDR3是為了解決DDR2發(fā)展所面臨的限制而催生的產(chǎn)物。 由于DDR2內(nèi)存的