DDR SDRAM (z angl. Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory - synchronní dynamická paměť s náhodným přístupem a dvojnásobnou rychlostí přenosu dat ) je typ počítačové paměti využívaný ve výpočetní technice jako operační a video paměť . Nahradila paměť typu SDR SDRAM .
Při použití DDR SDRAM je dosaženo dvojnásobné rychlosti provozu než u SDRAM , a to díky čtení příkazů a dat nejen na přední straně , jako u SDRAM , ale také při poklesu hodinového signálu . Tím se zdvojnásobí rychlost přenosu dat bez zvýšení frekvence hodin paměťové sběrnice. Když tedy DDR pracuje na frekvenci 100 MHz, dostaneme efektivní frekvenci 200 MHz (ve srovnání s analogovou SDR SDRAM). Ve specifikaci JEDEC [2] je poznámka , že v DDR je nesprávné používat termín „MHz“, správně je uvádět rychlost „milionů přenosů za sekundu přes jeden datový pin“.
Specifickým režimem provozu paměťových modulů je dvoukanálový režim .
Paměťové čipy DDR SDRAM byly vyráběny v pouzdrech TSOP a ( později masterovaných) pouzdrech BGA ( FBGA ), vyráběných podle standardů 130- a 90nm procesní technologie:
Šířka paměťové sběrnice je 64 bitů , to znamená, že na sběrnici je současně přenášeno 8 bajtů v jednom hodinovém cyklu . Výsledkem je následující vzorec pro výpočet maximální přenosové rychlosti pro daný typ paměti: ( taktovací frekvence paměťové sběrnice ) x 2 (přenos dat dvakrát za takt) x 8 (počet bajtů přenesených na takt). Například, aby bylo zajištěno, že data jsou přenášena dvakrát za hodiny, používá se speciální architektura "2n Prefetch ". Interní datová sběrnice je dvakrát širší než externí; při přenosu dat je přenášena první polovina datové sběrnice nejprve na vzestupné hraně hodinového signálu a poté druhá polovina datové sběrnice na sestupné hraně.
Kromě dvojitého přenosu dat má DDR SDRAM několik dalších zásadních rozdílů od jednoduchých pamětí SDRAM. V zásadě jsou technologické. Přibyl například signál QDS, který je umístěn na DPS spolu s datovými linkami. Během přenosu dat se synchronizuje. Pokud jsou použity dva paměťové moduly, pak data z nich přicházejí do paměťového řadiče s malým rozdílem kvůli rozdílné vzdálenosti. Problém je ve výběru hodinového signálu pro jejich čtení a použití QDS to úspěšně řeší. Zhruba řečeno, pokud má základní deska 2 nebo více slotů RAM , pak blízký slot bude čekat na vzdálený slot.
JEDEC stanovuje standardy pro rychlosti DDR SDRAM, rozdělené do dvou částí: první pro paměťové čipy a druhá pro paměťové moduly, které ve skutečnosti obsahují paměťové čipy.
Každý modul DDR SDRAM obsahuje několik identických čipů DDR SDRAM. U modulů bez opravy chyb ( ECC ) je jejich počet násobkem 4, u modulů s ECC je vzorec 4+1.
Moduly DDR SDRAM jsou vyráběny ve formátu DIMM . Každý modul má několik identických paměťových čipů a konfigurační čip Sériová detekce přítomnosti . Registrované paměťové moduly mají také registrační čipy, které vyrovnávají a zesilují signál na sběrnici, zatímco neregistrované (nevyrovnávací, nevyrovnávací) paměťové moduly je nemají.
Vlastnosti modulů a čipů, ze kterých jsou vyrobeny, spolu souvisí.
Objem modulu se rovná součinu objemu jednoho čipu počtem čipů. Při použití ECC je toto číslo navíc vynásobeno faktorem 8/9, protože na každý bajt je jeden bit redundance pro kontrolu chyb. Stejnou velikost paměťového modulu lze tedy zaplnit velkým počtem (36) malých čipů nebo malým počtem (9) větších čipů.
Celková kapacita modulu se rovná součinu kapacity jednoho čipu počtem čipů a rovná se součinu počtu ranků o 64 (72) bitů. Zvýšení počtu čipů nebo použití čipů x8 místo x4 tedy vede ke zvýšení počtu řad modulů.
Příklad: Možnosti registrovaného modulu DDR SDRAM 1 GB PC2100| Objem modulu | Počet žetonů | Objem čipu | Organizace | Počet řádků (hodností) |
|---|---|---|---|---|
| 1 GB | 36 | 256 Mbps | 64M x 4 | 2 |
| 1 GB | osmnáct | 512 Mbps | 64M x 8 | 2 |
| 1 GB | osmnáct | 512 Mbps | 128M x 4 | jeden |
Tento příklad porovnává možná rozložení paměťového modulu serveru s kapacitou 1 GB. Z prezentovaných možností by měla být upřednostněna první nebo třetí, protože používají čipy x4, které podporují pokročilé metody opravy chyb a ochrany před pády. Pokud potřebujete použít paměť typu peer-to-peer, zůstává k dispozici pouze třetí možnost, nicméně v závislosti na aktuální ceně čipů 256 Mbit a 512 Mbit může být dražší než první.
| Název modulu | Typ čipu | Hodinová frekvence paměťové sběrnice, MHz | Maximální teoretická šířka pásma, MB/s | |
|---|---|---|---|---|
| jednokanálový režim | dvoukanálový režim | |||
| PC1600* | DDR200 | 100 | 1600 | 3200 |
| PC2100* | DDR266 | 133 | 2133 | 4267 |
| PC2400 | DDR300 | 150 | 2400 | 4800 |
| PC2700* | DDR333 | 166 | 2667 | 5333 |
| PC3000 | DDR366 | 183 | 3000 | 6000 |
| PC3200* | DDR400 | 200 | 3200 | 6400 |
| PC3500 | DDR433 | 217 | 3467 | 6933 |
| PC3700 | DDR466 | 233 | 3733 | 7467 |
| PC4000 | DDR500 | 250 | 4000 | 8000 |
| PC4200 | DDR533 | 267 | 4267 | 8533 |
| PC5600 | DDR700 | 350 | 5600 | 11200 |
Poznámka 1: Normy označené "*" jsou oficiálně certifikovány JEDEC . Zbývající typy pamětí nemají certifikaci JEDEC, ačkoli je vyrábělo mnoho výrobců pamětí a většina nedávno vydaných základních desek tyto typy pamětí podporovala.
Poznámka 2: Vyráběly se paměťové moduly, které pracovaly i na vyšších frekvencích (až 350 MHz, DDR700), ale tyto moduly nebyly příliš žádané a vyráběly se v malých objemech, navíc měly vysokou cenu [3] .
Velikosti modulů jsou také standardizovány společností JEDEC.
Je třeba poznamenat, že neexistuje žádný rozdíl v architektuře DDR SDRAM s různými frekvencemi, například mezi PC1600 (pracující na 100 MHz) a PC2100 (pracující na 133 MHz). Prostě norma říká, na jaké garantované frekvenci tento modul funguje.
Paměťové moduly DDR SDRAM lze od běžných SDRAM odlišit počtem pinů (184 pinů u modulů DDR versus 168 pinů u modulů s klasickou SDRAM) a klíčem (výřezy v kontaktních ploškách) - SDRAM má dva, DDR má jeden. Podle JEDEC moduly DDR400 pracují při 2,6 V, zatímco všechny pomalejší moduly pracují při 2,5 V. Některé rychlé moduly pracují při vysokém napětí, až 2,9 V, aby bylo dosaženo vysokých frekvencí.
Většina nejnovějších čipových sad s podporou DDR umožňovala použití modulů DDR SDRAM ve dvoukanálovém režimu a některé čipové sady ve čtyřkanálovém režimu. Tato metoda umožňuje zvýšit teoretickou šířku pásma paměťové sběrnice 2, respektive 4krát. Dvoukanálová paměť vyžaduje 2 (nebo 4) paměťové moduly. Doporučuje se používat moduly pracující na stejné frekvenci, mající stejnou hlasitost a časová zpoždění (latence, časování). Ještě lepší je použít úplně stejné moduly.
Nyní jsou moduly DDR téměř nahrazeny moduly typu DDR2 a DDR3 , které vám v důsledku některých změn v architektuře umožňují získat větší šířku pásma paměťového subsystému. Dříve byly hlavním konkurentem DDR SDRAM paměti RDRAM ( Rambus ), nicméně kvůli přítomnosti některých nedostatků byly postupem času prakticky vytlačeny z trhu.
| Typy dynamických pamětí s náhodným přístupem (DRAM) | |
|---|---|
| asynchronní | |
| Synchronní | |
| Grafický | |
| Rambus | |
| Paměťové moduly | |