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定義
DRAM
DRAM(Dynamic Random Access Memory),即動態隨機存取存儲器,最為常見的系統內存。DRAM 只能將數據保持很短的時間。為了保持數據,DRAM使用電容存儲,所以必須隔一段時間刷新(refresh)一次,如果存儲單元沒有被刷新,存儲的信息就會丟失(關機就會丟失數據)。
Flash內存
Flash內存即Flash Memory,全名叫Flash EEPROM Memory,又名閃存,是一種長壽命的非易失性(在斷電情況下仍能保持所存儲的數據信息)的存儲器,數據刪除不是以單個的字節為單位而是以固定的區塊為單位,區塊大小一般為256KB到20MB。閃存是電子可擦除只讀存儲器(EEPROM)的變種,EEPROM與閃存不同的是,它能在字節水平上進行刪除和重寫而不是按區塊擦寫,這樣閃存就比EEPROM的更新速度快,所以被稱為Flash erase EEPROM,或簡稱為Flash Memory。由于其斷電時仍能保存數據,閃存通常被用來保存設置信息,如在電腦的BIOS(基本輸入輸出程序)、PDA(個人數字助理)、數碼相機中保存資料等。另一方面,閃存不像RAM(隨機存取存儲器)一樣以字節為單位改寫數據,因此不能取代RAM。
NOR Flash和NAND Flash
NOR Flash和NAND Flash是現在市場上兩種主要的非易失閃存技術。
Intel于1988年首先開發出NOR Flash 技術,徹底改變了原先由EPROM(Erasable Programmable Read-Only-Memory電可編程序只讀存儲器)和EEPROM(電可擦只讀存儲器Electrically Erasable Programmable Read - Only Memory)一統天下的局面。
緊接著,1989年,東芝公司發表了NAND Flash 結構,強調降低每比特的成本,有更高的性能,并且像磁盤一樣可以通過接口輕松升級。
NOR Flash 的特點是芯片內執行(XIP ,eXecute In Place),這樣應用程序可以直接在Flash閃存內運行,不必再把代碼讀到系統RAM中。NOR 的傳輸效率很高,在1~4MB的小容量時具有很高的成本效益,但是很低的寫入和擦除速度大大影響到它的性能。NAND的結構能提供極高的單元密度,可以達到高存儲密度,并且寫入和擦除的速度也很快。應用NAND的困難在于Flash的管理和需要特殊的系統接口。通常讀取NOR的速度比NAND稍快一些,而NAND的寫入速度比NOR快很多,在設計中應該考慮這些情況。
DDR
DDR=Double Data Rate雙倍速率同步動態隨機存儲器。嚴格的說DDR應該叫DDR SDRAM,人們習慣稱為DDR,其中,SDRAM 是Synchronous Dynamic Random Access Memory的縮寫,即同步動態隨機存取存儲器。而DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的縮寫,是雙倍速率同步動態隨機存儲器的意思。DDR內存是在SDRAM內存基礎上發展而來的,仍然沿用SDRAM生產體系,因此對于內存廠商而言,只需對制造普通SDRAM的設備稍加改進,即可實現DDR內存的生產,可有效的降低成本。
DDR2
DDR2(Double Data Rate 2)SDRAM是由JEDEC(電子設備工程聯合委員會)進行開發的新生代內存技術標準,它與上一代DDR內存技術標準最大的不同就是,雖然同是采用了在時鐘的上升/下降延同時進行數據傳輸的基本方式,但DDR2內存卻擁有兩倍于上一代DDR內存預讀取能力(即:4bit數據讀預取)。換句話說,DDR2內存每個時鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫數據,并且能夠以內部控制總線4倍的速度運行。
此外,由于DDR2標準規定所有DDR2內存均采用FBGA封裝形式,而不同于目前廣泛應用的TSOP/TSOP-II封裝形式,FBGA封裝可以提供了更為良好的電氣性能與散熱性,為DDR2內存的穩定工作與未來頻率的發展提供了堅實的基礎。回想起DDR的發展歷程,從第一代應用到個人電腦的DDR200經過DDR266、DDR333到今天的雙通道DDR400技術,第一代DDR的發展也走到了技術的極限,已經很難通過常規辦法提高內存的工作速度;隨著Intel最新處理器技術的發展,前端總線對內存帶寬的要求是越來越高,擁有更高更穩定運行頻率的DDR2內存將是大勢所趨。
DDR3
DDR3是一種計算機內存規格。它屬于SDRAM家族的內存產品,提供了相較于DDR2 SDRAM更高的運行效能與更低的電壓,是DDR2 SDRAM(四倍資料率同步動態隨機存取內存)的后繼者(增加至八倍),也是現時流行的內存產品規格。
主要特點:
(1)功耗和發熱量較小:吸取了DDR2的教訓,在控制成本的基礎上減小了能耗和發熱量,使得DDR3更易于被用戶和廠家接受。
(2)工作頻率更高:由于能耗降低,DDR3可實現更高的工作頻率,在一定程度彌補了延遲時間較長的缺點,同時還可作為顯卡的賣點之一,這在搭配DDR3顯存的顯卡上已有所表現。
(3)降低顯卡整體成本:DDR2顯存顆粒規格多為16M X 32bit,搭配中高端顯卡常用的128MB顯存便需8顆。而DDR3顯存顆粒規格多為32M X 32bit,單顆顆粒容量較大,4顆即可構成128MB顯存。如此一來,顯卡PCB面積可減小,成本得以有效控制,此外,顆粒數減少后,顯存功耗也能進一步降低。
(4)通用性好:相對于DDR變更到DDR2,DDR3對DDR2的兼容性更好。由于針腳、封裝等關鍵特性不變,搭配DDR2的顯示核心和公版設計的顯卡稍加修改便能采用DDR3顯存,這對廠商降低成本大有好處。
目前,DDR3顯存在新出的大多數中高端顯卡上得到了廣泛的應用。現在許多低端的顯卡也有采用DDR3顯存的。
DDR4
DDR,英文全稱為:Dual Data Rate,是一種雙倍速率同步動態隨機存儲器。嚴格的說,DDR應該叫DDR SDRAM,人們習慣稱為DDR,其中,SDRAM 是Synchronous Dynamic Random Access Memory的縮寫,即同步動態隨機存取存儲器,而DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的縮寫,是雙倍速率同步動態隨機存儲器的意思。
簡單來說,DDR4就是第二代內存的意思,目前不少智能手機與電腦都用上了新一代DDR4內存,它屬于我們熟知的DDR3內存的下一代版本,帶來了更低的功耗與更出色的性能。
區別
NAND flash和NOR flash
一、NAND flash和NOR flash的性能比較
flash閃存是非易失存儲器,可以對稱為塊的存儲器單元塊進行擦寫和再編程。任何flash器件的寫入操作只能在空或已擦除的單元內進行,所以大多數情況下,在進行寫入操作之前必須先執行擦除。
NAND器件執行擦除操作是十分簡單的,而NOR則要求在進行擦除前先要將目標塊內所有的位都寫為0。由于擦除NOR器件時是以64~128KB的塊進行的,執行一個寫入/擦除操作的時間為5s,與此相反,擦除NAND器件是以8~32KB的塊進行的,執行相同的操作最多只需要4ms。執行擦除時塊尺寸的不同進一步拉大了NOR和NADN之間的性能差距,統計表明,對于給定的一套寫入操作(尤其是更新小文件時),更多的擦除操作必須在基于NOR的單元中進行。
這樣,當選擇存儲解決方案時,設計師必須權衡以下的各項因素。
1、NOR的讀速度比NAND稍快一些。
2、NAND的寫入速度比NOR快很多。
3、NAND的4ms擦除速度遠比NOR的5s快。
4、大多數寫入操作需要先進行擦除操作。
5、NAND的擦除單元更小,相應的擦除電路更少。
二、NAND flash和NOR flash的接口差別
NOR flash帶有SRAM接口,有足夠的地址引腳來尋址,可以很容易地存取其內部的每一個字節。
NAND器件使用復雜的I/O口來串行地存取數據,各個產品或廠商的方法可能各不相同。8個引腳用來傳送控制、地址和數據信息。NAND讀和寫操作采用512字節的塊,這一點有點像硬盤管理此類操作,很自然地,基于NAND的存儲器就可以取代硬盤或其他塊設備。
三、NAND flash和NOR flash的容量和成本
NAND flash的單元尺寸幾乎是NOR器件的一半,由于生產過程更為簡單,NAND結構可以在給定的模具尺寸內提供更高的容量,也就相應地降低了價格。
NOR flash占據了容量為1~16MB閃存市場的大部分,而NAND flash只是用在8~128MB的產品當中,這也說明NOR主要應用在代碼存儲介質中,NAND適合于數據存儲,NAND在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和MMC存儲卡市場上所占份額最大。
四、NAND flash和NOR flash的可靠性和耐用性
采用flahs介質時一個需要重點考慮的問題是可靠性。對于需要擴展MTBF的系統來說,flash是非常合適的存儲方案。可以從壽命(耐用性)、位交換和壞塊處理三個方面來比較NOR和NAND的可靠性。
五、NAND flash和NOR flash的壽命(耐用性)
在NAND閃存中每個塊的最大擦寫次數是一百萬次,而NOR的擦寫次數是十萬次。NAND存儲器除了具有10比1的塊擦除周期優勢,典型的NAND塊尺寸要比NOR器件小8倍,每個NAND存儲器塊在給定的時間內的刪除次數要少一些。
六、位交換
所有flash器件都受位交換現象的困擾。在某些情況下(很少見,NAND發生的次數要比NOR多),一個比特位會發生反轉或被報告反轉了。一位的變化可能不很明顯,但是如果發生在一個關鍵文件上,這個小小的故障可能導致系統停機。如果只是報告有問題,多讀幾次就可能解決了。當然,如果這個位真的改變了,就必須采用錯誤探測/錯誤更正(EDC/ECC)算法。位反轉的問題更多見于NAND閃存,NAND的供應商建議使用NAND閃存的時候,同時使用EDC/ECC算法,這個問題對于用NAND存儲多媒體信息時倒不是致命的。當然,如果用本地存儲設備來存儲操作系統、配置文件或其他敏感信息時,必須使用EDC/ECC系統以確保可靠性。
七、壞塊處理
NAND器件中的壞塊是隨機分布的。以前也曾有過消除壞塊的努力,但發現成品率太低,代價太高,根本不劃算。
NAND器件需要對介質進行初始化掃描以發現壞塊,并將壞塊標記為不可用。在已制成的器件中,如果通過可靠的方法不能進行這項處理,將導致高故障率。
八、易于使用
可以非常直接地使用基于NOR的閃存,可以像其他存儲器那樣連接,并可以在上面直接運行代碼。
由于需要I/O接口,NAND要復雜得多。各種NAND器件的存取方法因廠家而異。在使用NAND器件時,必須先寫入驅動程序,才能繼續執行其他操作。向NAND器件寫入信息需要相當的技巧,因為設計師絕不能向壞塊寫入,這就意味著在NAND器件上自始至終都必須進行虛擬映射。
九、軟件支持
當討論軟件支持的時候,應該區別基本的讀/寫/擦操作和高一級的用于磁盤仿真和閃存管理算法的軟件,包括性能優化。
在NOR器件上運行代碼不需要任何的軟件支持,在NAND器件上進行同樣操作時,通常需要驅動程序,也就是內存技術驅動程序(MTD),NAND和NOR器件在進行寫入和擦除操作時都需要MTD。
使用NOR器件時所需要的MTD要相對少一些,許多廠商都提供用于NOR器件的更高級軟件,這其中包括M-System的TrueFFS驅動,該驅動被Wind River System、Microsoft、QNX Software System、Symbian和Intel等廠商所采用。
驅動還用于對DiskOnChip產品進行仿真和NAND閃存的管理,包括糾錯、壞塊處理和損耗平衡。
DDR與DDR2
DDR與DDR2區別一覽表
DDR2與DDR3
特性區別:
1、邏輯Bank數量
DDR2 SDRAM中有4Bank和8Bank的設計,目的就是為了應對未來大容量芯片的需求。而DDR3很可能將從2Gb容量起步,因此起始的邏輯Bank就是8個,另外還為未來的16個邏輯Bank做好了準備。
2、封裝(Packages)
由于DDR3新增了一些功能,在引腳方面會有所增加,8bit芯片采用78球FBGA封裝,16bit芯片采用96球FBGA封裝,而DDR2則有60/68/84球FBGA封裝三種規格。并且DDR3必須是綠色封裝,不能含有任何有害物質。
3、突發長度(BL,Burst Length)
由于DDR3的預取為8bit,所以突發傳輸周期(BL,Burst Length)也固定為8,而對于DDR2和早期的DDR架構的系統,BL=4也是常用的,DDR3為此增加了一個4-bit Burst Chop(突發突變)模式,即由一個BL=4的讀取操作加上一個BL=4的寫入操作來合成一個BL=8的數據突發傳輸,屆時可通過A12地址線來控制這一突發模式。
4、尋址時序(Timing)
就像DDR2從DDR轉變而來后延遲周期數增加一樣,DDR3的CL周期也將比DDR2有所提高。DDR2的CL范圍一般在2至5之間,而DDR3則在5至11之間,且附加延遲(AL)的設計也有所變化。DDR2時AL的范圍是0至4,而DDR3時AL有三種選項,分別是0、CL-1和CL-2。另外,DDR3還新增加了一個時序參數——寫入延遲(CWD),這一參數將根據具體的工作頻率而定。
DDR3與DDR4
主要區別:
1、外觀改變
DDR4內存條外觀變化明顯,金手指變成彎曲狀,這意味著,DDR4內存不再兼容DDR3,老平臺電腦無法升級DDR4內存,除非將CPU和主板都更換為新平臺。
2、DDR4內存頻率與帶寬提升明顯
頻率方面,DDR3內存起始頻率為800,最高頻率達到了2133。DDR4內存起始頻率就達到了2133,量產產品最高頻率達到了3000,從內存頻率來看,DDR4相比DDR3提升很大。
帶寬方面,DDR4內存的每個針腳都可以提供2Gbps(256MB/S)的帶寬,DDR4-3200那就是51.2GB/s,比之DDR3-1866高出了超過70%。
綜合來看,DDR4內存性能最大幅度可比DDR3提升高達70%,甚至更高。
3、DDR4內存容量提升明顯,可達128GB
上一代DDR3內存,最大單挑容量為64GB,實際能買到的基本是16GB/32GB,而新一代DDR4內存,單條容量最大可以達到128GB,媲美SSD了。
4、DDR4功耗明顯降低,電壓達到1.2V、甚至更低。上一代DDR3內存,采用1.5V標準電壓,而DDR4內存則降低為1.2V,甚至可以做到更低,功耗下降了,更省電,并且可以減少內存的發熱。
廠商
1、金士頓科技(Kingston Technology)
總部:美國
主營:系統指定內存、ValueRAM內存模組、HyperX玩家專用內存、存儲卡、MicroSD卡。
2、記憶科技(Ramaxel)
總部:深圳
主營:記憶提供內存、固態硬盤(SSD)、閃存卡等全系列存儲產品及解決方案。
3、威剛科技(ADATA Technology)
總部:臺灣
主營:內存、閃存盤/閃存卡、SSD 固態硬盤及移動硬盤。
4、美光科技(Micron Technology)
總部:美國愛達荷州
主營:DRAM、NAND快閃存儲器和CMOS影像感測器,其它半導體元件和內存模組。
5、創見資訊(Transcend Information)
總部:臺灣
主營:各式存儲器模塊、存儲卡、讀卡機、U盤、數字音頻播放器、外接式硬盤、固態硬盤、工業用產品與其他周邊產品。
6、MA Labs
總部:美國硅谷
主營:處理器,存儲設備,筆記本電腦,主板,顯卡,顯示器,無線網絡,外殼,消費電子,軟件等。
7、金泰克(Kimtigo)
總部:深圳
主營:電腦、服務器到播放器、手機等幾乎所有的使用存儲產品的設備。業務范圍囊括DRAMModule,SSD,MicroSD,UFD等。
8、宇瞻科技(Apacer Technology)
總部:臺灣
主營:Flash與USB等行動存儲產品。
9、海盜船內存(Corsair Memory )
總部:美國
主營:隨身盤Flash Voyager、電源供應器、PC組件及外圍設備。
10、十銓科技(Team Group)
總部:臺灣
主營:存儲器模組(Memory Module),各款存儲卡(Memory Card),快閃盤(UFD),固態硬盤(SSD),移動硬盤(Portable Hard Drive)及工規記憶儲存產品,亦接受國際知名大廠委外代工。
11、閃迪SanDisk
總部:美國
主營:SD/microSD卡,讀卡器,無線存儲,移動閃存盤,USB閃存盤,SSD,嵌入式存儲產品等。
12、芝奇gskill
總部:臺灣
主營:筆記本/臺式/MAC內存,SSD,內存卡,電腦外設周邊等。
13、金邦科技GEIL
總部:臺灣
主營:DDR系列內存,SSD,存儲卡等。
14、光威Gloway
總部:加拿大
主營:內存系列,SSD,USB閃存盤等。
15、美商博帝科技(Patriot Memory)
總部:美國
主營:DRAM,SSD,Flash等。
16、盛創Kingmax
總部:臺灣
主營:SSD,U盤,存儲卡,內存DRAM等。
17、三星Sangsung
總部:韓國
主營:SD/MicroSD卡,SSD,嵌入式存儲等。
18、東芝Toshiba
總部:日本
主營:NAND閃存,MCP存儲器,可移除存儲媒介等。
19、海力士Hynix
總部:韓國
主營:DDR4/DDR3 SDRAM,電腦內存,圖像存儲器,嵌入式存儲,NAND Flash等。
20、英特爾Intel
總部:美國
主營:內存,嵌入式存儲等。
21、飛索半導體Spansion
總部:美國
主營:HyperFlash NOR閃存,串并行NOR閃存,MCP閃存,NAND閃存等。
22、意法半導體ST
總部:瑞士
主營:NFC/RFID存儲器和收發器,NVRAM,串口EEPROM等
23、力積電子Zentel
總部:臺灣
主營:利基型 DRAM、Flash 產品設計,制造與銷售。
24、芯城ISSI
總部:加利福尼亞州圣何塞市
產品:高速和低功耗的SRAM和低,中密度的DRAM等。
25、賽普拉斯CYPRESS
總部:加利福尼亞州圣何塞
產品:無線、Microcontrollers (MCUs)、存儲器、觸摸感應、電源管理、時鐘與緩沖器等。
26、微芯
產品:PIC8位單片機(MCU)和高品質的串行EEPROM等。
27、ADESTO
產品:DataFlash?內存,融合串行閃存,EcoXiP?系統加速內存和Mavriq?和莫尼塔?串行存儲設備等。
28、華邦WINBOND
產品:閃存(Code Storage Flash Memory)、利基型動態隨機存取內存(Specialty DRAM)及移動隨機存取內存(Mobile DRAM)等。
29、旺宏MACRONIX
產品:NOR型快閃記憶體、NAND型快閃記憶體、e.MMC記憶體等。
30、來揚LYONTEK
產品:Asynchronous SRAM、DDR OPI RAM、LPDDR2 SDRAM、Audio Amplifier等。
32、南亞科NANYA
產品:標準型DRAM 、低功率行動DRAM、MCP、良裸晶KGD、車用與工規等級DRAM等。
33、長江存儲YMTC
產品:長江存儲將以武漢新芯現有的12英寸先進集成電路技術研發與生產制造能力為基礎,繼續拓展武漢新芯目前的物聯網業務布局,并著力發展大規模存儲器。
34、華芯SCS
產品:USB3.0國密主控、SSD系列、高性能閃存系列等。
35、兆易創新GIGADEVICE
產品:NOR Flash、SPI NAND Flash、GD32系列32位通用MCU等。
36、復旦微FMSH
產品:安全與識別芯片、智能電表、非揮發存儲器、專用模擬電路、北斗導航等。
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(審核編輯: 林靜)
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