内存条发展简史带你认识内存条

2023-04-23

  对于3D NAND来说,单个cell缩小变的没有意义,因此不再需要最尖端的半导体制程技术。这导致的另一个影响是DRAM和NAND的产品线不能再灵活互补。

  由于早期的技术不成熟,所以Charge Trap闪存的擦写寿命只有Folating Gate的十分之一。

  现在还在坚持使用Folating Gate技术的,可能只有英特尔一家了。我个人看来,FG的每一层都需要光刻,这样的工艺复杂度会导致其失去竞争力,退出市场也是难以避免的。

  由于DRAM本身的局限性,它的技术进步一直都很慢DDR3到DDR4的小进步花了五年;DDR4从2012年发布第一版到今天,DDR5还没有正式发售。

  DRAM标准是由JEDEC JC-2工作组订制的。虽然说没有什么塞选,但是DRAM的节奏一直由英特尔主导。

  就目前已经公开的消息来看,得益于半导体工艺的进步,DDR5的核心电压可以下降到1.1V,也就是说有希望可以节省将近百分之二十的功耗。并且可以使用的系统通道数再次翻倍。

  DDR5的Burst Length和Prefetch从DDR4的8n增加到了16n,这样在时钟频率不变的情况下带宽翻倍。为了控制高速带来的各种信号问题,DDR5还引入了核心时钟的各种优化调整。当然了,这也是在价钱的基础上做出的适当调整了。

  相信大多数笔记本电脑的使用者对LPDDR这个词都不会太陌生,这是专门为一种设备制造的低功耗存储设备,可以有效的提升移动设备的续航能力,目前大多数用于高端商务本和一些旗舰手机上。

  低功耗LPDDR5之所以单独拿出来说,是因为从LPDDR4开始,LPDDR就已经和DDR分道扬镳了。LPDDR是功耗第一,速度第二。而DDR追求的是极致的速度。

  因为LPDDR4已经是16n预读取了,所以LPDDR5主要事使用Bank group访问事先速度的提升。它的追求是超低功耗,所以供电电压和核心电压对比DDR5都要更低一些。

  对于迫切需要高带宽的应用,比如游戏和高性能计算,高带宽内存HBM则是绕过DRAM传统的IO增强模式演进的优秀方案。HBM直接和处理器封装的方式不再受限于芯片引脚,突破了IO的瓶颈。而且由于CPU和DRAM的物理位置更加接近,所以速度也得到了进一步提升。在尺寸上,HBM让系统缩小成为了可能。

  在目前,HBM2很大程度上是GDDR6的竞争对手。不过根据最新消息,索尼PS5依旧选择了GDDR6,也许是因为HBM2高昂的成本吧。

  不过目光放长远看,DRAM仍然有很强的3D需求,因为2D在制造上接近天花板。

  现在云计算和各种数据库当道,服务器对于内存的需求也是饥渴难耐。但是DRAM的成本过高,如何低成本配置服务器成了一个难题。所以NVDIMN被提了出来。

  NVDIMM-F是直接使用NAND颗粒代替DRAM做成内存条,好处就是便宜,但是速度就有些感人了,而且绝对不能突破系统对DRAM总容量的限制。

  NVDIMM-N是在内存条上加上NAND做RAM的镜像存储,防止服务器意外断电丢失内存数据。但是NAND并不能扩大内存,而且占用了一些通道带宽。

  NVDIMM-P才是最后的方案,它允许巨大的容量,比如说1T内存,并且允许使用NAND、RRAM、MRAM等代替DRAM。

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