DDR简单了解

DDR全称为 double data rate Synchronous Dynamic Random Access Memory 既DDR SDRAM。
顾名思义需要依次了解这些名词DRAM, SDRAM, DDR, DDR2, DDR3, DDR4。因为这些名词代表DRAM发展的不同阶段，它们是内存的同一条技术路线，核心都是使用一个晶体管和一个电容来所存一个bit的数据。
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DRAM

DRAM相对于SRAM来说，DRAM要便宜很多，内部只需要一个晶体管和一个电容来保存数据，可以大规模制造。而SRAM是利用晶体管的特性来存储数据，保存一个数据数据需要7到8个晶体管。
下图是1个bit的DRAM的构造图, 一次只能从memory array中选出一个bit。（读写一个bit，需要先选中World Line，再在Bit Line上读出或者写入选中的bit数据）
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如果想在同一时刻输出多位数据，就需要通过叠罗汉的方式使用多个Array构成一个Bank，下图分别为2bits, 4bits, 8bit的Bank。(Bank这个概念非常重要，是我们理解DDR的基础)

下图中的Bank由four arrays叠罗汉构成，8个Banks构成一个device（DRAM），也就是我们看到的黑色芯片，芯片的位宽就由一个bank是由几个Array叠在一起觉得的了。为啥会这样呢？因为这8个bank同一时间只有一个bank能占用i/o读写数据，另外7个bank在refluse或者是在precharge。这就是Dynamic的由来。

然后5个device芯片组成一个Rank，也就是我们看到的电脑中的内存条。
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SDRAM

同DRAM相比，SDRAM只是多了clock信号，内部结构基本一致。clock信号是为了让数据传输的更快。

DDR SDRAM

DDR的全称为Double Data Rate SDRAM（双倍速率的SDRAM），就是我们平时说的内存颗粒，也就是内存芯片。 DDR在原有的SDRAM的基础上改进而来，SDRAM在一个CLK周期传输一次数据，而DDR在一个CLK周期传输两次数据，分别在上升沿和下降沿各传输一次数据。
DDR2 SDRAM（Double Data Rate Two SDRAM），DDR2内存预读取能力为DDR的二倍。
DDR3 SDRAM（Double Data Rate Three SDRAM），DDR3内存预读取能力为DDR2的二倍。
DDR4 SDRAM（Double Data Rate Fourth SDRAM）：DDR4提供比DDR3/ DDR2更低的供电电压1.2V以及更高的带宽。

我们从下图可以看出从DDR到DDR4核心频率并没有本质的提高，bank的结构没有本质的改变，依然保存着DRAM叠罗汉的架构。
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具体分析一下DDR2的规格书和电路图：

我们看下DDR2的规格书，1Gb DDR2 SDRAM可以有三种4种不同封装的芯片：
32Mbit x 4 I/Os x 8banks (每个bank由4个memory array叠在一起，一个array保存32Mbit)
16Mbit x 8 I/Os x 8banks (每个bank由8个memory array叠在一起, 一个array保存16Mbit)
8Mbit x 16 I/Os x 8banks (每个bank由16个memory array叠在一起, 一个array保存8Mbit)
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在电路图中BA0,BA1,BA2就是用来选择8个bank中的一个。DQ0…DQ7 对应的就是I/O数据位，也就是一个bank由几个array叠起的。nRAS有效时ADDR地址线用来选中World Line，nCAS有效时ADDR地址线用来选中Bit line。

上图中地址线为14位，所以World Line为16k（即2^14）, Bit Line是1k. 可见array内部是非常复杂的，竟然有这么多条线！

DRAM的时序图

DRAM没有clock，不需要使用clock保持同步，因此称为异步。
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DRAM发展的历史阶段图：

不同历史阶段DRAM的时序图，看图说话不解释，主要注意这时还没有clock：

下图是SDRAM和DDR SDRAM的时序图，可以看到都增加了Clock信号。但是DDR SDRAM又增加了DQS信号，可以在一个时钟周期内存储2bit数据。
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