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1 差异总览
出处： https://www.kingston.com.cn/en/memory/ddr4-overview
| Description 描述 | DDR3 | DDR4 | Advantage 优势 |
|---|---|---|---|
| 电压 | 1.5V | 1.2V | 降低内存功耗需求 |
| 容量 | 512Mb-8Gb | 4Gb-16Gb | 更大的 DIMM 容量 |
| 数据速率 | 800Mb/s – 2133Mb/s | 1600Mb/s – 3200Mb/s | 更高速的 I/O |
| Internal Banks | 8 | 16 | More Banks |
| Bank Groups (BG) | 0 | 4 | 更快的突发访问 |
| 低压标准 | 是（DDR3L，1.35V） | 1.05V | 降低内存功耗 |
| VREF输入 | 2 – DQs and CMD/ADDR | 1 – CMD/ADDR VREFDQ | 现在是内部的 |
| tCK – DLL Enabled | 300MHz – 800MHz | 667MHz – 1.6GHz | 更高的数据速率 |
| tCK – DLL Disabled | 10MHz – 125MHz (optional) | Undefined to 125MHz | 现在完全支持 DLL-off |
| Read Latency 读取延迟 | AL + CL | AL + CL | 扩展值 |
| Write Latency 写入延迟 | AL + CWL | AL + CWL | 扩展值 |
| RTT 值（Ω） | 120, 60, 40, 30, 20 | 240, 120, 80, 60, 48, 40, 34 | 支持更高的数据速率 |
| RTT Not Allowed | READ Bursts 读取突发 | Disables during Read Bursts 在读取突发期间禁用 | Ease-of-Use 易用性 |
| DQ Driver (ALT)） | 40 Ω | 48 Ω | 最适合 PtP 应用 |
| DQ总线 | SSTL15 | POD12 | 更低的 I/O 噪声和功耗 |
| ODT 模式 | Nominal, Dynamic | Nominal, Dynamic, Park | 添加控制模式;OTF 值更改 |
| ODT 控制 | 需要 ODT 信令 | 不需要 ODT 信令 | 易于ODT控制;允许非 ODT 路由、PtP 应用程序 |
| RAS | ECC | CRC, Parity, Addressability, GDM | 更多 RAS 功能;提高数据完整性 |
| 多用途寄存器 | Four Registers – 1 Defined, 3 RFU | Four Registers – 3 Defined, 1 RFU | Provides Additional Specialty Readout |
| DIMM 类型 | RDIMM, LRDIMM, UDIMM, SODIMM | RDIMM, LRDIMM, UDIMM, SODIMM | |
| DIMM 引脚 | 240 (R, LR, U); 204 (SODIMM) | 288 (R, LR, U); 260 (SODIMM) |
1.1 电压
| Description 描述 | DDR3 | DDR4 | Advantage 优势 |
|---|---|---|---|
| 电压 | 1.5V | 1.2V | 降低内存功耗需求 |
内存的发展史就是一部降压史，DDR4相比DDR3，核电压由1.5V降低为1.2V，相对应的，CMD、ADD、CTRL信号的参考电压VREFCA也从 0.75V 下降到 0.6V，这样可以降低DDR4的功耗。对于嵌入式设备和笔记本电脑意义非凡，可以延长续航时间。
图：DDR3 到 DDR4 功耗差异 （来源: CSDN EDA365电子论坛）
对于DDR3 内存，大约需要 8W 电力， 而对于 DDR4 内存，需要大约 3.6 瓦的电力[3],下降了 54%。
当然这不只是降电压的功劳， 还有:
- 温度自更新回馈机制(TCSE，Temperature Compensated Self-Refresh)，
- 数据汇流反转机制(DBI，Data Bus Inversion)
- POD(Pseudo Open Drain)接口
- 省电模式
- nm制程等等。
实际功耗和工作负载正相关。
1.2 容量
| Description 描述 | DDR3 | DDR4 | Advantage 优势 |
|---|---|---|---|
| 容量 | 512Mb-8Gb | 4Gb-16Gb | 更大的 DIMM 容量 |
在容量方面，DDR3常规规格是4GB和8GB。DDR4的常规规格是8GB和16GB。
值得注意的是，DDR4内存中的DS技术（3-Dimensional Stack，三维堆叠）是一项关键技术，理论可以增加单颗芯片的容量到 8 倍。
图 DDR4 DS 示意图 （来源： iter01 [4] ）
1.3 数据速率
| Description 描述 | DDR3 | DDR4 | Advantage 优势 |
|---|---|---|---|
| 数据速率 | 800Mb/s – 2133Mb/s | 1600Mb/s – 3200Mb/s | 更高速的 I/O |
| 数据速率是频率的两倍， 数据速率取决于频率。 |
DDR3主流頻率是1600MHz頻率，DDR4目前主流是2400MHz頻率。有时候会使用超频， 把频率拉高。
DDR4内存采用了全新的点对点总线技术，可以尽可能多地使用内存位宽资源，并且能够支持更高的内存频率[5]。
Internal Banks
| Description 描述 | DDR3 | DDR4 | Advantage 优势 |
|---|---|---|---|
| Internal Banks | 8 | 16 | More Banks |
说到 bank 就想到了银行。 Why river is rich, because it has 2 banks.
DDR 中的 Bank 是存储库的意思。访问的时候指定存储库编号，就可以访问指定的存储库。
内存中划分了多少个bank，要看地址线中有几位BA地址，如果有两位，说明有4个bank，如果有3位，说明有8个bank。
SDRAM的Bank是一个存储阵列，类似于一张表格。和表格的检索原理一样，先指定一个行（Row），再指定一个列（Column）。
图 . Bank 示意图
这是一个8X8 的阵列，B代表Bank地址编号，C代表列地址编号，R代表行地址编号。如果寻址命令是B1、R2、C6，就能确定地址是图中红格的位置。
Bank Group
| Description 描述 | DDR3 | DDR4 | Advantage 优势 |
|---|---|---|---|
| Bank Groups (BG) | 0 | 4 | 更快的突发访问 |
DDR4 SDRAM 中引入的bank group（后文简称“BG”）功能是从 GDDR5 图形存储器中借用的。
DIMM 引脚
| Description 描述 | DDR3 | DDR4 | Advantage 优势 |
|---|---|---|---|
| DIMM 引脚 | 240 (R, LR, U); 204 (SODIMM) | 288 (R, LR, U); 260 (SODIMM) |
由于DDR3和DDR4的金手指设计差异及插槽位置的不同，它们之间是不兼容的。是因为它们本身就不相容，如频率和电压等， 如果插错了，和主板上不匹配，可能导致损坏，所以才设计防呆口不一样。而不是因为防呆口不一样，才不相容。
台式机和笔记本电脑的内存条也不一样。
台式机的DDR4内存的金手指在水平方向上进行了改变，不再是一条完全直线，而是略微弯曲的设计，中间稍长，两端稍短。这样的设计主要是为了更方便地插拔内存条。而对于笔记本电脑的内存，由于很少需要频繁插拔，因此并没有对金手指进行这样的设计。 (参考)。
参考
| 1 | https://www.kingston.com.cn/en/memory/ddr4-overview |
| 2 | https://test.crucial.cn/articles/about-memory/ddr3-vs-ddr4 |
| 3 | https://test.crucial.cn/support/articles-faq-memory/how-much-power-does-memory-use |
| 4 | https://iter01.com/745501.html |
| 5 | https://diy.pconline.com.cn/687/6878019_all.html |
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