DDR4 में अपग्रेड क्यों?

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इतना समय पहले नहीं, डीडीआर 4 एसडीआरएएम के लिए मानक प्रकाशित किया गया था - राम की एक नई पीढ़ी। मानक सभी विवरणों में मेमोरी डिवाइस का वर्णन करता है, लेकिन क्या, वास्तव में, पिछली पीढ़ी की मेमोरी से अंतर, या DDR4 में संक्रमण का वादा करने वाले फायदे या तो बहुत कम या बिल्कुल नहीं कहा जाता है (शायद पाठकों की कल्पना की उम्मीद में :-)) ।
इस पोस्ट में मैं DDR3 और DDR4 के बीच मुख्य अंतर को समझाने की कोशिश करूंगा, और नए मेमोरी मानक के अंतिम उपयोगकर्ताओं के लिए क्या फायदे हैं।

वॉल्यूम और प्रदर्शन में वृद्धि

एक सूक्ष्म, लेकिन एक ही समय में महत्वपूर्ण अंतर यह है कि मेमोरी चिप्स का आयोजन कैसे किया जाता है।
8Gb x4 DDR4 चिप में आमतौर पर बैंकों के 4 समूह होते हैं, प्रत्येक समूह में 4 बैंक होते हैं। ऐसी चिप के प्रत्येक बैंक में 131.072 (2 ¹⁷ ) पंक्तियाँ, 512 बाइट्स होती हैं। तुलना के लिए, एक 8Gb x4 DDR3 चिप में 8 स्वतंत्र बैंक, 65.536 (2 ¹⁶ ) बैंक प्रति लाइन, 2048 बाइट्स प्रत्येक पंक्ति में हैं। समान मात्रा के साथ, DDR4 चिप में दो बार कई बैंक हैं और मेमोरी लाइन की तुलना में बहुत कम है। इसका मतलब यह है कि नई मेमोरी मेमोरी बैंकों के बीच DDR3 की तुलना में बहुत तेजी से स्विच कर सकती है। विशेष रूप से, 8Gb x4 DDR4 चिप्स के लिए 1600 MT / s संगत के रूप में घोषित किया गया, tFAW (फोर-बैंक एक्टिवेशन विंडो) सूचक 20ns है, जो DDR3 (40ns) के आधे हिस्से में है। इसका मतलब यह है कि DDR4 मेमोरी चिप्स विभिन्न बैंकों में DDR3 की तुलना में दोगुनी तेजी से मनमानी तार खोल सकते हैं।

DDR3 और DDR4 की तुलना से पता चलता है कि सैद्धांतिक रूप से तैयार किए जाने वाले सबसे बड़े DDR3 मॉड्यूल का आकार 128GB (QDP (क्वाड डाई पैकेज - एक पैकेज में चार चिप्स पैक करना) और 8Gb क्रिस्टल) का उपयोग करना होगा (चित्र। 1)। DDR4 के लिए, 16Gb क्रिस्टल और एक चिप में क्रिस्टल की आठ-परत पैकिंग का उपयोग करके, सैद्धांतिक रूप से, आप 512GB तक मेमोरी मॉड्यूल बना सकते हैं। DDR4 मॉड्यूल पर पिन की संख्या स्मृति की इस राशि को संबोधित करने के लिए बढ़कर 284 हो गई। प्रत्येक DDR4 मेमोरी चिप 2, 4, या 8 DRAM क्रिस्टल का ढेर हो सकता है। विनिर्देशन के परिवर्धन में 8 परतों के ढेर का वर्णन किया गया है और इसके व्यावहारिक कार्यान्वयन के लिए सबसे अधिक संभावना TSV (सिलिकॉन के माध्यम से) के उपयोग की आवश्यकता होगी।
सामान्य तौर पर, इन सभी परिवर्तनों का उद्देश्य बड़े मेमोरी मॉड्यूल बनाना और उत्पादकता बढ़ाना है।


चित्रा 1. DDR3 और DDR4 मॉड्यूल ^{(स्रोत) की तुलना}

ऊर्जा दक्षता में सुधार

DDR4 विनिर्देश का एक अन्य महत्वपूर्ण हिस्सा DDR3 की तुलना में ऊर्जा दक्षता में सुधार है। I / O पर वोल्टेज को 1.35V से 1.2V तक कम करने के अलावा, नया मानक चिप्स के अंदर एक उच्च वोल्टेज स्तर (DRAM वर्ड लाइन 2.5V) के उपयोग को भी निर्दिष्ट करता है, जो सक्रिय मोड में त्वरित पहुंच और निष्क्रिय में कम रिसाव वर्तमान प्रदान करता है।

डेटा इनपुट-आउटपुट इंटरफ़ेस का विद्युत कार्यान्वयन भी बदल गया है। नए इंटरफ़ेस को स्यूडो-ओपन ड्रेन (POD, "स्यूडो-ओपन ड्रेन") कहा जाता है और इसका मुख्य अंतर यह है कि सर्किट में कोई करंट प्रवाहित नहीं होता है जब एक उच्च वोल्टेज स्तर लाइन पर सेट होता है। DDR3 और DDR4 के विद्युत इंटरफेस को चित्र 2 में दिखाया गया है।


चित्र 2. DDR3 और DDR4 के लिए विद्युत डेटा I / O इंटरफेस। ^{(स्रोत)}

I / O पर वोल्टेज कम करने, इलेक्ट्रिकल इंटरफ़ेस को बदलने और मेमोरी बैंकों में लाइनों की लंबाई को कम करने से डीडीआर 3 की तुलना में बिजली की खपत में उल्लेखनीय कमी आती है। प्रारंभिक अनुमान 30% लाभ का संकेत देते हैं। हालांकि, ज़ाहिर है, यह मेमोरी एक्सेस की प्रकृति, प्रक्रिया प्रौद्योगिकी और कई अन्य कारकों पर निर्भर करता है। इस तरह के एक लाभ का उपयोग घड़ी की आवृत्ति को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है और, तदनुसार, काम की गति, या एक ही प्रदर्शन में थोड़ी ऊर्जा बचाने के लिए।

विश्वसनीयता

इसके अलावा, कई महत्वपूर्ण परिवर्तन DDR4 की विश्वसनीयता ( RAS ) से संबंधित हैं। उदाहरण के लिए, विनिर्देश आदेशों और पतों के समता नियंत्रण से संबंधित त्रुटियों की मेमोरी चिप्स द्वारा पता लगाने और सुधार की बात करता है।

एक और उदाहरण DDR4 चिप्स का कनेक्शन परीक्षण मोड है। यह मोड मेमोरी कंट्रोलर को बिजली के कनेक्शन (और लाइनों के "ब्रेक") की जांच करने की अनुमति देता है, जो पहले की तुलना में बहुत तेज है, और शुरुआती दृश्यों के उपयोग के बिना।
साथ ही, DDR4 मॉड्यूल को समता त्रुटियों वाले निर्देशों को छोड़ने के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। DDR3 में, इस तरह के आदेशों को छोड़ दिया गया था और मेमोरी चिप्स तक पहुंच गया था, जिससे विफलताओं से उबरना अधिक कठिन हो गया था।
और एक विशिष्ट "सुविधाओं" के एक उदाहरण के रूप में जिसमें विनिर्देश शामिल हैं, आप मेमोरी को लिखे गए डेटा के लिए चेकसम की जांच कर सकते हैं।

इन सभी और अन्य सुविधाओं का उद्देश्य स्थिर संचालन की गारंटी देते हुए ऑपरेटिंग आवृत्तियों और मेमोरी वॉल्यूम (संचालन में त्रुटियों की संख्या में वृद्धि के साथ जुड़े) की वृद्धि सुनिश्चित करना है।

उच्च प्रदर्शन और ऊर्जा दक्षता के साथ, 2014 में DDR4 मेमोरी को आसानी से मल्टी-कोर सर्वर और डेस्कटॉप सिस्टम में अपनी जगह लेनी चाहिए। और फिर, प्रति यूनिट वॉल्यूम कम कीमत के कारण, अन्य लाभों के अलावा, DDR4 को अन्य उपकरणों के लिए मिलना चाहिए।