Спецификация оперативной памяти DDR4

JEDEC Solid State Technology Association, ранее известная как Electron Devices Engineering Council (JEDEC), является независимой инженерной организацией, полупроводниковой торговли и органом по стандартизации.
На протяжении более 50 лет, JEDEC является мировым лидером в разработке открытых стандартов и публикаций для микроэлектронной промышленности.

Стандартизирующая организация JEDEC Solid State Technology Association представила официальную финальную версию спецификацию стандарта оперативной памяти Synchronous DDR4 (Double Data Rate 4).

Его введения является обеспечение нового уровня производительности оперативной памяти, её надёжности и сокращения уровня энергопотребления.

Память DDR4 включает в себя целый ряд современных достижений, которые позволят новому типу памяти получить широкое распространение в компьютерных устройствах — от бытовых приборов до серверов и еще более мощных компьютерных систем.

Уровень быстродействия на один разъём в DDR4 установлен на 1,6 миллиардов пересылок в секунду, с возможностью в будущем достичь максимального уровня 3,2 млрд/с.
Минимальная рабочая частота памяти DDR4 составляет 2133 МГц до 4266 МГц, что на 1000 МГц больше, чем у своей предшественницы (1333 МГц и 1666 МГц в стандарте прошлого поколения).
Для памяти с частотой 2133 МГц (наименьшая частота для памяти DDR4) максимальная пропускная способность составит 2133·8 = 17 064 МБайт/c.
Для памяти с частотой 4266 МГц (наибольшая частота, определенная в стандарте) максимальная пропускная способность составит 4266·8 = 34 128 МБайт/c.

Рабочее напряжение понижено: 1,1 В - 1,2 В против 1,5 В в DDR3.
Предполагаемый техпроцесс — 32 и 36 нм.

Архитектура DDR4 позволяет осуществлять предварительную выборку 8 бит данных за один такт (8n prefetch) с двумя или четырьмя выбираемыми группами блоков памяти.
Это позволяет устройствам проводить независимые друг от друга операции по активации, чтению, записи и обновлению посредством отдельных блоков памяти.

Все перечисленные возможности, а также еще целый ряд более мелких изменений и нововведений позволили существенно повысить эффективность памяти DDR4.

DDR4 модуль имеет 284 контактов, в то время как у стандартных модулей DDR3 есть только 240 контактов.
В SO-DIMM версии будут представлены 256 контактов, а DDR3 SO-DIMM имеют только 204 контакта.

В спецификациях DDR4 впервые появилось описание работы с памятью в многокристальной упаковке.
Стандартом допускается столбик (стек) из восьми кристаллов.
Причём все кристаллы «вешаются» на общие сигнальные линии.
Сделано это не потому, что так лучше (хотя это действительно упрощает действия по расширению пространства памяти), а по тем причинам, что в целом идеология работы памяти DDR4 — это соединение модулей с контроллерами по схеме «точка-точка».

Каналов будет много, а не два-четыре, поэтому каждому из них необходимо обеспечить максимально возможную производительность, не перегружая при этом механизмы обмена.
В том же ключе надо рассматривать возможность независимой одновременной работы двух или четырёх банков памяти.
Для каждой группы банков архитектурно разрешены одновременно все основные операции, такие как чтение, запись и регенерация.

По прогнозу iSuppli, к 2014 году уровень проникновения на рынок памяти DDR4 составит 12%, к 2015 — 56%.
Однако, производители могут и поторопиться с началом внедрения нового стандарта, побуждаемые желанием поднять цены на свои продукты, которые сейчас находятся на крайне низком уровне.

Micron, например, ещё в мае анонсировала разработку первого полнофункционального модуля и планы по началу их массового производства в конце нынешнего года.
Samsung уже продемонстрировал 284-контактную память PC4-17000 (2133 Мгц).
Остаётся только дождаться их поддержки от Intel и AMD.
Intel планирует начать поддержку DDR4 начале 2014 года в высокопроизводительных 4-сокетных серверных системах на процессорах Haswell-EX, обычным же пользователям придётся, вероятно, подождать 2015 года, так как ни в 22 нм процессорах Haswell, ни в следующих за ними 14 нм Broadwell поддержка DDR4 не предусмотрена.

Стандарт DDR4 является всего лишь одним из первых шагов на пути к повсеместному внедрению памяти следующего поколения.
В числе областей применения памяти DDR4 названы серверы, ноутбуки, настольные ПК и изделия потребительской электроники.
Вначале DDR4 появится в серверных системах и уже после этого стартует массовое производство такой памяти для потребительских компьютеров.