计算机内存发展史

计算机内存发展史在计算机诞生初期并不存在内存条的概念，最早的内存是以磁芯的形式排列在线路上，每个磁芯与晶体管组成的一个双稳态电路作为一比特（BIT)的存储器,每一比特都要有玉米粒大小，可以想象一间的机房只能装下不超过百k字节左右的容量。后来才出线现了焊接在主板上集成内存芯片，以内存芯片的形式为计算机的运算提供直接支持。那时的内存芯片容量都特别小，最常见的莫过于256K×1bit、1M×4bit，虽然如此，但这相对于那时的运算任务来说却已经绰绰有余了。内存条的诞生内存芯片的状态一直沿用到286初期，鉴于它存在着无法拆卸更换的弊病，这对于计算机的发展造成了现实的阻碍。有鉴于此，内存条便应运而生了。将内存芯片焊接到事先设计好的印刷线路板上，而电脑主板上也改用内存插槽。这样就把内存难以安装和更换的问题彻底解决了。在80286主板发布之前，内存并没有被世人所重视，这个时候的内存是直接固化在主板上，而且容量只有64～256KB，对于当时PC所运行的工作程序来说，这种内存的性能以及容量足以满足当时软件程序的处理需要。不过随着软件程序和新一代80286硬件平台的出现，程序和硬件对内存性能提出了更高要求，为了提高速度并扩大容量，内存必须以独立的封装形式出现，因而诞生了“内存条”概念。在80286主板刚推出的时候，内存条采用了SIMM（SingleIn-lineMemoryModules，单边接触内存模组）接口，容量为30pin、256kb，必须是由8片数据位和1片校验位组成1个bank，正因如此，我们见到的30pinSIMM一般是四条一起使用。自1982年PC进入民用市场一直到现在，搭配80286处理器的30pinSIMM内存是内存领域的开山鼻祖。随后，在1988～1990年当中，PC技术迎来另一个发展高峰，也就是386和486时代，此时CPU已经向16bit发展，所以30pinSIMM内存再也无法满足需求，其较低的内存带宽已经成为急待解决的瓶颈，所以此时72pinSIMM内存出现了，72pinSIMM支持32bit快速页模式内存，内存带宽得以大幅度提升。72pinSIMM内存单条容量一般为512KB～2MB，而且仅要求两条同时使用，由于其与30pinSIMM内存无法兼容，因此这个时候PC业界毅然将30pinSIMM内存淘汰出局了。EDODRAM（ExtendedDateOutRAM外扩充数据模式存储器）内存，这是1991年到1995年之间盛行的内存条，EDODRAM同FPMDRAM（FastPageModeRAM快速页面模式存储器）极其相似，它取消了扩展数据输出内存与传输内存两个存储周期之间的时间间隔，在把数据发送给CPU的同时去访问下一个页面，故而速度要比普通DRAM快15~30%。工作电压为一般为5V，带宽32bit，速度在40ns以上，其主要应用在当时的486及早期的Pentium电脑上。在1991年到1995年中，让我们看到一个尴尬的情况，那就是这几年内存技术发展比较缓慢，几乎停滞不前，所以我们看到此时EDODRAM有72pin和168pin并存的情况，事实上EDO内存也属于72pinSIMM内存的范畴，不过它采用了全新的寻址方式。EDO在成本和容量上有所突破，凭借着制作工艺的飞速发展，此时单条EDO内存的容量已经达到4～16MB。由于Pentium及更高级别的CPU数据总线宽度都是64bit甚至更高，所以EDODRAM与FPMDRAM都必须成对使用。SDRAM时代自IntelCeleron系列以及AMDK6处理器以及相关的主板芯片组推出后，EDODRAM内存性能再也无法满足需要了，内存技术必须彻底得到个革新才能满足新一代CPU架构的需求，此时内存开始进入比较经典的SDRAM时代。第一代SDRAM内存为PC66规范，但很快由于Intel和AMD的频率之争将CPU外频提升到了100MHz，所以PC66内存很快就被PC100内存取代，接着133MHz外频的PIII以及K7时代的来临，PC133规范也以相同的方式进一步提升SDRAM的整体性能，带宽提高到1GB/sec以上。由于SDRAM的带宽为64bit，正好对应CPU的64bit数据总线宽度，因此它只需要一条内存便可工作，便捷性进一步提高。在性能方面，由于其输入输出信号保持与系统外频同步，因此速度明显超越EDO内存。不可否认的是，SDRAM内存由早期的66MHz，发展后来的100MHz、133MHz，尽管没能彻底解决内存带宽的瓶颈问题，但此时CPU超频已经成为DIY用户永恒的话题，所以不少用户将品牌好的PC100品牌内存超频到133MHz使用以获得CPU超频成功，值得一提的是，为了方便一些超频用户需求，市场上出现了一些PC150、PC166规范的内存。尽管SDRAMPC133内存的带宽可提高带宽到1064MB/S，加上Intel已经开始着手最新的Pentium4计划，所以SDRAMPC133内存不能满足日后的发展需求，此时，Intel为了达到独占市场的目的，与Rambus联合在PC市场推广RambusDRAM内存（称为RDRAM内存）。与SDRAM不同的是，其采用了新一代高速简单内存架构，基于一种类RISC(ReducedInstructionSetComputing，精简指令集计算机)理论，这个理论可以减少数据的复杂性，使得整个系统性能得到提高。在AMD与Intel的竞争中，这个时候是属于频率竞备时代，所以这个时候CPU的主频在不断提升，Intel为了盖过AMD，推出高频PentiumⅢ以及Pentium4处理器，因此RambusDRAM内存是被Intel看着是未来自己的竞争杀手锏，RambusDRAM内存以高时钟频率来简化每个时钟周期的数据量，因此内存带宽相当出色，如PC10661066MHz32bits带宽可达到4.2GByte/sec，RambusDRAM曾一度被认为是Pentium4的绝配。尽管如此，RambusRDRAM内存生不逢时，后来依然要被更高速度的DDR“掠夺”其宝座地位，在当时，PC600、PC700的RambusRDRAM内存因出现Intel820芯片组“失误事件”、PC800RambusRDRAM因成本过高而让Pentium4平台高高在上，无法获得大众用户拥戴，种种问题让RambusRDRAM胎死腹中，Rambus曾希望具有更高频率的PC1066规范RDRAM来力挽狂澜，但最终也是拜倒在DDR内存面前。DDR时代DDRSDRAM(DualDateRateSDRAM)简称DDR，也就是“双倍速率SDRAM”的意思。DDR可以说是SDRAM的升级版本，DDR在时钟信号上升沿与下降沿各传输一次数据，这使得DDR的数据传输速度为传统SDRAM的两倍。由于仅多采用了下降缘信号，因此并不会造成能耗增加。至于定址与控制信号则与传统SDRAM相同，仅在时钟上升缘传输。DDR内存是在SDRAM內存基础上发展而来的，仍然沿用SDRAM生产体系，因此对于内存厂商而言，只需对制造普通SDRAM的设备稍加改进，即可实现DDR内存的生产，可有效的降低成本。与SDRAM相比：DDR运用了更先进的同步电路，使指定地址、数据的输送和输出主要步骤既独立执行，又保持与CPU完全同步；DDR使用了DLL(DelayLockedLoop，延时锁定回路提供一个数据滤波信号)技术，当数据有效时，存储控制器可使用这个数据滤波信号来精确定位数据，每16次输出一次，并重新同步来自不同存储器模块的数据。DDR本质上不需要提高时钟频率就能加倍提高SDRAM的速度，它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿读出数据，因而其速度是标准SDRAM的两倍。从外形体积上DDR与SDRAM相比差别并不大，他们具有同样的尺寸和同样的针脚距离。但DDR为184针脚，比SDRAM多出了16个针脚，主要包含了新的控制、时钟、电源和接地等信号。DDR内存采用的是支持2.5V电压的SSTL2标准，而不是SDRAM使用的3.3V电压的LVTTL标准。DDR内存是作为一种在性能与成本之间折中的解决方案，其目的是迅速建立起牢固的市场空间，继而一步步在频率上高歌猛进，最终弥补内存带宽上的不足。第一代DDR200规范并没有得到普及，第二代PC266DDRSRAM（133MHz时钟×2倍数据传输＝266MHz带宽）是由PC133SDRAM内存所衍生出的，它将DDR内存带向第一个高潮，目前还有不少赛扬和AMDK7处理器都在采用DDR266规格的内存，其后来的DDR333内存也属于一种过度，而DDR400内存成为主流平台选配，双通道DDR400内存已经成为800FSB处理器搭配的基本标准，随后的DDR533规范则成为超频用户的选择对象。DDR2时代随着CPU性能不断提高，我们对内存性能的要求也逐步升级。不可否认，紧紧依高频率提升带宽的DDR迟早会力不从心，因此JEDEC组织很早就开始酝酿DDR2标准，加上LGA775接口的915/925以及最新的945等新平台开始对DDR2内存的支持，所以DDR2内存将开始演义内存领域的今天。DDR2是DDRSDRAM内存的第二代产品。它在DDR内存技术的基础上加以改进，从而其传输速度更快（可达667MHZ），耗电量更低，散热性能更优良.DDR2（DoubleDataRate2）SDRAM是由JEDEC（电子设备工程联合委员会）进行开发的新生代内存技术标准，它与上一代DDR内存技术标准最大的不同就是，虽然同是采用了在时钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式，但DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力（即：4bit数据预读取）。换句话说，DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据，并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。DDR2能够在100MHz的发信频率基础上提供每插脚最少400MB/s的带宽，而且其接口将运行于1.8V电压上，从而进一步降低发热量，以便提高频率。此外，DDR2将融入CAS、OCD、ODT等新性能指标和中断指令，提升内存带宽的利用率。从JEDEC组织者阐述的DDR2标准来看，针对PC等市场的DDR2内存将拥有400、533、667MHz等不同的时钟频率。高端的DDR2内存将拥有800、1000MHz两种频率。DDR-II内存将采用200-、220-、240-针脚的FBGA封装形式。最初的DDR2内存将采用0.13微米的生产工艺，内存颗粒的电压为1.8V，容量密度为512MB。RDRAMRDRAMRambus动态随机存取内存美国Rambus公司开发的一种动态随机存取内存芯片技术。基本RDRAM(BaseRDRAM)在1995年推出，数据传输速度为600MB/秒。协同RDRAM(ConcurrentRDRAM)在1997年推出，数据传输速度提高到700MB/秒。1998年，直接RDRAM(DirectRDRAM)再次把数据传输速度提高到1.6GB/秒。协同RDRAM一直被用于电子游戏机，而直接RDRAM则被用于个人电脑。Rambus公司自己并不直接生产RDRAM芯片，而是通过发放许可证让其他内存芯片制造商生产这种内存芯片产品。英特尔公司对Rambus公司进行了投资，并参入了RDRAM芯片的设计工作。RDRAM是RambusDynamicRandomAccessMemory（存储器总线式动态随机存储器）的简称，是Rambus公司开发的具有系统带宽、芯片到芯片接口设计的内存，它能在很高的频率范围下通过一个简单的总线传输数据，同时使用低电压信号，在高速同步时钟脉冲的两边沿传输数据。最开始支持RDRAM的是英特尔820芯片组，后来又有840，850芯片组等等。RDRAM最初得到了英特尔的大力支持，但由于其高昂的价格以及Rambus公司的专利许可限制，一直未能成为市场主流，其地位被相对廉价而性能同样出色的DDRSDRAM迅速取代，市场份额很小。DDR3时代DDR3是属于SDRAM家族的内存产品，提供了相较于DDR2SDRAM更高的运行效能与更低的电压，是DDR2SDRAM（四倍资料率同步动