電腦達人養成計畫 3-5：DDR3、DDR4？歷代 SDRAM 演進史

DDR4 SDRAM

活躍年代：2014 年至今
針腳配置：288 針
封裝方式：BGA
工作電壓：1.2 V
單條模組最大容量：16 GB (UDIMM)、32 GB (RDIMM) 未來預估可以做到 128 GB
單一顆粒晶片 Bank 數量：8 (組成兩個 Bank Group) 或 16 (組成四個 Bank Group)

DDR4 SDRAM 是目前最新的雙倍資料傳輸率同步隨機存取記憶體規格，從 2014 下半年的 Intel Haswell-E/EP/EX 平台開始採用，並在 2015 年 Skylake 平台推出時正式進軍消費性個人電腦市場，而 2016 年正是 DDR4 SDRAM 記憶體開始大幅降價與大量普及的一年 (現在 DDR4 SDRAM 的價格幾乎跟 DDR3 SDRAM 一樣，甚至更低)。

DDR4 SDRAM 與前面幾代 DDR SDRAM 記憶體不同的地方是在此代中預取機制並沒有再次提升容量，仍然維持在 DDR3 SDRAM 使用的 8n 預取設計，據說是因為若要再次翻倍到 16n，會導致線路複雜度、製造的困難度與製造成本大幅提高所以才沒有選擇繼續提升預取資料量，但這時候就會產生一個很大的疑問了，以往的 DDR SDRAM 換代帶來的頻寬大幅飆升幾乎都來自於預取量的翻倍，那 DDR4 呢？該不會性能比起 DDR3 完全沒長進吧？

當然這個問題的答案我們都知道一定是否定的，雖然近年來電腦的發展進入明顯的停滯期，幾乎沒有突破性的技術與讓人驚豔的性能倍數提升出現，但廠商還是不至於無良拿完全沒改進卻與前代不相容的新產品來騙錢的，DDR4 當然還是有一定程度的改進的。

首先看到預取的部分，雖然預取的資料量仍然是 8n 沒有提升，但這次 DDR4 SDRAM 把腦筋動到記憶體顆粒晶片中的 Bank 上了，將 Bank 區分成數個不同的群組 (可能是二個或四個)，每個 Bank Group 都像以前一樣可以進行 8n 的預取，而且可以在同一個時脈週期中同步進行資料存取操作 (類似多工的概念)，這就是 DDR4 在記憶體顆粒晶片中提升性能的作法。

除此之外 DDR4 SDRAM 在記憶體拓樸的部分沿用了 DDR3 SDRAM 的 Fly-by 做法，至於匯流排的結構則在 DDR4 SDRAM 從以往的多重分支匯流排 (簡單來說這樣的方式可以比喻為每個記憶體通道有一條通往記憶體控制器的大型高速公路，但同一通道內的多個記憶體模組則需要共用這條高速公路) 變更為點對點的型式 (每個記憶體模組都有自己一條專用的快速道路直通記憶體控制器，儘管單條頻寬變窄，但卻不必共享與互等)。

至於確保資料完整性的技術，DDR4 SDRAM 在 ECC Registered 記憶體上加入了 Parity 檢查與資料匯流排 (寫入) 支援 CRC 校驗的功能，但這些特性在個人電腦使用的 Non-ECC Unbuffered 記憶體上則無法看到，其他一些比較細節的部分則是跟省電有關的技術，在此就省略不談了。

最後關於 DDR4 SDRAM 我想提的是外觀上的變化，注意到模組底下的金屬觸點的形狀怪怪的了嗎？並不是瑕疵品哦，其實這是 DDR4 SDRAM 的標準規定，目的是讓安裝或拆除記憶體的時候接觸面的摩擦力能夠減小，避免過去偶爾會發生因為施力不當使得記憶體沒有完全插入插槽中或是難以拔出的問題發生。