DRAM按照产品分类 可以细分为DDR、LPDDR、GDDR、HBM 等
DDR(Double Data Rate SDRAM,双倍速率同步动态随机存储器)主要应用于PC和服务器上,当前已经发展至第五代,每一代的升级主要体现在工作电压越来越低、芯片容量越来越大、传输速率也越来越快。DDR5 于2020 年上市,相较于DDR4,DDR5 传输速度提升约2 倍,同时耗电量降低约20%,当前价格较高成为制约DDR5 发展的主要因素,随着产品单价和产能逐步达到市场要求,加上各大厂商的积极推动,DDR5 渗透率将进一步提升。
| 对比维度 | DDR1 | DDR2 | DDR3 | DDR4 | DDR5 |
|---|---|---|---|---|---|
| 制程节点 | 180-130 nm | 90-65 nm | 65-40 nm | 28-16 nm | 14-10 nm(12/1β工艺) |
| 单颗粒密度 | 128 Mb - 1 Gb | 256 Mb - 2 Gb | 512 Mb - 4 Gb | 1 Gb - 16 Gb | 16 Gb - 64 Gb |
| 封装类型 | TSOP / FBGA | FBGA | FBGA | FBGA / 3DS | FBGA(集成PMIC)/ 3DS(TSV) |
| 预取位数 | 2位 | 4位 | 8位 | 8位 | 16位(双通道) |
| Bank数量 | 4 | 4 - 8 | 8 - 16 | 16 | 32(8组 × 4 Banks) |
| 信号传输技术 | 单端(SSTL_2) | 单端(SSTL_18) | 单端(SSTL_15) | 伪差分(POD) | 差分信号 + 均衡技术 |
| 工作电压 | 2.5 V | 1.8 V | 1.5 V(标准)/ 1.35 V(低电压) | 1.2 V(标准)/ 1.05 V(低电压) | 集成PMIC(5V输入 → 1.1V输出) |
| 纠错机制 | 无 | 无 | 无 | 可选外部ECC | 片内ECC(单比特纠错) |
| 晶体管数量 | ~200万 | ~500万 | ~1200万 | ~2500万 | ~5000万(14nm工艺) |
| 能效比(mW/GB) | 12 - 15 | 8 - 10 | 5 - 7 | 3 - 4 | 1.5 - 2 |
| 3D 堆叠技术) | 无 | 无 | 无 | 3DS堆叠(部分) | 3DS TSV堆叠 |
SRAM,全称Static Random Access Memory,即静态随机存取存储器,是一种重要的半导体存储器类型。与DRAM(动态随机存取存储器)不同,SRAM不需要定期刷新来保持数据,因为它使用了双稳态触发器来存储每个比特的信息,这种设计使得SRAM在数据保持方面更为稳定可靠,且访问速度远快于DRAM。
SRAM的主要特点是高速访问和低延迟,使其成为缓存(Cache)等需要快速数据存取场景的理想选择。然而,由于其制造工艺复杂且每个存储单元所占用的面积相对较大,导致SRAM的制造成本较高,存储容量也因此受到限制。尽管如此,在追求极致性能的应用中,如CPU和GPU的内部缓存,SRAM仍是不可或缺的组成部分。
SRAM(Static Random Access Memory)即静态随机存取存储器,根据不同的特性和应用需求,SRAM可以进行多维度的分类。以下是一些主要的SRAM分类方式及其特点:
单端口SRAM:具有一个读端口和一个写端口,但同一时间只能进行读或写操作,不能同时进行。
双端口SRAM:具有两个独立的读写端口,可以同时进行读和写操作,适用于并行计算和高速数据通信等场景。
多端口SRAM:具有多个读写端口,能够支持多个并发访问和操作,进一步提升数据处理的效率。
CMOS SRAM:采用互补型金属氧化物半导体(CMOS)技术制造,具有低功耗、低噪音和高可靠性的特点,被广泛应用于各种电子设备中。
BiCMOS SRAM:结合了双极型和CMOS技术的优势,具有更高的操作速度和可靠性,适用于高频和高性能的应用。
SiGe SRAM:采用硅锗双材料制程,具有更高的晶体管迁移率和更好的抗射频干扰能力,广泛应用于无线通信和射频电路中。
FLASH根据内部存储结构的不同,闪存可分为NOR闪存和NAND闪存两种。
| 对比维度 | NOR闪存 | NAND闪存 |
|---|---|---|
| 访问方式 | 像访问SDRAM一样,可根据数据/地址总线直接访问 | 只有8/16/32位总线,需将长地址分部分传入才能访问 |
| 最小读取单位 | 1 bit | 1 byte |
| 适用场景 | 存储容量小的场景,可运行程序(多用于程序代码存储) | 适用于大容量的场景,不可运行程序 |
| 擦写单位 | 按 bit 擦写 | 按 块/页 擦写 |
| 坏块情况 | 极少出现坏块,可靠性高 | 相对容易出现坏块 |
| 擦写次数 | 相对NAND较低 | 相对NOR较高 |
| 写入速率 | 相对低 | 相对高 |
| 读取速率 | 与NAND相差不大 | 与NOR相差不大 |
| 物理原理 | 热电子注入效应(高压沟道雪崩击穿注入电子流) | F-N隧道效应(P/N结半导体导电特性) |
Nand Flash相比其余的几种flash优势在于可擦写次数多,擦写速度快,但是在使用以及使用过程中会出现坏块因此需要做特殊处理才可以使用。其主要用于数据存储,大部分U盘都是Nand Flash。
Nand和Nor的使用寿命,块擦除的速度,数据存储的出错几率等,都有很大区别。
eMMC和UFS是目前移动设备(如手机、平板)中最主流的两大内置闪存标准。简单来说,它们同源(底层都使用NAND Flash颗粒),但不同道(接口协议和传输方式截然不同),并且UFS是eMMC的技术演进方向。
| 维度 | 说明 |
|---|---|
| 存储介质 | 两者内部都使用 NAND Flash 作为存储数据的核心颗粒。 |
| 集成方案 | 都是将 NAND Flash颗粒 + 主控芯片 + 标准接口 封装在一起的集成化模块,设备厂商可以直接使用而无需处理复杂的NAND底层管理(如坏块管理、磨损均衡等)。 |
| 应用场景 | 都是嵌入式非易失性存储方案,主要焊在设备的电路板上,作为手机、平板、车载系统等的主存储。 |
| 核心目标 | 都用于在断电后持久保存操作系统、应用程序和用户数据。 |
PCB传输理论的核心概括(大白话版):
简单来说,PCB上的导线不是普通的“电线”,当信号速度变快(比如高频或高速数字信号),导线就变成“传输线”,其行为更像水管里流动的水波。以下是关键点:
信号像水波:高速信号在导线中传播时,会像水波一样向前“涌动”,而不是瞬间到达终点。
分布参数:导线本身有分布式的电阻(R)、电感(L)、电容(C)、电导(G),这些参数共同决定了信号传播的特性(类似水管的粗细和材质影响水流)。
反射:如果导线末端阻抗不匹配(比如突然变细或未接负载),信号能量会像撞到墙一样反弹,导致波形畸变(如USB传输丢包)。
终端匹配:在末端加电阻或电路“吸收”能量,避免反射(类似水管末端装缓冲垫)。