内存技术也在不断更新迭代，现在，双倍数据速率（DDR）同步动态随机存取内存（SDRAM或直接称为DRAM）技术已经成为几乎所有内存中的普适内存高性能企业数据中心，为具有区域意识的移动应用提供动力。这一切都得益于DDR的高密度特性，其采用电容作为存储元件的简单架构具有高性能、低延迟、高存取寿命和低功耗等特点。内存接口芯片是内存条（又称记忆棒）的核心器件。作为服务器CPU访问内存数据的必经之路，其主要作用是提高内存数据访问的速度和稳定性，满足服务器CPU对内存条高性能、大容量日益增长的需求。内存接口芯片用于服务器内存条，产品按技术分类遵循内存接口芯片技术标准，主要是JEDEC（全球微电子行业领先标准组织）的DDR标准，如DDR2、DDR3、DDR4、DDR5等。JEDEC（固态技术协会）定义中制定了三个DDR标准：标准DDR、移动DDR和图形DDR，以帮助设计人员满足内存要求。JEDEC当前最新一代的DDR类别是DDR5。随着JEDEC技术协会发布内存标准DDR5SDRAM的最终规范，这将标志着计算机内存发展的一个重要里程碑。自上世纪90年代后期以来，DDR的最新迭代一直在推动PC、服务器以及介于两者之间的一切，而DDR5再次扩展了DDR内存的功能，将峰值内存速度提高了一倍，同时还显着增加了内存大小。DDR5将以比DDR4更低的I/O电压(1.1V)和更高的密度（基于16GbDRAM芯片）支持更高的数据速率（高达6400Mb/s）。DDR5DRAM和双列直插式内存模块(DIMM)预计将于今年投放市场。本文概述了DDR5DRAM的几个关键特性，设计人员可以将其部署在服务器、云计算、网络、笔记本电脑、台式机和消费类应用程序等片上系统(SoC)类型中。什么是标准DDR？具有高密度和高性能的标准DDRDRAM具有多种型号和外形规格，支持4(x4)或8(x8)或16(x16)位的数据宽度。终端应用程序可以将这些内存用作分立DRAM或DIMM。DIMM是具有多个支持64或72位数据宽度的DRAM芯片的印刷电路板(PCB)模块。72位DIMM称为纠错码(ECC)DIMM，除了支持64位数据外，还支持8位ECC。服务器、云和数据中心应用程序通常使用基于4个DRAM的72个ECCDIMM来实现更高密度的DIMM，同时支持更高的RAS（可靠性、可用性、可服务性）特性。此外，此类ECCDIMM可以减少此类应用程序在发生内存故障时的停机时间。与其他8位和16位DRAMDIMM相比，这种方案更便宜，因此这类产品被广泛应用于台式机和笔记本电脑。同时，这些内存也可以作为分立的DRAM使用。因此，与其他DDR类方案相比，标准DDR通道宽度的灵活性是其最大优势。DDR5的魅力何在？与DDR4相比，DDR5的新特性包括：突发长度增加到16拍，其出色的刷新/预充电方案可以实现更高的性能，双通道DIMM架构可以提高通道利用率，可以用在DDR5DIMM上集成稳压器、增加的内存分组和命令/地址片上终端(ODT)等许多优点。表1比较了DDR5和DDR4DRAM/DIMM的功能。表1：DDR5vs.DDR4DRAM/DIMM除了更强的性能，DDR5还引入了多种RAS功能，以保持通道速度提升后的稳定性。这些DDR5通道稳定性的功能包括：占空比调节器(DCA)、片上ECC、DRAM接收I/O均衡、用于RD和WR数据的循环冗余校验(CRC)以及内部DQS延迟监控。以下是这些功能的详细描述：1.DutyCycleAdjuster(DCA)forCompensatingDutyCycleDistortionDutyCycleAdjuster允许主机通过调整DRAM内部的占空比来补偿所有DQS(DataStrobe))/DQ(数据）引脚占空比失真。因此，DCA功能巩固了读取数据的稳定性。2、强化RAS的片上ECCDDR5DRAM，为每128位数据设置8位ECC存储空间，使片上ECC具有强大的RAS功能，可以保护内存阵列免受单位错误。3.DRAM获得DQ均衡以增加余量DDR5DRAM与LPDDR5DRAM一样，也支持WR数据均衡。此功能为DRAM端的WRDQ开辟了新视野，不仅可以保护通道免受符号间干扰(ISI)、增加余量，还可以实现更高的数据速率。4.RD/WR数据的循环冗余校验(CRC)DDR4只支持写入数据的CRC，而DDR5将CRC的范围扩展到读取数据以提供额外的通道错误保护。5.内部DQS延迟监控内部DQS延迟监控机制允许主机调整DRAM延迟以补偿电压和温度变化。以DDR5速度运行的主机可以使用此功能定期重新训练通道，以补偿DRAM中延迟引起的VT变化。6、DDR5带来的挑战从DDR的发展图可以看出，DDR的传输速率呈指数级增长，其迭代速度也在加快。DDR5最高速率超过8.4GT/s，是上一代DDR4最高速率的两倍。更高的速度在带来优异性能的同时，也不可避免地增加了设计难度。DDR信号较多，走线比较密集。随着信号速率的增加，传输线之间的串扰也会增加。除了串扰，抖动也是一个不容忽视的问题。由于传输线的选频特性，频率越高，传输线的插入损耗就越大，信号的衰减和码间干扰现象也就越严重。总结为了满足目标应用的要求，DDR成为设计人员为自己的设计选择最佳片外存储器技术时必不可少的技术方案之一。从最初的400Mbps的DDR到今天的6400Mbps的DDR5，每一代DDR的数据速率都翻了一番。随着内核数量的增加，DDR5提供更高的密度（包括双通道DIMM拓扑），从而保证通道效率及其性能，这些优势适用于服务器、云计算、网络、笔记本电脑、台式机和消费类等。SoC应用程序是最重要的。无论设计人员选择哪种DDRDRAM技术，都必须在SoC中部署兼容的接口IP解决方案，以便与DRAM建立必要的连接。Synopsys提供一系列经过硅验证的DDR内存接口IP，可实现DDR5、4、3、2、LPDDR5、4、4X、3、2和HBM/HBM2EDRAM和DIMM。DesignWare?DDRIP交钥匙解决方案还包括控制器、高级FinFET工艺中的集成硬宏PHY和验证IP。
