内存的升级换代之路

记得以前谁要说电脑慢，就会有人给你个建议：加根内存条。其实光加内存条是不够的，还得让它本身的传输速度更快，于是人们想尽办法，不断地提高内存容量和内存的速度。今天，就讲讲内存的升级换代之路。

一、早期：磁芯、晶体管

1.1 磁芯存储器的时代

在20世纪40年代末至60年代初期，最早的电子计算机采用的是延迟线或磁鼓作为主存储介质。然而，这两种方式不仅体积庞大、成本高昂，而且读写速度极慢，难以满足日益增长的数据处理需求。直到1951年，麻省理工学院林肯实验室的研究人员发明了磁芯存储器（Core Memory），才真正开启了计算机内存的新纪元。
磁芯存储器由无数个微小的磁环组成，每个磁环都能通过电流的变化来表示二进制状态（0或1）。由于其结构简单、可靠性高，很快便成为当时最流行的内存解决方案之一。但随着集成电路技术的发展，磁芯存储器逐渐暴露出体积大、功耗高等缺点，最终被更先进的半导体存储器所取代。

1.2 晶体管时代的到来

1958年，美国德州仪器公司的杰克·基尔比（Jack Kilby）成功研制出世界上第一块集成电路，标志着半导体产业正式步入快车道。此后不久，仙童半导体公司也推出了类似的成果，并在此基础上进一步发展出了MOSFET（金属氧化物场效应晶体管），为后来的静态随机存取存储器（SRAM）奠定了基础。
相比于磁芯存储器，基于晶体管构建的SRAM具有更快的速度和更高的集成度，可以轻松实现多位数据的同时读写操作。尽管如此，由于制造工艺复杂、成本居高不下，SRAM主要应用于CPU缓存等对性能要求极高的场合。为了寻找更加经济实惠且具备大规模生产能力的替代方案，研究人员将目光投向了动态随机存取存储器（DRAM）领域。

二、DRAM的诞生

1966年，来自IBM Thomas J. Watson研究中心的罗伯特·丹纳德（Robert H. Dennard）率先发明了DRAM存储器（动态随机存取存储器）。这项突破性的技术利用单个晶体管和电容器组合成一个简单的存储单元，能够在保持较低功耗的同时提供较大的容量。
1970年，英特尔推出了著名的1103芯片，成为全球首款商业化成功的DRAM产品。

随着摩尔定律的推动，DRAM芯片的密度每隔18个月左右就能翻一番，使得单位成本大幅下降，迅速占领了市场主流地位。
DRAM全称为Dynamic Random Access Memory（动态随机存取存储器）。从它的名字可以看出来，它有两个特点：动态（Dynamic）、随机（Random Access）。
动态体现在哪儿呢？DRAM里面的数据是用电容器存储的，但电容器会漏电啊，电漏得差不多数据也就被破坏掉了，所以动不动就得给它充电（学称“刷新”），这就是动态的含义。这就像人得定期吃饭才能保持状态一样。
DRAM内部有刷新控制电路，用于周期性地将存储矩阵里的数据读出，经过放大后重新写入。这一过程确保了数据的持久性，但同时也增加了控制电路的复杂性，并影响读/写速度。
随机呢？Random Access翻译过来是“随机访问”。也就是说你可以随便在内存中的哪个位置进行访问，无需等待前面的数据被处理完毕。这是因为每个存储单元都有一个唯一的地址，可以通过指定地址来实现随机访问或修改数据。这就好像你知道了王寡妇家的地址，就不用从村东头一家一家找起。

三、SDRAM的崛起

SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存取存储器），相比DRAM，多了个S（Synchronous同步的；同时的 ）。

顾名思义，就是和时钟信号同步的内存。它引入了一个时钟信号来同步数据的读写操作，这样一来，数据的传输就变得更有规律了，速度也提高了不少。这就像给内存装了个“节拍器”，让它跟着节奏走，效率自然就上去了。

而且，SDRAM还采用了Bank架构，允许多个读写操作同时进行，进一步提高了性能。这就像给内存开了多个“窗口”，可以同时处理多个请求，效率自然就翻倍了。

不过，SDRAM也不是没有缺点。它的工作电压还是比较高的，功耗也相对较大。

四、DDR的爆发

2000年左右，一个名叫DDR（Double Data Rate）的内存技术横空出世，彻底改变了内存界的格局。
DDR，全称Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory，即双倍速率同步动态随机存取存储器。
后面那一堆都不用看了，关键是前面的Double Data Rate（双倍速率），一下子速度提高一倍，彻底旧貌换新颜，就连名字都把后面那一串给甩了。
DDR最大特点就是：在每个时钟周期内可以传输两次数据！这就像给内存装了个“涡轮增压”，速度蹭蹭往上穿！
DDR的推出，标志着内存技术进入了一个新的时代。它的数据传输速率比SDRAM快了一倍，而且工作电压也降低了不少，功耗也随之减少。这就像给内存换了个“节能灯泡”，既亮又省电。

五、从DDR1到DDR4的演变

随着DDR技术的不断发展，后来又出现了DDR2、DDR3、DDR4等版本。每一代DDR都在前一代的基础上进行了优化和改进，性能不断提升，功耗不断降低。

5.1 DDR1

DDR1，也就是前面说的DDR，因为后面生了老二、老三，所以改名为“老大”。它的出现标志着内存技术进入了一个新的纪元。

5.2 DDR2

为了应对日益增长的性能需求，DDR2应运而生。
DDR2在DDR1的基础上进行了多项改进和优化，性能得到了显著提升。它的数据传输速率更快了，工作电压也更低了，功耗也随之减少。

5.3 DDR3

DDR3在DDR2的基础上进行了更加深入的优化和改进，性能得到了质的飞跃。它的数据传输速率更快了，工作电压也更低了，功耗也进一步降低。

5.4 DDR4

DDR4作为DDR家族的最新成员，它的性能已经达到了一个前所未有的高度。它的数据传输速率更快了，工作电压也更低了，功耗也进一步降低。而且，DDR4还引入了更多先进的技术和功能，如Bank Group架构、更高效的ECC技术等，进一步提高了性能和稳定性。

4.5 DDR5

2020年10月，韩国存储巨头SK海力士宣布，正式发布全球第一款DDR5内存。

作为最新一代的内存技术，相较于其前代DDR4，在数据传输速度、能效比、容量以及可靠性等方面均实现了显著提升。
数据传输速度：DDR5的内存带宽较DDR4提升了近一倍，数据传输速率更高，这对于处理大数据、人工智能、高性能计算等应用场景至关重要。
能效比：DDR5通过优化电源管理架构，有效降低了功耗，提高了能效比，符合当前绿色、低碳的发展理念。
容量：DDR5支持更大的内存容量，满足了未来复杂应用对海量数据存储的需求。

DDR5现在看着很牛叉，其实也就那么回事，就不信它20年后还是条好汉，因为将来还得有DDR6、DDR7、DDR8……
如果像苹果手机一样的搞法，能搞到DDR9527。

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