DDR4
關注創建者：高速信號完整性仿真 創建時間：2020-05-09
DDR4的視頻教程
世界頂尖的電子系統設計網絡研討會系列
背景介紹：如何正確設計DDR 3. 仿真應用1 1）基于PollEx SI求解器仿真DDR接口 4. 仿真應用2 1）基于PollEx性能驗證工具DFE/DFE+ 2）如何進行DDR接口電性能驗證 5.
免費 5小時3分鐘 186播放
查看
DDR4的實例教程
1 整體設計方案
整體設計方案使用模塊化，主要包括光口傳輸模塊、DDR4存儲模塊、SRIO接口模塊。本設計主要對控制芯片FPGA內部邏輯進行了優化設計，其中包括DDR4控制器、不同時鐘域之間的數據緩存FIFO。整體方案傳輸流程如圖1所示。
光口模塊：主要是接收采集模塊傳輸過來的數據。
DDR4存儲模塊：用于緩存數據，由于SRIO接口的數據傳輸速率慢，需要通過DDR4存儲模塊先將高速數據存儲到DDR4中，然后再通過SRIO的時鐘將數據傳輸給SRIO接口模塊。
SRIO接口模塊：接收DDR4讀出來的數據，然后傳輸給上位機進行測試分析。
2 DDR4 SDRAM內部結構
DDR4 SDRAM是一種內部可配置高速動態隨機存儲器，其內部由多個Bank組成，Bank又是由很多行和列構成[3]，DDR4的尋址操作就是對行列地址進行操作。DDR4存儲器有幾個重要概念，即Bank、Bank Group及Page， 例如512Mx16的8Gb容量的DDR4， 內部主要包括2個Bank Group，每個Bank Group包括4個Bank[3]。每個Bank是由多個Page組成的，通過多Page地址去選擇相應的Page。
展開 高密度DDR4芯片作為當前內存技術的杰出代表，不僅憑借其卓越的性能表現和微型化技術贏得了廣泛認可，還在多個方面展現出了獨特的優勢。
首先，從微型化技術的角度來看，高密度DDR4芯片采用了先進的制程工藝和緊湊的封裝設計。這一創新舉措使得芯片能夠在保持高性能的同時，實現了更小的體積和更輕的重量。這不僅為電子系統提供了更多的空間布局選擇，還降低了整體能耗和散熱壓力，進一步增強了系統的穩定性和可靠性。
其次，在性能表現方面，高密度DDR4芯片展現出了令人矚目的數據傳輸能力。其數據傳輸速度高達2400Mb/s，比傳統的DDR3內存快了近一倍。這意味著在系統處理大規模數據任務時，高密度DDR4芯片能夠提供更快的數據處理速度和更高的工作效率。同時，該芯片還具備出色的數據吞吐能力，能夠滿足多任務處理和實時響應的需求，為用戶提供更流暢、更便捷的使用體驗。
此外，高密度DDR4芯片還具備出色的低功耗特性。通過降低工作電壓至1.2伏特，該芯片在保持高性能的同時，有效減少了能源消耗和熱量產生。這一特性使得高密度DDR4芯片在長時間運行或高溫環境下也能保持穩定的性能表現，減少了系統故障和損壞的風險。
值得一提的是，高密度DDR4芯片還具備寬廣的工作溫度范圍。其工作溫度范圍可達-40℃至+95℃，能夠在極端環境下穩定工作。無論是極寒的戶外設備還是高溫的生產線，該芯片都能保持出色的性能表現，為各種復雜多變的工業應用場景提供了強有力的支持。
與分立式芯片封裝相比，FBGA（細間距球柵陣列）封裝空間效率和元件優化達到了顯著水平；
從空間占用角度看，FBGA（細間距球柵陣列）封裝實現了高達75%的空間節省。這一優勢源于它將多個功能單元緊密地集成在一個芯片內部，從而顯著減少了所需的物理空間。這對于追求極致緊湊和高效能的現代電子產品來說，具有極其重要的價值。
展開 不利的一面是，LPDDR4X不能與LPDDR4向后兼容。即使設備與更快的LPDDR4內存兼容，它也可能不適用于LPDDR4X。
LPDDR4輸入/輸出接口的數據傳輸速度高達3200Mbps。LPDDR4X采用超薄高級封裝，在提供與LPDDR4相同的速度的同時，還可以加快多任務處理速度并優化用戶體驗。
2、不同的功耗
類似于DDR5降低電壓和功耗的方式，LPDDR4X的作用相同。它將I / O電壓降低了50％（1.12至0.61v），從而大大降低了存儲器以及存儲器控制器的功耗。
LPDDR4低功耗解決方案，與LPDDR3相比，功耗降低了37％。LPDDR4X的卓越節能解決方案在性能方面比超快LPDDR4進一步提高，與LPDDR4相比，其能耗降低了17％。
總結一下：
LPDDR4X可以視為LPDDR4的節能優化版本。它具有與LPDDR4相同的頻率，帶寬和工作電壓。
唯一的區別是封裝上的電源引腳設計和測試規格不同，并且功耗得到了優化。
簡而言之，LPDDR4X內存是LPDDR4節能的優化版本。功耗降低約10-20％，更有利于節電。
LPDDR5 與 LPDDR4X對比呢？
LPDDR4
總線時鐘頻率1600-2133Mhz，架構 86x，電壓1.8/1.1/1.1V
LPDDR4X
總線時鐘頻率2133Mhz，架構64x與86x，電壓為1.8/1.1/0.6V
LPDDR5
數據速率3200Mhz，架構64x，電壓1.8/1.05/0.9/0.5V
就數據傳輸而言，新的LPDDR5大約比LPDDR4x快1.5倍 。
展開 -
80T5T
2*Xeon銀4316(40核3.9GHz)/ 256GB DDR4/5*RTX3090/960GTB SSD/2TB M2 SSD/80TB SATA/雙塔/27"-4K圖顯
120GB
178T
全能+極致
￥245,000
4.7
GX650M
239384-
80T6T
2*Xeon銀4316(40核3.9GHz)/384GB DDR4/6*RTX3090/1.92TB SSD/2TB M2.SSD/80TB/雙塔式(雙2000w)/32"-4K圖顯
144GB
213T
近16塊Titan V最快最完美
￥275,000
4.8
GX650M
239512-
90T7T
2*Xeon銀4316(40核3.9GHz)/ 512GB DDR4/7*RTX3090/1.92T SSD/7.68TB U2SSD/90TB/雙塔式(雙2000w)/27"-4K圖顯
168GB
249T
超DGX-2更快更完美
￥320,000
4.9
GX650M
239384-
72TAD
2*Xeon銀4316(40核3.9GHz)/ 384GB DDR4/10*A5000/1.92T SSD/7.68TB U2SSD/72TB/雙塔式(雙2000w)/27"-4K圖顯
240GB
277T
超DGX-2，滅DGX Station A100
￥385,000
4.10
GX650M
2401T-
72T6E
2*Xeon金6354(36核4.0GHz)/ 1TB DDR4/6*A6000/1.92TB SSD/15TB U2SSD/72TB SATA/雙塔式(雙2000w)/32"-4K
展開 1.1
AX400 14696-SAA
12核@4.6GHz / 96GB DDR4 /QuaroP620 /960GB SSD系統盤 +4TB SATA企業級/塔式(750w)/23寸-高清圖顯
37500
1.2
AX400 145128-SBA
14核@4.5GHz / 128GB DDR4 /QuaroP620 /1.9TB SSD系統盤 +4TB SATA企業級/塔式(750w)/23寸-高清圖顯
43500
1.3
AX400 142192-SBB
18核@4.2GHz / 192GB DDR4 /QuaroP1000 /1.9TB SSD系統盤+4TB SATA企業級/塔式(750w)/23寸-高清圖顯
50500
（二) 增強型
2.1
EX630i 226192-SAA
2顆Xeon 金5218R處理器（40核@2.6GHz ）/ 192GB DDR4 /QuaroP620 /1.9TB SSD系統盤 +4TB SATA企業級/塔式(865w)/23寸-高清圖顯
59990
2.2
EX630i 226256-MAA
2顆Xeon 金5220R處理器（48核@2.6GHz ）/ 256GB DDR4 /QuaroP1000 /1.9TB SSD系統盤 1TB M2.SSD緩存盤+4TB SATA企業級/塔式(865w)/23
展開 
DDR4的相關專題、標簽、搜索
DDR4的最新內容
平臺支持DDR3/4/5、LPDDR4(X)、LPDDR5(X)等主流協議，可自動識別PCB設計中的DDR通道，并支持BGA與Wire-Bond等封裝形式，實現從建模到仿真的一站式流程打通。
在實際應用中，Ansys DDR Plus可基于Ansys HFSS與Ansys SIwave自動提取通道S參數，并自動搭建Read/Write仿真鏈路，支持Nexxim與HSPICE求解器。
平臺先進： 基于最新的AMD EPYC 4th平臺和DDR5內存，技術領先，未來幾年都不會過時。
配置均衡： CPU、內存、存儲和網絡的配置沒有明顯短板，相互匹配度高。
擴展性強： 充足的PCIe插槽和盤位為后續根據特定需求升級（如增加GPU、存儲）提供了極大便利。
在服務器主板設計中，ERS可精準定位DDR4總線上的阻抗不連續點，定位誤差小于5mil。
跨團隊協作增強：支持郵件通知、客戶端自動升級及多設計版本比對。例如，在跨國團隊項目中，ERS可自動同步德國設計中心與上海研發部的評審數據，版本沖突率降低82%。
接著插入，bridgemold功率是5，DDR1到4，功率都是1w，largeflash是2w，smallflash是0.5w。
圖16 熱源設置
c. 求解設置保持默認；
圖17 求解參數設置
f. 雙擊 求解> 求解控制 ，最大迭代步數增加到5000步，同時將松弛因子適當調小；
圖18 求解控制設置
g.
此外，高密度DDR4芯片還具備出色的低功耗特性。通過降低工作電壓至1.2伏特，該芯片在保持高性能的同時，有效減少了能源消耗和熱量產生。這一特性使得高密度DDR4芯片在長時間運行或高溫環境下也能保持穩定的性能表現，減少了系統故障和損壞的風險。
值得一提的是，高密度DDR4芯片還具備寬廣的工作溫度范圍。其工作溫度范圍可達-40℃至+95℃，能夠在極端環境下穩定工作。
業界人士稱，上游原廠漲價焦點將從NAND轉移至DRAM，DDR4、DDR5有望成下一波調漲重點，以加速改善營運虧損。至于DDR3，其產能及需求相對穩定，預計漲幅相對平緩。
業界預期，隨著上游原廠醞釀提價DRAM，多家存儲器模塊業者各自收到風聲啟動備貨，預計供貨給OEM廠的合約價可望延后一個季度跟進，即二季度起將全面反映DRAM漲勢。
比如，一旦出現比如DDR4 SI測試Fail之類的問題，會讓很多設計者感到頭疼，Debug過程非常困難，信號測試變得越來越困難，越來越不準確，而且很難驗證，PCB Layout優化以后再打板驗證的方式效率低下也增加了很多成本。在這種情況下，用信號仿真的方法來分析驗證問題就成為了一種可供考慮的高效手段。
DDR5 /6*RTX4090 24GB/7.68TB PCIe SSD系統盤/126TB并行存儲/塔式(2000w)/ 27寸-4K顯示器
495Tflops
320000
500x500
7
GX650M 233384-240T4E
2顆Xeon 金6326（32核@3.3GHz ）/ 384GB DDR4
14代超頻處理器
(8核5.8GHz）+水冷/192GB DDR5/2*RTX4090 /7.68TB NVMe /18TB SATA企業級/塔式(2000w) /27寸-4K圖顯
105000
極致型
7
A330 157128-MBT
intel 14代超頻處理器
(8核5.7GHz）+水冷/128GB DDR4
_4__8_1_MATPOINT、Domain-LARGE-FLASH_10_1_MATPOINT、Domain-SMALL-FLASH_11_1_MATPOINT；
