DDR3的謝幕

作者：九林

輝煌總會謝幕，DDR3也不例外。

當三星發(fā)出通知將在兩年內(nèi)停產(chǎn)DDR3，最后接單時間截止到2022年末時，DDR3似乎就宣告終局；而三星之后，SK海力士也開始計劃停產(chǎn)DDR3內(nèi)存。全世界第一大、第二大內(nèi)存廠商相繼停產(chǎn)，DDR3正準備謝幕。

DDR3歷經(jīng)15年

曾經(jīng)DDR3的出現(xiàn)，可謂是千呼萬喚始出來。

在2006年左右，隨著高端處理器的陸續(xù)上市，DDR2 667內(nèi)存已經(jīng)不能滿足高端處理器對內(nèi)存帶寬的需求，DDR2 800準備替代DDR2 667成為主流。按照JEDEC制定的DDR2標準來說，800MHz已經(jīng)是DDR2家族中最高的頻率，而800MHz的最高頻率也成為DDR2的設(shè)計瓶頸。

當時英特爾已經(jīng)指出了DDR2 800面臨的挑戰(zhàn)。第一，DDR2已經(jīng)跟不上處理器發(fā)展的趨勢，核心頻率超過200MHz的DDR2產(chǎn)品生產(chǎn)難度加大、良品率低，加上速度的提高，又造成了高功耗。第二，在支持更高的速度，保證信號的完整性方面，DDR2星型拓撲結(jié)構(gòu)很難做到。第三，由于接口邏輯功耗與速度成正比等問題存在，需要降低核心電壓來抵消功耗的提高，但這樣又勢必影響內(nèi)存的穩(wěn)定性。

這些都使得DDR3的呼聲高漲。2007年6月26日，JEDEC協(xié)會終于完成了DDR3內(nèi)存規(guī)范。

相比上一代DDR2，DDR3在許多方面作了新的規(guī)范。核心電壓降低到1.5V,預(yù)取從4-bit變成了8-bit,這也是DDR3提升帶寬的關(guān)鍵。同樣的核心頻率DDR3能夠提供兩倍于DDR2的帶寬,此外DDR3還新增了CWD、Reset、ZQ、STR、RASR等技術(shù)。

在DDR3標準推出后，英特爾在當年就推出支持DDR3的主機板IntelP35。除了當年就推出支持的相關(guān)主板，英特爾推出的支持DDR3內(nèi)存的芯片組數(shù)量為各家之最，種類覆蓋高、中、低端。英特爾對DDR3的大力支持讓DDR3走上了歷史舞臺。

之后英偉達、AMD也都相繼推出支持DDR3的芯片組，例如英偉達在nForce系列支持DDR3內(nèi)存的芯片組、AMD推出的PROA系列APU同樣支持DDR3。

從應(yīng)用形式看，DDR3主要是與主控芯片（如MCU、MPU、Soc）配套使用，滿足主控芯片的存儲需求。TI、高通、瑞薩、Mobileye、安霸、NXP的主控芯片中都有配置DDR3。

從制程上看，三星、SK海力士、美光DDR3制程停留在2015、2016年的20nm；臺系廠商中，南亞將DDR3迭代至20nm、華邦DDR3制程已推進至25nm；而國內(nèi)北京君正和東芯股份采用力晶25nm制程，兆易創(chuàng)新則使用17nm制程，制程更先進，成本更低。由此可見在DDR3領(lǐng)域，兆易DDR3產(chǎn)品制程最為先進。

在推出后的3年時間中，DDR3的市場規(guī)模就已經(jīng)超過了DDR2；在2014年，DDR3達到了歷史上最大的市場規(guī)模有394億美金。

現(xiàn)在，DDR3早已作為利基產(chǎn)品，應(yīng)用于液晶電視、數(shù)字機頂盒、播放機等消費型電子與網(wǎng)絡(luò)通訊等領(lǐng)域。

因為WiFi路由器、家電等這類產(chǎn)品在短時間內(nèi)沒有升級需求，目前大量的低容量、低端消費電子是DDR3應(yīng)用的第一大領(lǐng)域；除此之外，工業(yè)和汽車領(lǐng)域也對DDR3具有穩(wěn)定的需求。

大陸廠商方面，兆易創(chuàng)新17nm DDR3目前處于小批量測試階段，預(yù)計今年量產(chǎn)；東芯股份的DDR3覆蓋1G、2G、4G，共計10款產(chǎn)品，其料號數(shù)量分別為3、3、4；北京君正2021年的主要營收來源為DDR3。

DDR4與DDR3的對戰(zhàn)

三星向來是內(nèi)存廠商的優(yōu)等生，在DDR4的布局上也不例外。2011年1月，三星電子宣布完成DDR4 DRAM模塊的制造和測試，采用30nm級工藝，數(shù)據(jù)傳輸率為2133MT/s，運作電壓在1.2V，這也是史上第一條DDR4內(nèi)存。

隨著時間的發(fā)展，2012年JEDEC終于推出了DDR4標準。

DDR4的推出同樣是由于DDR3已經(jīng)達到了其性能和帶寬的上限。DDR4的性能更高、DIMM容量更大、數(shù)據(jù)完整性更強且能耗更低。

DDR3和DDR4的峰值帶寬

DDR4每引腳速度超過2Gbps且功耗低于DDR3L（DDR3低電壓），能夠在提升性能和帶寬50%的同時降低總體計算環(huán)境的能耗。這代表著對以前內(nèi)存技術(shù)的重大改進，并且能源節(jié)省高達40%。

到了2014年，DDR4內(nèi)存才首次得到應(yīng)用。英特爾同樣率先推出了首款支持DDR4內(nèi)存的英特爾旗艦級x99平臺，但當時DDR4在性能和價格上與高頻率DDR3相比，并沒有什么優(yōu)勢；直到后來，英特爾發(fā)布Skylake處理器和100系列主板使得DDR4真正走向大眾。

現(xiàn)在，DDR4憑借其良好的性能和功耗，廣泛活躍于內(nèi)存市場。

歷代的DDR引腳數(shù)和鍵槽位置不同

從外觀講，DDR4不兼容DDR3主板，反之亦然?？ú畚恢糜凶兓苊庖馔獠迦脲e誤類型的內(nèi)存。每個模組包含288個針腳，而不是240個。為了增強強度和電氣接觸，PCB底部形狀存在輕微弧度。

在DDR4的沖擊下，2020年DDR3市場已經(jīng)逐漸萎縮，縮小到129億美金，市場規(guī)模年復合增長率為-20%。

對于DDR4，目前存儲市場的主流產(chǎn)品是容量8GB+的DDR4/DDR5。

國內(nèi)廠商方面，長鑫于2019年9月發(fā)布自主研發(fā)的8Gb DDR4芯片正式量產(chǎn)，采用19納米工藝打造，2020年長鑫存儲的DDR4入市；江波龍電子旗下存儲品牌FORESEE發(fā)布了自產(chǎn)的DDR4內(nèi)存芯片，該內(nèi)存基于當前最先進的1α nm制程工藝。

DDR5已經(jīng)成為主流

從歷代DDR的發(fā)展來看，每一代內(nèi)存的更換時間都十分漫長。

一方面是價格的原因。例如在2007年時，主流DDR2內(nèi)存價格平均在310元左右，而1GB DDR3-1333內(nèi)存價格則在1600左右，兩者之間相差了5倍之多，巨大的價格差距常常使消費級玩家望而卻步。

另一方面是平臺配套的原因。即使JEDEC推出了新一代DDR標準，也需要內(nèi)存廠商開始制造相關(guān)DDR內(nèi)存，再匹配到能夠支持相關(guān)DDR的處理器，這之間的時間消耗很大，加上處理器廠商考慮價格問題可能延遲匹配時間。

正是因為這兩個原因，DDR2過渡至DDR3花了接近4~5年時間，DDR3至DDR4也快用了2~3年時間，出貨量才漸漸超越上代。但DDR5的發(fā)展速度極快。

Yole Developpement報告指出，DDR5可能會是PC內(nèi)存模組史上，最快完成普及的規(guī)格，DDR5超越DDR4可能僅需一年時間。

從平臺配套來看，2022是DDR5開始量產(chǎn)的一年，無論是筆記本還是臺式，很多標桿級主板都只支持最新的DDR5。

今年的消費級市場，AMD年初發(fā)布的銳龍6000筆記本已經(jīng)全面支持DDR5內(nèi)存了，今年底的5nm Zen4處理器也會給桌面平臺帶來DDR5內(nèi)存支持。

英特爾方面，去年12代酷睿首發(fā)支持DDR5，今年底的13代酷睿Raptor Lake雖然也會同時兼容DDR4/5內(nèi)存，但英特爾鼓勵廠商重點支持DDR5內(nèi)存。

按照這樣的趨勢下去，今年底的時候DDR5內(nèi)存應(yīng)該在高端市場獲得認可。

除去廠商的支持配套，在今年6月，DDR5的價格迎來了“大跳水”。16GB雙通道DDR5套裝的價格從2月前的500~1000美元暴跌到120~130美元；Trident Z5 DDR5-6000 CL36內(nèi)存套件在1月初的時候，價格是4000美元，五個月后，價格已經(jīng)暴跌到800美元。

以三星的16GB筆記本內(nèi)存條為例，DDR4 3200 8GB的價格是209元左右，DDR5 4800 16GB單條價格為549元，與DDR4 8GB兩條套組價格不相上下。

從實際的DDR4與DDR5的性能比對來看，DDR5有較為明顯的性能提升。Anand Tech使用12代酷睿入門級型號i3-12300，詳細對比了DDR5、DDR4的性能。測試用的頻率、時序分別是DDR5-4800 CL、DDR4-3200 CL22，都是JEDEC標準規(guī)范參數(shù)，也是目前最主流的規(guī)格。

在35個不同項目，絕大部分測試中DDR5、DDR4差距很小，都不超過5％，很多甚至毫無不同。但也有一些例外，尤其是WinRAR。因為高度依賴內(nèi)存帶寬，DDR5領(lǐng)先了多達21.7％。另外，DDR5在AppTimer測試中領(lǐng)先接近9％，CineBench R23、GeekBench 5兩個多線程測試中分別領(lǐng)先8.3％、13.0％。

綜合價格、平臺、性能等因素，DDR5在今年迎來了新生。

目前市場上具備DDR5量產(chǎn)能力的僅為三星、海力士、美光。國內(nèi)存儲龍頭合肥長鑫存儲計劃于2022Q1進行DDR5的試量產(chǎn)。瀾起科技計劃在今年完成DDR5第一代內(nèi)存接口及其配套芯片量產(chǎn)版本芯片的研發(fā)。

DDR6的傳聞

在DDR5內(nèi)存剛迎來新局面后，DDR6已經(jīng)開始蠢蠢欲動。

三星又已經(jīng)率先開始了下一代DDR6內(nèi)存的早期開發(fā)，并預(yù)計在2024年之前完成設(shè)計，2025年之后才會有商業(yè)化的可能。SK海力士也預(yù)計DDR6會在5-6年內(nèi)發(fā)展起來。

在DDR6標準方面，三星表示，DDR6標準的開發(fā)已經(jīng)開始，并將得到JEDEC的協(xié)助。據(jù)稱，規(guī)格方面DDR6內(nèi)存將是現(xiàn)有DDR5內(nèi)存的兩倍，傳輸速度高達12800Mbps（JEDEC)和超頻速度超過17000Mbps范圍。

DDR家族的演進已經(jīng)從DDR、DDR2、DDR3、DDR4、DDR5、一直到DDR6。電腦配件不斷的重復升級換代規(guī)律，當主流產(chǎn)品服役一定的周期后，下一代產(chǎn)品必然將扮演著未來接班人的角色。每一次迭代，基本都能實現(xiàn)芯片性能翻倍，當新一代性能更好的DDR出現(xiàn)時，老一代DDR會逐漸被替代。

盡管兩大廠商都已經(jīng)宣布將停產(chǎn)DDR3，但市場中真正的不再使用或許還需要幾年。時間的年輪下，DDR3的時代終將會過去。