根據馮諾·依曼結構，計算機中要有存儲器。所以直到今天，內存和硬盤仍然在電腦中佔有非常重要的地位。與大容量的硬盤不同，內存在存取速度上有着非常驚人的表現，但是斷電後又不能保存存入的信息。因此在電腦硬件長期的發展過程中，內存一直扮演着中轉站的角色。和其他硬件一樣，內存遵循着摩根定律，從最遠古的SIMM到DDR的出現，再以DDR為基礎進行迭代，內存標準以及規格發生了很大變化。今天，我們就來了解DDR內存的發展歷程。

起源

在最初的電腦上是沒有內存條的，內存是直接以DIP芯片的形式安裝在主板的DRAM插座上面，且需要安裝8到9顆這樣的芯片，而容量只有64KB到256KB，要擴展相當困難。但這對於當時的處理器和程序來說已經足夠了，直到80286芯片的出現，讓硬件和軟件都渴求更大的內存，於是內存條應運而生。

在80286時代，我們看到了內存的早期形式：SIMM（Single In-line Memory Modules）。最初的SIMM內存採用30Pin設計，單根內存數據總線只有8bit，如果用在16位數據總線處理器上就需要兩根SIMM內存條，而用在32位數據總線處理器上就需要四根。這導致SIMM內存的採購成本一點都不低，還會增加故障率，所以30Pin SIMM內存並不是受到所有人歡迎。

隨後誕生了72Pin SIMM內存，單根內存位寬增加到32位，一根就可以滿足32位數據總線處理器，擁有64位數據總線的處理器則需要兩根。內存容量也有所增加，從30Pin時代的256KB增加到512KB、1MB甚至是2MB。它的出現很快就替代了30Pin SIMM內存。

在72Pin內存時代，還有一個衍生物，那就是FP DRAM，也稱作快頁內存，不過限於其定時刷新的工作原理，導致這種內存的數據存取速度並不快。但是這種內存卻意外地成為了內存發展承上啟下的關鍵，因為之後的內存規範，與FP DRAM在原理上非常相似。

接着，EDO RAM出現在眾人面前，它也是72Pin SIMM的一種，擁有更大的容量和更先進的尋址方式，簡化了數據訪問的流暢，讀取速度要FPM DRAM快不少。

然而隨着CPU的升級EDO RAM已經不能滿足系統的需求，內存技術也發生了大革命，插座從原來的SIMM升級為DIMM(Dual In-line Memory Module)，而內存也迎來了經典的SDR SDRAM（Single Data Rate SDRAM，同步型動態存儲器）時代。

SDRAM為內存帶來的新的生機，其64bit的帶寬與當時處理器的總線寬度保持一致，這就表示一條SDRAM就能夠讓電腦正常運行，這樣大大地降低了內存的購買成本。由於內存的傳輸信號與處理器外頻同步，所以在傳輸速度上，DIMM標準SDRAM要大幅領先於SIMM內存。

後來，憑藉Socket 478 Pentium獲得的巨大成功，Intel開始有些「膨脹」，聯合Rambus共同定製了Rambus DRAM內存規範，旨在創造市面上最高速的內存產品。其內部RISC架構、高頻率和高帶寬的優勢一度被認為是內存市場的新寵兒，Intel也對自己的Rambus DRAM充滿信心，並寄希望於Rambus DRAM配合Pentium 4處理器，建立屬於自己的王朝。但是Rambus最終並沒有得到市場的認可，究其原因，就是因為Rambus內存高昂的售價以及「巨大」的發熱量。加上Rambus DRAM必須安裝兩條才能夠使用，這就大大提高了這種內存的使用門檻。最終，Rambus DRAM沒有經受住市場的考驗，被價格更低的DDR SDRAM踩在了腳下。

Rambus DRAM的失敗讓市場再一次關注到SDR SDRAM上，但是當年的SDR SDRAM已經盡顯老態。所以SDRAM需要新的標準才能繼續前進。幸運的是，這回內存的發展並沒有走彎路，於是我們看到了內存市場的新王者：DDR SDRAM。

DDR

DDR（Double Data Rate）SDRAM，中文名為雙倍數據率同步動態隨機存取存儲器，它是SDR SDRAM的升級版，DDR SDRAM在時鐘周期的上升沿與下降沿各傳輸一次信號，使得它的數據傳輸速度是SDR SDRAM的兩倍，而且這樣做還不會增加功耗，至於定址與控制信號與SDR SDRAM相同，僅在上升沿傳輸，這是對當時內存控制器兼容性與性能的折中。

DDR SDRAM採用184Pin的DIMM插槽，防呆缺口從SDR SDRAM時的兩個變成一個，常見工作電壓2.5V。初代DDR內存的頻率是200MHz，隨後慢慢的誕生了DDR-266、DDR-333和那個時代主流的DDR-400，至於那些500MHz、600MHz、700MHz的都算是超頻條了。DDR內存剛出來的時候只有單通道，後來出現了支持雙通道的芯片組，讓內存的帶寬直接翻倍，容量則是從128MB增加到1GB。

DDR2

DDR2（Double Data Rate 2）SDRAM是由JEDEC（電子設備工程聯合委員會）進行開發的新生代內存技術標準，它與上一代DDR內存技術標準最大的不同就是，雖然同是採用了在時鐘的上升/下降沿同時進行數據傳輸的基本方式，但DDR2內存卻擁有兩倍以上於上一代DDR內存預讀取能力（即：4bit數據讀預取）。換句話說，DDR2內存每個時鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫數據，並且能夠以內部控制總線4倍的速度運行。

DDR2內存技術最大的突破點其實不在於用戶們所認為的兩倍於DDR的傳輸能力，而是在採用更低發熱量、更低功耗的情況下，DDR2可以獲得更快的頻率提升，突破標準DDR的400MHZ限制。此外，DDR2內存採用1.8V電壓，相對於DDR標準的2.5V，降低了不少。DDR2的頻率從400MHz到1200MHz，當時的主流的是DDR2-800，更高頻率其實都是超頻條，容量從256MB起步到最大4GB，不過4GB的DDR2是很少的，在DDR2時代的末期大多是單條2GB的容量。

DDR3

DDR3提供了相較於DDR2 SDRAM更高的運行效能與更低的電壓，是DDR2 SDRAM的後繼者。和上一代相比，DDR3在許多方面作了新的規範，核心電壓降低到1.5V，預取從4-bit變成了8-bit。這也是DDR3提升帶寬的關鍵，同樣的核心頻率DDR3能夠提供兩倍於DDR2的帶寬。此外，DDR3還新增了CWD、Reset、ZQ、STR、RASR等技術。

DDR3內存與DDR2一樣是240Pin DIMM接口，不過兩者的防呆缺口位置是不同的，不能混插。常見的容量是512MB到8GB，當然也有單條16GB的DDR3內存，只不過很稀少。頻率方面從800MHz起步，一般能買到的最高頻率為2400MHz，實際上有廠商推出了3100MHz的DDR3內存，只是比較難買得到。

DDR4

DDR4相比DDR3最大的區別有三點：16bit預取機制（DDR3為8bit），同樣內核頻率下理論速度是DDR3的兩倍；更可靠的傳輸規範，數據可靠性進一步提升；工作電壓降為1.2V，更節能。

DDR4內存的針腳從DDR3的240個提高到了288個，防呆缺口也與DDR3的位置不同，還有一點改變就是DDR4的金手指是中間高兩側低有輕微的曲線，而之前的內存金手指都是平直的，DDR4既在保持與DIMM插槽有足夠的信號接觸面積，也能在移除內存的時候比DDR3更加輕鬆。相較於DDR3，DDR4理論上每根DIMM模塊能達到512GiB的容量，而DDR3每個DIMM模塊的理論最大容量僅128GiB；一個rank單元內的bank單元數量增長至16個，每個DIMM模塊最高擁有8個rank單元。

DDR5

早在2017年，負責計算機內存技術標準的組織JEDEC就宣稱將在2018年完成DDR5內存的最終標準，鎂光、三星等廠商在2018年也就開始研發16GB的DDR5產品，甚至在去年幾個廠商都已經開始逐漸量產DDR5內存。但是直到2020年7月，JEDEC才正式發佈了DDR5內存的標準，而且起跳就是4800MHz，這比原先想像的要高出不少。

據JEDEC介紹，全新DDR5標準將提供兩倍於上代的性能並大大提高電源效率。在全新DDR5內存標準下，最高內存傳輸速度能達到6.4Gbps，與之對比，在DDR4內存標準下最高內存傳輸速度只能達到3.2Gbps。此外，DDR5也改善了DIMM的工作電壓，將電壓從DDR4的1.2V降至1.1V，能夠進一步提升內存的能效表現。在內存密度方面，DDR5內存標準將允許單個內存芯片的密度達到64Gbit，這比DDR4內存標準的16Gbit密度高出4倍。如此高的內存密度，再結合多芯片封裝技術，可以實現最高40個單元的堆疊，如此堆疊的LRDIMM有效內存容量可以達到2TB。

最後

從DDR到DDR5，不同性能參數差異主要體現在2個地方：電源電壓、數據傳輸速率。也就是電源電壓值越來越低，而數據傳輸速率卻是呈幾何倍數增長。不過在現在內存標準趨於穩定的現在，我們很難在內存上找到過多的亮點。當然最終還是老事物會被新事物所取代，當有一天還未普及的DDR5不能更好地滿足用戶需求時，或者說無法匹配其他硬件的發展，將有新的規範出現。