认识存储芯片

‌  存储芯片可分为RAM（随机存储器，易失性存储器）和ROM（只读存储器，非易失性存储器）两大类。

1 RAM

‌  RAM（Random Access Memory）随机存储器，也称主存/内存，特点是随机存储，读写访问速度快，断电后保存的数据会消失。主要包含DRAM（动态随机存储器）和SRAM（静态随机存储器）。

（1）DRAM

‌  DRAM是动态随机存取存储器，可随时读写且速度很快，常用于存储正在运行的程序和数据，也就是运行内存，系统一断电，所存储的数据会全部丢失，因此不能用于长期存储。其中，按技术标准和用途可以分为同步DRAM（如DDR、LPDDR、GDDR）和异步DRAM（已淘汰）。

①DDR

‌  DDR的规范名称应该为DDR SDRAM，是通用型标准DRAM，从SDR SDRAM发展而来，常设计为系统主存，多用于PC电脑、服务器的内存条中。

• SDRAM

‌  SDR SDRAM是最原始的同步DRAM，特指第一代同步动态随机存储器（SDRAM），采用时钟频率来命名，如PC100，表示时钟频率为100MHz，数据读/写速率也为100MHz。其核心特点常用单端时钟信号，每个时钟周期只在上升沿传输一次数据，而DDR SDRAM在时钟上升沿和下降沿均传输数据，已完全被DDR所取代。

• DDR1

‌  DDR1是指第1代DDR（2n Prefetch，n为I/O接口宽度，Prefetc为预存位数，即控制器预先读取或写入2倍于基本位宽的数据量），其核心内部在时钟预存准备2位数据，在上升沿和下降沿各传输1位。

• DDR2

  ‌  DDR2为第2代DDR（4n Prefetch），其核心内部在时钟预存准备4位数据，在上升沿和下降沿各传输2位。

• DDR3

  ‌  DDR3为第3代DDR（8n Prefetch），其核心内部在时钟预存准备8位数据，在上升沿和下降沿各传输4位。

• DDR4

  ‌  DDR4为第4代DDR（8n Prefetch，采用Bank Group架构，将内存Bank分组，如4组×4Banks，支持并行访问，提升带宽利用率，使其效率更高），其核心内部在时钟预存准备8位数据，在上升沿和下降沿各传输4位。

• DDR5

  ‌  DDR5为第5代DDR（16n Prefetch，采用双通道设计，将每个内存模块内部分为两个独立通道，如32位×2，提升并行效率），其核心内部在时钟预存准备16位数据，在上升沿和下降沿各传输8位。

• 上图源于"王知鱼"公众号的深入理解DRAM（全文·万字30+图）https://mp.weixin.qq.com/s/dfxIMmxWMx_sA_yM30QY4A 如有侵权请联系删除。

• DDR的基本原理可查看“一个人一支队伍”公众号 https://mp.weixin.qq.com/s/R_VybK-SrC8-JrCUF3kk9w 如有侵权请联系删除。

历代DDR内存性能参数对比表：

特性	DDR1	DDR2	DDR3	DDR4	DDR5
发布年份（年）	2000	2003	2007	2014	2020
标准工作电压（V）	2.5	1.8	1.5	1.2	1.1
核心频率（MHz）	133～200	133～200	133～200	133～200	133～200
时钟频率（MHz）	133～200	266～400	533～800	1066～3200	1600～3200
数据传输速率（MT/s）	266～400	533～800	1066～1600	2133～3200	3200～6400
总带宽（GB/s）	2.1～3.2	4.2～6.4	8.5～12.8	17～25.6	25.6～51.2
预存（Prefetch）位数	2n	4n	8n	8n（Bank Group架构）	16n（双通道）
关键创新	双倍数据速率、2位预存机制	ODT片内终结电阻、OCD片外驱动调校	Bank分组	Bank Group架构	双通道设计、PMIC集成
技术标准	JESD79E	JESD79-2E、JESD208	JESD79-3C	JESD79-4	JESD79-5

• DDR的更多技术标准详情，可访问JEDEC固态技术协会官网查看：https://www.jedec.org

②LPDDR

‌  LPDDR为低功耗型内存，是DDR内存的一种低功耗版本，以低功耗和小体积著称。专为移动设备设计，可以提供更窄的通道宽度和低功耗运行状态，多应用于移动式便携设备（如手机、平板电脑、智能手表等设备中）。

LPDDR内存的工作电压对比表：

特性	LDDR1	LDDR2	LDDR3	LDDR4	LDDR4X	LDDR5
工作电压（V）	1.8	1.2	1.2	1.1	0.6	1.05

LPDDR4X可以看作是LPDDR4的省电优化版本，比LPDDR4功耗更低、更省电。

可以优先选择LPDDR的厂商有SAMSUNG（三星）、Micron（镁光）、Hynix（海力士）、长鑫（国产）等。

下面介绍各厂商LPDDR的命名规则，以方便快速掌握选项技巧。

SAMSUNG（三星）K4F6E3S4HM-MGCJ

• K4：代表三星的移动内存DRAM
• F：类型为LPDDR4 SDRAM
• 6E：容量为16G，8K/32ms
• 3S：位宽，数据通道宽度为x32位
• 4：Bank数为8Bank
• H：接口电平要求，VDD1，VDD2，VDDQ，接高电平LVSTL_11，1.8V/1.1V/1.1V
• M：代数说明，第1代
• M：封装，200-FBGA（10×15）
• G：温度和功率，-25℃～85℃（标准）
• CJ：性能，0.536ns@RL32,tRCD18ns, tRP18ns

Micron（镁光）MT53E512M32D1ZW-046 WT:B

• MT：镁光科技缩写
• 53：产品系列：53 = 移动LPDDR4 SDRAM
• E：工作电压：E = 1.10V VDD2/0.60V VDDQ or 1.10V VDDQ
• 512M32：存储配置信息：512M为容量，32为位宽，512M32 = 512 Meg x 32；1G32 = 1 Gig x 32；
• D1：寻址位数：D1 = LPDDR4, 1 die；D2 = LPDDR4, 2 die；
• ZW：封装方式：ZW = 200-ball TFBGA 10 x 14.5 x 1.05mm （Ø0.40 SMD）
• -046：时序参数：-046为468ps，tCK RL = 36/40
• WT：工作温度：WT = –25°C to +85°C；IT = –40°C to +95°C
• :B：设计版本

Hynix（海力士）H9HCNNNBKUMLXR-NEX

• H：SK海力士半导体
• 9：FBGA产品线
• HC：生产模式LPDDR4
• NN：NVM：没有
• N：NVM：没有
• BK：容量，堆叠方式，通道数，CS信号：16Gb, DDP, 2Ch 1CS
• U：I/O工作电压和配置参数：1.1v，16位, LPDDR4
• M：代数：第1代
• LX：封装类型：FBGA 200 Ball
• R：包装材料：无铅和无卤
• N：NAND闪存速率：没有
• E：DRAM速率
• X：工作温度

长鑫（国产）CXDB4CBAM-MK-A

• CX：长鑫缩写
• D：产品系列为DRAM
• B：产品类型为LPDDR4/4X（VDD2/VDDQ:1.1/1.1&0.6V）
• 4：产品容量为2GB
• C：封装类型为200-ball FBGA
• B：存储配置信息，32位，2通道，1CS
• A：晶元堆叠，DDP
• M：包装材料，无卤和无铅（符合ROHS标准）
• M：工作温度，商业温度（-25°C~85 °C）
• K：时钟频率，3733Mbps
• A：产品版本，第2版

③GDDR

‌  GDDR为图形型内存，即显存，专为显卡设计，以满足图形处理对高带宽和高速度的需求。GDDR分为普通GDDR平面结构和HBM 3D堆叠结构，GDDR平面结构更适合图形处理和游戏场景，而HBM 3D堆叠结构更适合AI训练和推理等需要大容量数据并行处理的应用场景。

（2）SRAM

‌  SRAM是静态随机存取存储器，读写速度非常快，成本也高，一般用于高速缓存使用，数据在断电时会丢失，但在供电时不会像DRAM那样需要动态刷新，因此称为“静态”存储器。

2 ROM

‌  ROM（Read Only Memory）只读存储器，也称闪存/外存，特点是断电保持的数据不受影响，可以长期保存数据。主要包含PROM（可编程只读存储器），MROM（掩模式只读存储器）和Flash（可清除程序化只读存储器，闪存）。

（1）PROM

‌  PROM是可编程ROM，也叫一次性编程ROM，只能写入一次数据，且无法擦除修改，这种是早期的产品，现在已经不使用了。

①EPROM

‌  EPROM是可擦除编程ROM，通常采用单总线与MCU连接，通过紫外线照射才能够擦除数据，需要专用编程器和紫外线设备，仅支持整片擦除，无法单独修改部分数据，耗时较长，需要拆卸且操作较为复杂。

ADI（亚德诺）“DS2502P”实物图	符号&封装图

②EEPROM

‌  EEPROM是带电可擦除编程ROM，通常采用IIC与MCU连接，通过施加特定电压直接接电擦除，可直接在电路板上操作，允许按字节擦写，灵活性更高，无需要拆卸。

HXY MOSFET（华轩阳电子）“AT24C02”实物图	符号&封装图

（2）Flash

‌  Flash是一种非易失性存储器，又称闪存，其核心特性包括断电后数据不丢失、支持多次擦写且具有块级操作特性，是EEPROM的改进产品，根据存储架构和应用场景的不同，主要分为NOR Flash和NAND Flash两大类。

①NOR Flash

‌  NOR Flash是基于Flash芯片的NOR结构生产而成的，核心特性是非易失，断电后数据和程序可长期保存。不能单字节擦除数据，采用块擦除技术，每次擦除会将整个块内的所有位重置为默认状态。通常采用SPI通信协议与MCU连接。

Winbond（华邦）“W25Q64JVSSIQ”实物图	符号&封装图

②NAND Flash

‌  NAND Flash是基于Flash芯片的NAND结构生产而成的，核心特性是非易失，断电后数据和程序可长期保存。写入、擦除速度快，以块为单位进行操作，速度优于NOR Flash，存储密度也远高于NOR Flash，适合大容量存储场景（U盘，闪存卡，SSD固态硬盘等），嵌入式存储包含eMMC、UFS等。通常采用SPI通信协议与MCU连接。

GigaDevice（兆易创新）“GD5F1GQ5REYIGR”实物图	符号&封装图