DDR SDRAM全稱為Double Data Rate SDRAM，中文名為“雙倍數據率SDRAM”。DDR是在原有的SDRAM的基礎上改進而來，嚴格的說DDR應該叫DDR SDRAM，人們習慣稱為DDR。

說到這里，很多人可能會問SDRAM、DRAM、SRAM或者RAM、ROM到底是什么鬼，怎么區別的？小編還是來簡單普及下關于存儲的基礎知識吧。

ROM和RAM指的都是半導體存儲器，ROM是只讀存儲器（Read-Only Memory）的簡稱，是一種只能讀出事先所存數據的固態半導體存儲器，其特性是一旦儲存資料就無法再將之改變或刪除。通常用在不需經常變更資料的電子或電腦系統中，資料并且不會因為電源關閉而消失。RAM是Random Access Memory的縮寫，即隨機存儲器，隨機是指數據不是線性依次存儲，而是自由指定地址進行數據讀寫，通俗來說就是可以以任何順序訪問，而不管前一次訪問的是哪一個位置。ROM在系統停止供電的時候仍然可以保持數據，而RAM通常都是在掉電之后就丟失數據，典型的RAM就是計算機的內存。

RAM又分兩大類，一種稱為靜態RAM（Static RAM/SRAM），是一種具有靜止存取功能的內存，不需要刷新電路即能保存它內部存儲的數據，也就是說加電情況下，不需要刷新，數據不會丟失。SRAM速度非常快，是早期讀寫最快的存儲設備了，但是SRAM也有它的缺點，即它的集成度較低，相同容量的內存需要很大的體積，且功耗較大；同時它也非常昂貴，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一級緩存，二級緩存。另一種稱為動態RAM（Dynamic RAM/DRAM），DRAM 只能將數據保持很短的時間，為了保持數據，DRAM使用電容存儲，所以必須隔一段時間刷新（refresh）一次，如果存儲單元沒有被刷新，存儲的信息就會丟失（關機就會丟失數據）；它的速度也比SRAM慢，不過它還是比任何的ROM都要快，但從價格上來說DRAM相比SRAM要便宜很多，計算機內存就是DRAM的。

SDRAM又是在DRAM的基礎上發展而來，同時也是屬于DRAM中的一種。SDRAM即Synchronous DRAM，同步動態隨機存儲器，同步是指 Memory工作需要同步時鐘，內部命令的發送與數據的傳輸都以它為基準；

DDR SDRAM又是在SDRAM的基礎上發展而來，這種改進型的DRAM和SDRAM是基本一樣的，不同之處在于它可以在一個時鐘讀寫兩次數據，這樣就使得數據傳輸速度加倍了。這是目前電腦中用得最多的內存，而且它有著成本優勢。

也就是說我們現在使用的DDR SDRAM其實就是屬于DRAM的一種，在一些內存顆粒的廠家通常會把DDR SDRAM劃分到DRAM分類里面，如下圖一所示。

圖一

當然DDR還會根據它的不同應用分成其他的類型，如GDDR主要用于圖形處理，LPDDR主要用于低功耗等移動消費性電子，但萬變不離其宗，他們都是基于DDR的一些原理演變而來，根據大家的要求我們后續也會有專門的話題來介紹GDDR以及LPDDR。如下是另一家內存廠商根據不同應用市場的分類：

圖二

看了前面的一些介紹，大家是否對我們今天的主人公DDR的前世有了一些認識？那么問題來了，那么SDRAM和DDR SDRAM到底有哪些區別，等長怎么控？請從速率和PCB設計的角度來分析。

SDRAM與DDR SDRAM

SDRAM是比較久遠的事情了，但我們一說到它肯定不會和DDR混淆，我們通常理解的SDRAM其實是SDR SDRAM，為SDRAM的第一代，而DDR1則為第二代，乃至到我們現在使用的DDR4，其實為第五代SDRAM，在此需要澄清一下。

他們的本質區別就是周期操作方式（也稱時鐘采樣）的差異，這就導致后面設計上很大的不同。SDR都是“單數據傳輸模式”，這種內存的特性是在一個內存時鐘周期中，在一個波形上升沿時進行一次操作（讀或寫），而DDR則引用了一些新的設計及技術，其在一個內存時鐘周期中，在波形上升沿時進行一次操作，在方波的下降沿時也做一次操作，相當于在一個時鐘周期中，DDR則可以完成SDR兩個周期才能完成的任務，所以理論上同速率的DDR內存與SDR內存相比，性能要超出一倍，可以簡單理解為100MHZ DDR=200MHZ SDR。

至于SDR在設計上等長應該如何考慮，我想這個可能是大家最感興趣的問題了，雖然SDR的應用已經不多了，但還是經常有人會來問我們，下面采用個人覺得比較好的網友答復給大家也來個參考。

二羔子網友說：“雖然都叫同步動態隨機存儲器，但是在技術上有很大差別，sdram屬于第一代ram，ddr-sdram屬于第二代ram，運用的是double data rate和預存取技術，傳輸速率是第一代的兩倍以上。在layout時，sdram甚至不用做等長，高性能要求除外。”

山水江南網友說：“Sdram是共同時鐘同步，數據和時鐘信號不用等長，但有最長的要求，所以走線盡可能的短。”

還有其他的一些網友也有類似的觀點，我們比較同意這種說法，正常來說如果SDR頻率在100MHz以下，等長范圍可以較大，相對來講都可以不用刻意去控了，而如果頻率超過100MHz以上，在PCB設計上就需要特別注意了，可以通過一個準確的時序仿真來計算等長，我們的經驗法則是盡量控制所有信號的長度，在可控的情況下最好是長度不超過3inch。這個在高速先生前期的文章時序設計里面有說到，在此就不再解釋了。

好了，現在正式回到我們的DDR時代，如下圖一是SDR到DDR4的近似發展路線及速率圖。

圖三 DDR發展路線及速率圖

內存的傳輸速度得以快速提升，除了芯片制造工藝的進步之外，關鍵的技術就是雙倍數據速率以及預存取。實際上內存的內核頻率基本上是保持一致的，都是100MHz到200MHz之間。一般認為200MHz的內存內核頻率是當前技術的極限（超頻除外）。DDR技術使數據傳輸速度提升了一倍，如下圖所示， DDR在時鐘信號上、下邊沿同時采樣數據。這樣如果同樣是200MHz的時鐘，DDR可以達到400Mb/s的數據傳輸速度。

圖四 DDR的時序

預存取技術則有效提升了芯片內部的數據傳輸速度。預存取（Prefetch）增加了DDR存儲陣列的位寬，如圖五所示是DDR2和DDR3的預存取過程，可以看到，因為預存取從4比特提升到了8比特，所以相同的總線頻率和數據率下，DDR3的核心頻率是DDR2的一半。核心頻率降低，可以減小功耗，減少發熱量，提升內存工作穩定性。而同樣的內存核心頻率下，DDR3的總線頻率和數據率是DDR2的一倍。

圖五 DDR2和DDR3的預存取過程

前面說到了SDR和DDR的區別，那么DDR不同代之間的區別又是什么呢？即DDR的后一代相對于前一代的關鍵技術突破在哪里（DDRI到DDR4）？