記憶體演變－Working Notes-My Work Diary

SRAM - DRAM

靜態隨機存取記憶體（SRAM）與動態存取記憶體（DRAM）是記憶體的兩種分類。在 SRAM 中，透過六個電晶體記憶單元構成的狀態儲存資料。SRAM 經常用來作為處理器（CPU）的快取記憶體。使用者通常無法替換 SRAM。

DRAM 使用由電晶體與電容器組構成的單一 DRAM 單元來儲存資料。DRAM 生產成本較低，但速度略慢於 SRAM。多數使用者可替換的記憶體模組為 DRAM。

ECC

修正錯誤記憶體（ECC Memory）是一種具備額外技術以偵測並更正隨機錯誤的 DRAM。使用者可替換 ECC 記憶體，但其需與其他電腦硬體相容。(查主機板說明書)

SDRAM（同步動態隨機存取記憶體）是為了因應其他電腦元件速度提升所研發。在此之前，記憶體必須為非同步，也就是獨立於處理器運作。同步記憶體將記憶體模組的回應與系統匯流排進行同步。

DDR

當其他電腦元件提升速度時，記憶體速度也同時需要增加。於是出現了雙倍資料率（或稱 DDR），相較於前一代的單倍資料率（SDR）技術，DDR 不僅更快，同時也比 SDR 更節能。

記憶體技術持續發展。下一代的記憶體 DDR2 比最初的 DDR 更快且更節能。DDR3 與 DDR4 亦持續著相同趨勢。之後每一代都更加快速、耗能更低。

記憶體必須與電腦系統中其他元件相容。一般而言，元件在生產時會以當時的最高標準製造，但同時預期技術會持續改變。為避免使用者插入不相容的記憶體，每一代記憶體的實體外觀都不相同。這些外觀差異是整個記憶體產業的標準。

GDDR

GDDR是圖形用，也就是給顯卡用的，他們都是隨機記憶體。其實DDR和GDDR的差別在早期並不大，第一代及第二代的DDR和GDDR顆粒甚至是可以通用的。

但是隨著硬體性能的發展，不同硬體之間性能的差異也越來越大，顯卡記憶體隨英偉達和AMD對記憶體標準有更高的要求，GDDR3和DDR3的晶片就不再通用。
GDDR發展方向為更大的頻寬，提供大量少次的資料傳輸
記憶體和顯卡在不同性能上的需求。DDR搭配CPU，對不用類型的任務作出更快的反應，要求是快速地傳輸少量資料；而GDDR搭配顯卡要盡可能高的輸送量，傳輸大量的資料。

也就導致了DDR和GDDR向不同的方向發展，GDDR記憶體針對儲存有關圖形的資料進行優化，承受更大的輸送量，而DDR針對CPU進行優化，儲存正在處理的應用程式和資料，擁有更低的延遲。
GDDR發展出了更多代數，擁有極高的頻寬，但價格高，成為“吸金怪獸”，而DDR的代數雖然少，但是顆粒價格低。

因為其頻寬不同所以顯卡可以有上百個核心遠多於CPU的核心。而大多數顯卡的記憶體容量卻低於電腦記憶體，就是和性能及成本有關。
DDR和GDDR發展到現在，歸根結底就是頻寬和延遲的區別，而記憶體和記憶體顆粒也並不是完全不能通用，而是由於定位不同會使性能和成本受到很大的影響。

HBM

高頻寬記憶體（英文：High Bandwidth Memory，縮寫HBM）是三星電子、超微半導體和SK海力士發起的一種基於3D堆疊工藝的高效能DRAM，適用於高記憶體頻寬需求的應用場合，像是圖形處理器、網路交換及轉發裝置（如路由器、交換器）等。首款使用高頻寬記憶體的裝置是AMD Radeon Fury系列顯示核心。
2013年10月，高頻寬記憶體正式被JEDEC採納為業界標準。第二代高頻寬記憶體（HBM2）於2016年1月被JEDEC採納。NVIDIA在該年發表的新款旗艦型Tesla運算加速卡 —— Tesla P100、AMD的Radeon RX Vega系列、Intel的Knight Landing也採用了第二代高頻寬記憶體。
相比較DDR4或GDDR5而言，高頻寬記憶體以更小的體積、更少的功率達到了更高的頻寬。這是由堆積至多八塊DRAM裸晶（即三維積體電路）的方式達成的，此方法搭載了通過矽穿孔（TSV）及微突起相連接的可選基底裸晶，附帶記憶體控制器。高頻寬記憶體技術原理上與美光科技開發的混合記憶體立方體介面類似，但不相容。
高頻寬記憶體記憶體匯流排與其他DRAM記憶體（如DDR4或GDDR5）相比更加寬闊。在擁有四塊DRAM裸晶的高頻寬記憶體堆（4-Hi）上，每個裸晶均有兩條128位元的信道，四塊加起來總共有八條。搭載四塊4-Hi高頻寬記憶體堆的圖形卡（GPU）將擁有4096位元寬的記憶體匯流排。做個比較，GDDR記憶體給圖形顯示卡的信道寬度為32位元，其記憶體介面則為512位元。高頻寬記憶體最高支援每個封裝4GB的記憶體。
相比較DDR4或GDDR5而言，記憶體的最大連接數越多，高頻寬記憶體就需要以更新的方法連接至圖形處理器（或其他處理器）。AMD和輝達均使用為特定目的打造的矽片——插入器，來連接記憶體及圖形處理器。插入器需要將記憶體與處理器放置在相鄰的位置，以減短記憶體路徑。但由於半導體器件製造的製造費用比印刷電路板的高出不少，客戶也需花費更多金錢購買此類產品。
介面

高頻寬記憶體DRAM需要將宿主計算裸晶與分為多個獨立信道的分散式介面緊密結合起來。這些信道相互之間完全獨立，且不一定同步。高頻寬記憶體DRAM使用寬介面架構來執行高速、節能的計算操作。高頻寬記憶體DRAM使用500 MHz的差分時鐘 CK_t / CK_c（字首「_t」表示「真」（True）、「正值」（Positvie）及差分對組件（Components of differential pair），「_c」則代表「互補」部分（Complementary））。指令在CK_t和CK_c的訊號上升沿註冊。每個信道以雙資料速率（DDR）管理128位元的資料匯流排。高頻寬記憶體支援每針1 GT/s（1位元）的傳輸速率，總體封裝頻寬則能達到128 GB/s。
HBM2
第二代高頻寬記憶體（HBM2）指定了每堆8個裸晶及每訊框傳輸速度上至2 GT/s的標準。為保持1024位元寬的訪問，第二代高頻寬記憶體得以在每個封裝中達到256GB/s的記憶體頻寬及上至8GB的記憶體。業界預測第二代高頻寬記憶體對極其需要效能的應用程式，如虛擬實境，至關重要。
2016年1月19日，三星集團宣布進入大量生產第二代高頻寬記憶體的早期階段，每堆擁有高達8GB的記憶體。SK海力士同時宣布於2016年8月發布4GB版本的記憶體。
2018年下半年，JEDEC宣布升級第二代高頻寬記憶體標準，提升頻寬及其能力。官方標準中明確每堆最高307GB/s（有效資料速率則為2.4Tbit/s），但就實際而言，市面上已早有以此速度執行的產品。除此之外，標準還添加了對12-Hi堆的支援，使每堆24GB的記憶體成為可能。
HBM2E是高頻寬方案產品，適合滿足高效能運算(HPC)、人工智慧(AI)等運算密集應用的極高記憶頻寬需求。HBM2E常用來替代GDDR6與GDDR6X SGRAM等廣為應用、同樣也提供高頻寬的記憶體。表1比較兩種技術的關鍵特性。
HBM3
第三代高頻寬記憶體（HBM3）於2016年正式發布，此代標準擴大了記憶體容量、提升了記憶體頻寬（512GB/s或更高）並降低了電壓與價格。人們猜測高頻寬記憶體的密度增加是因為裸晶數量及其密度的增加導致。業界尚未宣布正式發布日期。三星專家預測在2020年前進行第三代高頻寬記憶體的量產。
HBM4
為了打造能進行百億億次計算的高效能電腦，慧與科技預測OPGHC HBM3+及HBM4將在2022年至2024年間發布。更為強大的堆疊能力及更高的物理密度理論上應能讓每塊插槽的可定址記憶體及執行速度更上一層樓。HBM3+的計劃速度為4 TB/s，每塊插槽的計劃可定址記憶體（做個類比，AMD的高端EPYC晶片在每個插槽上可以150GB/s的速度定址）。[18]有了32 Gbit（4 GB）的DRAM裸晶，再加上HBM3+每堆上的16片裸晶，每個HBM3+組件理論上能提供64GB的容量。