DDR4實現(xiàn)的PCB架構進步

計算機技術領域的格局一直在不斷變化。隨著新標準的出現(xiàn)，需要改變設備架構。在解決從DDR3到DDR4 的世代標準更改時，該說法同樣正確。

隨機存取存儲器的這些進步也帶來了整體性能的顯著提高。因此，要利用最新的RAM，就需要PCB設計上的改變。就像USB標準從USB 2.0升級到USB 3.0一樣。隨著對更大處理能力，更好性能和更高水平功能的需求不斷推動行業(yè)發(fā)展，這些類型的變化是連續(xù)且必要的。

盡管大多數(shù)人不會注意到或看到PCB設計所需的必要體系結構更改，但這并不會減少這些關鍵更改的重要性。

DDR4實現(xiàn)需要哪些PCB布局更改？

DDR4或Double Data Rate 4有兩種不同的模塊類型。So-DIMM或小型雙列直插式內存模塊（260針）已在便攜式計算設備（如筆記本電腦）中使用。另一種模塊類型是在臺式機和服務器等設備中使用的DIMM或雙列直插式內存模塊（288針）。

因此，架構的第一個變化當然是由于引腳數(shù)。先前的版本（DDR3）將240針用于DIMM，將204針用于So-DIMM。鑒于前面提到的，DDR4在其DIMM應用中使用了288針。隨著引腳或觸點的增加，DDR4提供了更高的DIMM容量，增強的數(shù)據(jù)完整性，更快的下載速度以及更高的電源效率。

伴隨著整體性能的提高，還采用了弧形設計（底部），可實現(xiàn)更好，更安全的連接，并提高安裝過程中的穩(wěn)定性和強度。另外，有一些基準測試證實DDR4可以將性能提高50％，并可以達到3200 MT（每秒兆傳輸）。

此外，盡管使用較少的功率，但仍可實現(xiàn)這些性能提升；1.2伏特（每個DIMM），而不是其先前版本的1.5到1.35伏特要求。所有這些變化意味著PCB設計人員必須重新評估其設計方法以實現(xiàn)DDR4。

DDR4 PCB設計指南

可以理解，如果您希望電子設備或組件以最佳水平運行，則需要精確而準確的PCB設計，其中包括DDR4的實現(xiàn)。除了對設計準確性的要求外，還必須遵守當今的內存要求。

PCB設計人員還必須考慮其他各種因素。例如空間分配和關鍵連接。還需要管理初始設計階段，因為設計必須滿足布線拓撲和設計規(guī)范才能成功實現(xiàn)。

PCB應遵循布線和最佳實踐（PCB）來有效管理數(shù)據(jù)。如果與該實踐有任何偏差，可能會導致多個問題，包括磁化率和輻射發(fā)射。PCB設計人員還應利用適當?shù)募夹g進行大規(guī)模扇出，高邊沿速率以保持低誤碼率以及1.6至3.2 Gbps的數(shù)據(jù)范圍。同樣，如果沒有適當?shù)脑O計技術，您的PCB將遇到信號完整性問題，并導致串擾和由此產(chǎn)生的（過度）抖動。

DDR4布線準則以及長度和間隔規(guī)則

在PCB設計中，要獲得最佳的布線路徑，既需要正確安裝DIMM接口，也需要正確使用存儲芯片。通常，DDR4 SDRAM需要較短的路徑和適當?shù)拈g隔，以實現(xiàn)峰值時序和最佳信號完整性。PCB設計人員還應在相關信號組中采用引腳交換。另外，在實現(xiàn)過程中，應避免在空隙上路由信號，避免信號層彼此相鄰以及參考平面分裂。

同時，還應在可行的情況下在電源層或適當?shù)慕拥兀?/span>GND）之間路由存儲接口信號。此外，您可以通過在同一層的同一字節(jié)通道組中路由DQ（輸入/輸出數(shù)據(jù)），DQS（數(shù)據(jù)選通）和DM（數(shù)據(jù)掩碼）信號來幫助減少或消除傳輸速度差異。而且，由于時鐘信號的傳播延遲比DQS信號更長，因此時鐘信號走線通常需要比雙列直插式存儲模塊中最擴展的DQS走線更長的長度。

最后，必須記住，每個板的堆疊都是不同的，間距要求也是如此。因此，有必要利用場求解器（Clarity 3D Solver）在關鍵信號之間建立低于-50dB的串擾。注意：DQS的時鐘沒有長度要求，但是命令/控制/地址的時鐘確實有長度要求。但是，長度要求取決于材料的Dk（介電常數(shù)）和每個SDRAM的負載。

DDR4層分配和數(shù)據(jù)通道參考

可以將DQS，DQ和DM網(wǎng)絡分配給堆疊中任何可用的內部帶狀線層。而地址/命令/控制和時鐘應在更靠近SDRAM的層上進行路由，以通過耦合最小化。

地址/命令/控制SDRAM通孔應在每個SDRAM處添加接地的通孔（陰影通孔），以減少通孔耦合。

另外，根據(jù)控制器的地址和控制參考功率或接地。應該注意的是，DIMM具有地址和控制參考功率，而板載BGA（球柵陣列）很少具有地址和控制參考功率。

DDR4與其前身（DDR3）一樣，在考慮實現(xiàn)時也需要一種新的設計方法。顯然，在設計要求方面有幾項更改以適應升級后的性能，這是創(chuàng)新的副作用。但是，遵循適當?shù)脑O計和拓撲技術將使這個新的，當前的世代標準產(chǎn)生最高的性能。