DDR4 (PC4) là thế hệ tiếp theo của DDR3 SDRAM với nhiều cải tiến nổi bật về mức tiêu thụ điện năng, tốc độ và dung lượng bộ nhớ. Vậy DDR4 SDRAM là gì? Ưu nhược điểm của RAM DDR4 so với các thế hệ trước ra sao? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của loại RAM này như thế nào, hãy cùng bài viết tìm hiểu nhé.

DDR4 SDRAM là gì?

Khi yêu cầu về hiệu suất, băng thông ngày càng tăng và DDR3 đã đạt đến giới hạn của nó, một thế hệ DDR SDRAM mới đã xuất hiện. DDR4 SDRAM cung cấp cải thiện tính toàn vẹn của dữ liệu, tăng dung lượng DIMM và tiêu thụ điện năng thấp hơn.

DDR4 (PC4) SDRAM là thế hệ thứ tư của DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM – RAM động đồng bộ tốc độ dữ liệu kép). Chuẩn DDR4 lần đầu ra mắt vào năm 2012 và đang được sử dụng một cách rộng rãi hiện nay trên các thiết bị như PC, laptop.

DDR4 hoạt động ở điện áp 1,2 Volt với tốc độ Bus cực cao từ 1600, 1866, 2133, 2400, 2666, 3200MHz, 4266MHz. Ngoài ra một số nhà sản xuất thậm chí còn làm cho thanh RAM DDR4 tốc độ siêu cao lên đến 4800MHz.

Dung lượng tối đa trên mỗi thanh DDR4 cũng cao hơn nhiều so với RAM DDR3, nó có thể lưu trữ 512 GB.

Các dòng CPU thông dụng hiện nay chỉ hỗ trợ băng thông nhỏ hơn 46 GB/s, tương ứng với hai kênh RAM. Tức là người dùng chỉ cần lắp hai thanh RAM DDR4 – 2933 MHz là có thể sử dụng hết băng thông của CPU. Bus RAM nhanh hơn sẽ ít ảnh hưởng đến tốc độ xử lý của CPU.

Cấu tạo của DDR4 SDRAM

Thoạt nhìn thì DDR4 SDRAM có vẻ không khác biệt đáng kể so với DDR3 . Tuy nhiên để tránh vô tình lắp nhầm loại bộ nhớ, rãnh khóa của DDR4 đã được di chuyển sang vị trí khác.

Mỗi thanh RAM có tới 288 chân thay vì 240 chân như DDR3. Phần dưới của PCB được thiết kế theo hình dạng hơi cong để cải thiện độ bền và khả năng tiếp xúc điện.

Nguyên lý hoạt động của DDR4 SDRAM

Thông thường, một phần dữ liệu được truyền tải cho mỗi chu kỳ. Tuy nhiên, chu kỳ nào cũng có lúc đi lên và đi xuống. Do đó, DDR sẽ tận dụng điều này bằng cách gửi dữ liệu cả lên và xuống. Nguyên lý hoạt động này được áp dụng vì mô-đun RAM có thể xác định vị trí của xung nhịp bất kỳ lúc nào.

Tuy nhiên DDR4 hoạt động theo một cách khác. Mạng lưới của bộ nhớ được chia thành nhóm bank group. Điều này giúp tìm nạp trước các phần mềm khác nhau của RAM cùng một lúc, làm cho nó nhanh hơn DDR3.

Do mạng lưới bộ nhớ bên trong chạy với tốc độ chậm hơn Bus ngoài và gửi nhiều dữ liệu “tìm nạp trước” hơn mỗi chu kỳ, nó giúp kiểm soát mức điện năng không vượt ngưỡng quá cao. Cùng với kích thước die nhỏ hơn, thế hệ DDR4 SDRAM yêu cầu ít điện năng hơn các thế hệ trước.

Ưu nhược điểm của DDR4 SDRAM

Ưu điểm

Tốc độ

Tốc độ của RAM DDR4 nhanh hơn đáng kể so với RAM DDR3. Điều này cũng đồng nghĩa là dữ liệu sẽ được truyền nhanh hơn giữa RAM, CPU và các thành phần khác, tăng hiệu năng của PC, laptop.

Mức tiêu thụ điện năng

RAM DDR4 sử dụng ít năng lượng hơn RAM DDR3 với mức tiêu thụ điện năng ít hơn tới 40% và chỉ yêu cầu 1,2V cho mỗi mô-đun.

Dung lượng

Do hỗ trợ công nghệ xếp chồng và khuôn mật độ cao hơn, DDR4 SDRAM có thể tạo ra các mô-đun bộ nhớ đơn dung lượng cao với dung lượng lên đến 512GB. Trong khi RAM DDR3 ngày nay chỉ có 128GB. Dung lượng lớn của bộ nhớ DDR4 sẽ giúp tăng khả năng đa nhiệm.

Tính tương thích

DDR4 SDRAM có tính tương thích cao với các loại bộ vi xử lý mới nhất. DDR4 SDRAM có thể hoạt động với các bộ vi xử lý Intel Core thế hệ thứ 6 và thứ 7 cũng như các bộ vi xử lý AMD Ryzen 5.

Độ tin cậy

DDR4 SDRAM là sản phẩm với những cải tiến về khả năng dự phòng theo chu kỳ, phát hiện chẵn lẻ lệnh và địa chỉ trên chip và tính toàn vẹn của tín hiệu được nâng cao. Vì vậy, đây là sản phẩm DDR đáng tin cậy nhất trên thị trường hiện nay.

Nhược điểm

Giá thành

DDR4 SDRAM có giá thành cao hơn so với DDR3 SDRAM và DDR2 SDRAM. Điều này là do DDR4 SDRAM sử dụng công nghệ sản xuất mới và phức tạp hơn.

Tính tương thích

DDR4 SDRAM không tương thích ngược với các thế hệ RAM trước như DDR3 SDRAM và DDR2 SDRAM. Điều này có nghĩa là bạn không thể sử dụng DDR4 SDRAM trên các bo mạch chủ hoặc máy tính cũ hơn.

Tốc độ

Mặc dù DDR4 SDRAM có tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn so với DDR3 SDRAM nhưng trong một số trường hợp tốc độ của nó có thể chậm hơn. Điều này xảy ra khi DDR4 SDRAM được sử dụng với các bộ vi xử lý cũ hơn hoặc khi nó được sử dụng với các ứng dụ không đòi hỏi tốc độ cao.

Phụ thuộc vào CPU

Hiện tại chỉ có một số bo mạch chủ và CPU cao cấp tương thích với RAM DDR4. Ví dụ: bộ xử lý Core i7-59XX và 58XX hoặc bộ xử lý dòng Intel Skylake mới hơn, cả phiên bản máy tính để bàn và máy tính xách tay, với chipset H110, Q150, B150, Q170, H170 và Z170.

Dễ bị thay thế bằng các dòng RAM mới hơn

Hiện nay, với sự ra đời của DDR5, nguy cơ bị thay thế của bộ nhớ DDR4 là rất cao. Nguyên nhân đơn giản là do DDR5 có nhiều ưu điểm vượt trội hơn so với DDR4 SDRAM như hỗ trợ tốc độ dữ liệu cao, tiết kiệm điện năng hơn và hỗ trợ dung lượng bộ nhớ lớn hơn nhiều.

Các loại RAM DDR4

• DDR4-2133 hay PC4-17000: Clock 1067MHz, Bus 2133MHz với 17064MB/s bandwidth.
• DDR4-2400 hay PC4-19200: Clock 1200MHz, Bus 2400MHz với 19200MB/s bandwidth.
• DDR4-2666 hay PC4-21300: Clock 1333MHz, Bus 2666MHz với 21328MB/s bandwidth.
• DDR4-3200 hay PC4-25600: Clock 1600MHz, Bus 3200MHz với 25600MB/s bandwidth.