每次电脑卡顿,手机提示内存不足时,你是否好奇过这些设备里到底藏着怎样的存储秘密?看似平凡的DRAM零件正悄悄经历一场巨变。
现代 DRAM 采用了 1T1C 的结构,包含 1 个晶体管和 1 个电容,数据被存储在晶体管的寄生电容中,例如,用电容有电荷表示“1”,无电荷表示“0”-1。

每个存储单元通过二维行列结构组织,读写请求的数据地址包含行地址和列地址-1。这些 DRAM 零件先是组成路(Bank),然后在路之上依次组织成芯片、秩、DIMM 和通道,最后与 CPU 连接-1。

咱们平时说的内存条,其实核心就是 DRAM。它的基本单元结构其实挺简单的,就是一个晶体管加一个电容,专业点叫 1T1C-1。
电容负责存电荷,有电代表“1”,没电代表“0”。晶体管就像个开关,控制着电容的充放电-1。
这些存储单元可不是随便堆在一起的,它们被排成整齐的行列结构。当你访问内存时,得先告诉它行地址,再告诉它列地址,这样才能找到具体的数据-1。这过程有点像在地图上找位置,先确定第几行,再找第几列。
我有个朋友曾经拆过旧电脑的内存条,看到上面一排排黑色的小方块,那就是 DRAM 芯片。每个芯片内部又有若干路,同一芯片中不同路共享控制线、地址线和数据线-1。
这些小芯片再组织起来,形成秩、DIMM,最后通过通道与 CPU 连接-1。这整个过程听着复杂,但目的只有一个:让 CPU 能快速找到它需要的数据。
DRAM 为啥叫“动态”随机存取存储器呢?这得从它的工作原理说起。动态是相对于静态而言的,主要是因为它需要不断刷新才能保持数据-4。
电容这东西有个毛病,它会慢慢漏电。所以即使你不读取数据,DRAM 也得定期给电容充电,防止数据丢失-4。
读取数据时,字线会被激活,一整行的存储单元都被打开。电容就会向位线充放电,这个过程会被读出放大器捕捉到-4。
放大器捕捉到微弱的电压波动后,会在本地还原出存储单元的电容电压,然后把数据暂存起来。有趣的是,读取过程本身会导致电容里的电荷变化,所以读完后还得把数据写回去-4。这就像是你从笔记本上抄了一段话,抄完后得把原句再描一遍,防止它消失。
每 64 毫秒,DRAM 就必须对存储单元进行一次全面刷新,这就是它“动态”特性的体现-4。要是没这个刷新过程,你的数据分分钟就消失了。
说到 DRAM 零件,很多人以为都差不多,其实它们分好多种类,应用场景也大不相同。主流的 DDR 系列已经发展到 DDR5,性能比前代提升了不少-2。
在嵌入式系统里,低功耗的 LPDDR 系列更受欢迎。我查到一个案例,有个 4K 多传感器摄像头解决方案,从 DDR4 迁移到 LPDDR5 后,功耗降低了约 41.2%-2。
除了这些常规的 DRAM,还有专门的高带宽内存 HBM。这东西主要用于 AI 加速和高性能计算,采用堆叠式设计,传输速度特别快-8。
不同 DRAM 零件的选择,其实是在容量、成本、能效和带宽之间做权衡。比如 HBM 虽然性能强,但价格也贵;DDR5 和 LPDDR5 性能相近,但后者更省电-2。
你可能不知道,DRAM 产业现在正进入一个被称为“准超级循环”的阶段-3。这名字听起来有点玄乎,其实就是说这个行业的景气周期会比以前更长。
以前 DRAM 产业差不多每三到四年一个循环,价格上蹿下跳的。但这回不一样了,AI 应用遍地开花,带动了 DRAM 的抢货潮-3。
AI 服务器中的 DRAM 用量,是传统服务器的三到五倍-3。这么大需求,难怪产业会火热起来。
市场正在快速转向 DDR5,因为只有 DDR5 能用于生产 HBM-3。三星、SK 海力士和美光这些大厂,都在把资源往高端产品线上倾斜-6。
不过,专家们还是挺谨慎的,虽然看好长期趋势,但还是先称之为“准超级循环”-3。毕竟全球供应链还在重组,地缘政治风险也没完全消除。
你有没有觉得,这几年技术更新特别快?DRAM 零件也不例外。平面 DRAM 的制程已经快碰到物理极限了,所以业界开始往立体化方向发展-8。
3D DRAM 成了新的技术热点,各大厂商都在积极布局-8。它的优势很明显,能在有限的面积内堆叠更多存储单元,实现更高的存储密度。
铠侠最近展示了一项新技术,使用氧化物-半导体沟道晶体管,可以实现高密度、低功耗的 3D DRAM-7。这种材料具有低关断电流特性,预计能降低刷新功耗-7。
更令人振奋的是,台湾的研究机构与业界合作,开发出了新型高密度、高带宽 3D DRAM-10。他们用氧化铟镓锌材料代替传统硅,进一步提升了性能-10。
3D DRAM 的制造工艺也在变革,价值链条从光刻转向高深宽比蚀刻、薄膜沉积与晶圆键合-8。这些变化可能会重塑整个产业链。
未来的 DRAM 零件将更加多样化,客制化产品会越来越多。像台湾的南亚科、华邦电等厂商,都在开发针对特定应用的 DRAM 产品-8。
这些客制化 DRAM 零件能够更好地满足 AI 服务器、AI PC、机器人等不同领域的需求-8。
从平面到立体,从通用到定制,DRAM 零件的进化之路正越走越宽。看似微小的存储单元,正在推动着整个数字世界的运转。
网友“科技探索者”提问:在选择内存时,我应该更看重DDR5的高带宽,还是LPDDR5的低功耗?这两类DRAM零件的主要区别在哪里?
这是个很实际的问题!DDR5和LPDDR5确实是现在市场上的两大主流选择。简单来说,DDR5主打高性能,适合台式机、服务器这些对带宽要求高、对功耗不太敏感的场景-2。它的工作电压是1.1V,速度很快,容量也大,单个DDR5 DIMM的容量现在能做到256GB-2。
而LPDDR5更注重能效,工作电压只有0.5V,所以特别省电-2。它的“L”就是“Low Power”的意思。像手机、平板、轻薄笔记本这些移动设备,用LPDDR5再合适不过了。我查到一个实际案例,有个4K摄像头方案从DDR4换到LPDDR5后,功耗直降41.2%-2。
具体怎么选,得看你的使用场景。要是组游戏电脑或者工作站,DDR5是优选;要是选轻薄本或手机,LPDDR5更合适。现在有些高端设备会两者结合使用,兼顾性能和续航。
网友“未来观察家”提问:听说3D DRAM是下一代技术,它比现在的DRAM强在哪里?大概什么时候能普及到消费级市场?
你的消息很灵通啊!3D DRAM确实是未来的方向。它的主要优势是密度高、功耗低。现在的平面DRAM制程已经接近物理极限了,很难再缩小-8。而3D DRAM通过垂直堆叠,能在同样面积内容纳更多存储单元-7。
这项技术能大幅提升存储密度,同时采用新材料的3D DRAM还有望降低刷新功耗-7。比如铠侠研究的氧化物-半导体沟道晶体管,关断电流超低,能有效减少功耗-7。
至于普及时间,业界估计可能还需要几年。三星、SK海力士、美光这些大厂都在积极布局-8。有外界预测,三星的3D DRAM最快可能2到3年内能见到实物-8。消费级市场可能会稍晚一些,估计要等到技术更成熟、成本降下来后才会普及。
网友“产业分析师”提问:最近国内也在发展存储产业,国产DRAM零件的技术水平如何?能否打破海外厂商的垄断局面?
这个问题很有深度!国产DRAM零件确实在快速发展中。从技术布局看,国内厂商已经涉足多个领域,包括企业级内存模组等-6。
在企业级存储市场,国产化确实是大势所趋-6。像江波龙、海普存储这些国内厂商,已经推出企业级内存条产品,并且实现了量产销售-6。虽然市场份额还不大,但已经实现了从0到1的突破-6。
在新技术方面,台湾的研发机构与厂商合作,开发出了新型高密度、高带宽3D DRAM,采用了氧化铟镓锌新材料-10。这项技术目前在全球都处于研发前沿-10。
要完全打破海外垄断还需要时间,毕竟三星、SK海力士和美光已经积累了多年技术和产能优势-3。但随着AI时代对DRAM需求的大幅增长,以及国内市场的支持和产业链的完善,国产DRAM零件的竞争力正在逐步增强-6。