DDR4 SDRAM

DDR4 SDRAM
Double Data Rate 4 Synchronous Dynamic Random-Access Memory

Modul UDIMM DDR4-2666 1,2 V berkapasitas 16 GB
Pengembang	JEDEC
Jenis	Memori akses acak dinamis sinkron
Generasi	Generasi ke-4
Tahun rilis	2014
Spesifikasi teknis
Standar kecepatan	DDR4-1600 (PC4-12800) DDR4-1866 (PC4-14900) DDR4-2133 (PC4-17000) DDR4-2400 (PC4-19200) DDR4-2666 (PC4-21300) DDR4-2933 (PC4-23466) DDR4-3200 (PC4-25600)
Frekuensi clock bus	800–1600 MHz
Waktu siklus	0,625–1,25 ns
Kedalaman prefetch	8n (dengan Bank Groups)
Laju transfer data	1600–3200 MT/s
Lebar pita puncak	12,8–25,6 GB/s
Tegangan nominal	1,2 V (referensi)
Pendahulu	DDR3 SDRAM (2007)
Penerus	DDR5 SDRAM (2020)

DDR4 SDRAM (singkatan dari bahasa Inggris: Double Data Rate 4 Synchronous Dynamic Random-Access Memory) adalah antarmuka sirkuit terpadu memori akses acak dinamis sinkron berkecapatan tinggi yang distandardisasi oleh JEDEC pada September 2012 melalui publikasi JESD79-4.^[1] DDR4 dirilis ke pasar komersial pada pertengahan 2014 sebagai penerus dari DDR3 SDRAM, menghadirkan peningkatan laju transfer data, densitas modul yang lebih padat, serta efisiensi konsumsi daya listrik yang lebih hemat.^[2]

DDR4 tidak kompatibel secara fisik maupun elektrik dengan generasi-generasi memori sebelumnya akibat perbedaan tegangan pensinyalan, jarak antarpin, serta letak celah pemandu mekanis. Di pasar komputer konsumen, adopsi massal DDR4 didorong oleh peluncuran platform prosesor Intel Core generasi Haswell-E dan Skylake, serta lini prosesor Ryzen berbasis soket AM4 dari AMD.^[3] Standar ini mendominasi industri PC sepanjang akhir dekade 2010-an sebelum posisinya digantikan oleh DDR5 SDRAM.

Karakteristik teknis

Arsitektur Bank Group dan prefetch

Berbeda dari lompatan generasi sebelumnya yang selalu melipatgandakan ukuran pengambilan data awal (prefetch), DDR4 mempertahankan kedalaman prefetch dasar sebesar 8n (sama seperti DDR3). Namun, DDR4 memperkenalkan arsitektur pembagian kelompok bank memori yang disebut Bank Groups.^[1]

Pada DDR4, 16 bank memori internal dibagi menjadi 2 atau 4 kelompok (bank groups). Akses berurutan ke bank yang berada dalam kelompok berbeda dapat dilakukan jauh lebih cepat tanpa terhalang waktu tunda pemulihan internal, di mana siklus penundaan kolom-ke-kolom antarkelompok berbeda ( t C C D − S {\displaystyle t_{\mathrm {CCD-S} }} ) jauh lebih singkat dibandingkan penundaan dalam kelompok yang sama ( t C C D − L {\displaystyle t_{\mathrm {CCD-L} }} ). Melalui mekanisme ini, pengontrol memori dapat menyelingi instruksi baca dan tulis antarkelompok bank secara kontinu, menghasilkan lebar pita riil yang jauh lebih tinggi.

Efisiensi daya dan tegangan operasi

DDR4 beroperasi pada tegangan pasokan nominal 1,2 V, turun 20% dibandingkan DDR3 standar (1,5 V) dan masih lebih hemat dibandingkan modul voltase rendah DDR3L (1,35 V). Untuk menyuplai tegangan pengaktifan gerbang baris sel memori (wordline boost), DDR4 menambahkan rel pasokan tegangan sekunder tersendiri sebesar 2,5 V yang dikenal sebagai V PP {\displaystyle V_{\text{PP}}} (atau ditulis V_PP).^[4]

DDR4 juga mengadopsi standar pensinyalan antarmuka I/O baru bernama Pseudo Open Drain (POD12) pada pin data (DQ). Teknologi yang diadaptasi dari memori grafis GDDR5 ini meminimalkan arus listrik statis karena saluran logika hanya menarik daya aktif saat mentransmisikan bit data bernilai rendah (0).^[5]

Faktor bentuk fisik dan pin melengkung

• DIMM 288-pin (Desktop): Memiliki panjang standar 133,35 mm dengan jumlah pin bertambah menjadi 288 pin (jarak kerapatan pin menyempit dari 1,0 mm menjadi 0,85 mm). Papan modul DDR4 memiliki ketebalan 1,2 mm (meningkat dari 1,0 mm pada DDR3) untuk menampung lapisan jalur sinyal ekstra.
• Konektor tepi melengkung (Curved edge connector): Modul DIMM DDR4 memiliki desain tepi kontak bawah yang sedikit melengkung menyerupai busur—bagian tengah modul lebih panjang beberapa milimeter dibanding kedua ujungnya. Desain ini bertujuan menurunkan tekanan gaya tekan saat modul ditancapkan ke slot papan induk (insertion force), sekaligus memastikan pin-pin sinyal terhubung secara bertahap demi keandalan kelistrikan.^[6]
• SO-DIMM 260-pin (Laptop): Digunakan untuk komputer jinjing dengan modul berukuran lebar 69,6 mm dan memuat 260 pin kontak (naik dari 204 pin pada DDR3 SO-DIMM).

Fitur integritas sinyal dan keandalan

DDR4 memperkenalkan berbagai fitur pemeriksaan galat tingkat lanjut langsung di tingkatan sirkuit terpadu:

• CRC (Cyclic Redundancy Check): Pemeriksaan redundansi siklik pada bus data untuk mendeteksi distorsi sinyal saat pengiriman data tulis.
• Paritas bus perintah dan alamat: Memverifikasi keutuhan sinyal instruksi kontrol guna mencegah terjadinya eksekusi alamat memori yang keliru.
• Data Bus Inversion (DBI): Fitur pembalikan bit bus data untuk mengurangi jumlah pin yang mentransmisikan logika rendah secara serentak, menekan kebisingan sinyal kelistrikan (ground bounce), serta menghemat daya.

Spesifikasi standar JEDEC

JEDEC menetapkan tingkatan resmi untuk keping chip dan modul DDR4 unbuffered (UDIMM):^[1]

Standar chip	Clock bus I/O (MHz)	Laju transfer (MT/s)	Standar modul	Lebar pita puncak (GB/s)	Waktu siklus (ns)	Latensi CAS standar (CL-tRCD-tRP)
DDR4-1600	800	1600	PC4-12800	12,8	1,25	10-10-10 / 11-11-11 / 12-12-12
DDR4-1866	933,3	1866	PC4-14900	14,9	1,07	12-12-12 / 13-13-13 / 14-14-14
DDR4-2133	1066,6	2133	PC4-17000	17,0	0,937	14-14-14 / 15-15-15 / 16-16-16
DDR4-2400	1200	2400	PC4-19200	19,2	0,833	15-15-15 / 16-16-16 / 17-17-17
DDR4-2666	1333,3	2666	PC4-21300	21,3	0,75	17-17-17 / 18-18-18 / 19-19-19
DDR4-2933	1466,6	2933	PC4-23466	23,4	0,682	19-19-19 / 20-20-20 / 21-21-21
DDR4-3200	1600	3200	PC4-25600	25,6	0,625	20-20-20 / 22-22-22 / 24-24-24

Di luar spesifikasi standar JEDEC di atas, modul memori performa tinggi untuk keperluan komputasi antusias dan permainan video memanfaatkan profil Intel XMP 2.0 untuk beroperasi pada frekuensi di atas standar pabrikan, seperti DDR4-3600, DDR4-4000, hingga melampaui DDR4-4800 melalui penyesuaian voltase operasional (hingga 1,35–1,45 V).^[7]

Perbandingan dengan generasi pendahulu dan penerus

Parameter	DDR3 SDRAM	DDR4 SDRAM	DDR5 SDRAM
Tahun peluncuran	2007	2014	2020
Arsitektur prefetch	8n	8n + Bank Groups	16n
Tegangan nominal	1,5 V (1,35 V DDR3L)	1,2 V (ditambah VPP 2,5 V)	1,1 V
Pin DIMM (Desktop)	240 pin (lurus)	288 pin (melengkung)	288 pin (lurus, tata letak beda)
Pin SO-DIMM (Laptop)	204 pin	260 pin	262 pin
Laju transfer standar	800–2133 MT/s	1600–3200 MT/s	3200–8800 MT/s
Kapasitas modul tunggal	Hingga 16 GB (32 GB ECC)	Hingga 64 GB (128 GB ECC)	Hingga 128 GB (256 GB ECC)
Kanal komunikasi	1× kanal 64-bit	1× kanal 64-bit	2× subkanal 32-bit

Penerus

Standar penerus DDR4 adalah DDR5 SDRAM, yang dipublikasikan oleh JEDEC pada Juli 2020 melalui standar JESD79-5.^[8] DDR5 memindahkan pengatur daya listrik terpadu (PMIC) langsung ke papan PCB modul, membagi bus data menjadi dua subkanal mandiri 32-bit, mengintegrasikan fitur *On-Die ECC*, serta melipatgandakan kecepatan transfer dasar mulai dari 4800 MT/s.

Lihat pula

• RAM
• DDR SDRAM
• DDR2 SDRAM
• DDR3 SDRAM
• DDR5 SDRAM
• DDR6 SDRAM
• Arsitektur memori multi-kanal

Referensi

Pranala luar

• Standar Resmi JEDEC DDR4 SDRAM (JESD79-4D)