作為現代計算機的基礎，馮·諾依曼體系結構的計算機主要由運算器、控制器、存儲器和輸入輸出設備組成，其中存儲器在現代計算機裡面指的就是內存和硬碟。
內存的主要作用就是處理器與外部之間進行通訊的時候，作為一個臨時放置數據的緩衝區使用。早期的計算機並沒有內存，是隨著CPU的性能提高而產生，然後不斷發展的。特別是21世紀以來，內存的頻率得到了極大的提升，帶寬的增加使得內存性能大幅度提高，這個幅度是驚人的。
平時我們常說的DDR4-4266隱含的意思是內存頻率達到了4266MHz，要知道十年前，市場上主流的內存產品也就DDR3-1333，從表面上看，市場上售賣的內存頻率的提升都三倍有餘了，比這段時間的CPU頻率提升還誇張。
事實上真的如此嗎？下面會向大家介紹內存頻率的發展變化，到底是怎麼做到的。
SDR SDRAM：66MHz-133MHz
在此之前的上古時代太久遠，技術上的差別可以把這部分略過，所以從插座變成DIMM的SDR SDRAM開始。如果對內存以往的歷史感興趣，可以通過我們以前的《超能課堂：從KB到GB，內存條所經過的7個歷程》去了解。
SDR SDRAM（Single Data Rate SDRAM）就是一般所說的同步動態隨機存取內存，使用插座是DIMM（Dual In-line Memory Module），其插座的接口為168Pin，金手指單邊84Pin。內存的長和高分別是133.35mm和30.48mm，電壓3.3V。內存的頻率和CPU外頻同步，64bit的位寬也和當時CPU的總線一致，使用單內存電腦就可以正常工作了。
最早的SDR SDRAM內存規格是PC66，顧名思義頻率就是66MHz。隨後提高到100MHz（俗稱PC100），最後市場主流定格在133MHz（JEDEC文檔裡的PC133規範）。和PC66/PC100不同，PC133規範最初並不是由英特爾主導制定的，是威盛（VIA）聯合三星、現代、日立、西門子、Micron、LG和NEC等公司提出的，這涉及到業界各廠商和英特爾（計劃全力推廣RDRAM內存接任）之間的一場利益之爭，這場世紀之交的大戰堪稱十八路諸侯討董卓。
1999-2000年憑藉PC133規範，威盛分別在英特爾和AMD平臺推出了Apollo Pro 133(693A)/Apollo Pro 133(694X)和KX133/KT133(A)晶片組，佔據了晶片組市場的半壁江山。後來市場上曾出現標稱PC150（150MHz）的內存，這是非標準規範，主要提供給超頻愛好者使用。Kingmax後期採用了BGA封裝生產的PC133/PC150 SDRAM內存（很多廠商到DDR2才使用BGA封裝）在外觀上已經很現代了，畢竟是20年前的產品，特別是對比前任EDO內存。
PC133也只是權宜之計，CPU對內存的性能需求已經到達一個瓶頸，雖然末期有廠商推出了稱為PC166的高頻率內存，但SDRAM已是強弩之末，再怎麼折騰也提升有限，使用更快更強的新內存去滿足新一代CPU是必然的。
如果說SDR SDRAM是現代內存的鼻祖，那麼PC100規格的SDRAM內存就是日後內存發展的起點。
Rambus DRAM：600MHz-1066MHz
RDRAM的全稱是Rambus DynamicRandom Access Memory，是由Rambus主導研發的內存規格，採用184Pin的RIMM插槽，電壓2.5V。在參與制訂完PC100 SDRAM後，如日中天的英特爾非常自信地認定RDRAM在技術上遙遙領先，欽定RDRAM成為其平臺下一代內存的標準，並在1999年9月開始在Pentium III平臺推出相關的晶片組，最高支持PC800 RDRAM內存。
Rambus和JEDEC之間關係並不好，同時授權費高昂，加上英特爾的強勢，讓夾在中間的廠商相當煎熬，有的甚至放棄不去做RDRAM。事實上RDRAM內存真的是太貴了，完全不是普通用戶可以承受的。更無語的是，如果RDRAM內存數量不能插滿主板的內存插槽，還要額外購買特殊空白卡插上去填滿，電腦才能正常工作。這又多了一筆額外的花銷，而且很麻煩。
從技術規格來說，RDRAM確實比當時市場上主流的PC-100 SDRAM內存領先很多，其特點就是頻率非常高，所以帶寬優勢明顯。雖然位寬只有16bit，低於SDR SDRAM的64bit，但是引入RISC思路設計的特殊架構，使得內存頻率可以達到驚人的400MHz（高頻率導致發熱量大不得不穿馬甲），同時數據一周期內兩次傳輸，也就是說等效頻率800MHz，後來還提高到PC1066 RDRAM（i850E晶片組支持），頻率方面是市場上一般PC100/PC133 SDRAM內存難以企及的高度。
而且使用RDRAM內存的晶片組已開始支持雙通道了（例如i840/i850晶片組），雙通道PC800/PC1066 RDRAM的帶寬分別達到3.2GB/s和4.2GB/s，相比起來PC100/PC133 SDRAM的帶寬分別只有800MB/s和1.06GB/s，性能優勢更大了。
結果大家都知道，最後RDRAM退出了PC市場。因為沒等多久，性能上可以與它競爭，但價格不及一半的對手出場了。不過東邊不亮西邊亮，Rambus在遊戲機市場找到了屬於自己的天地，任天堂N64，索尼PlayStation 2和PlayStation 3（使用新一代XDR內存標準）上，都看到它的身影。
DDR SDRAM:200MHz-400MHz
PC133 SDRAM已經不能滿足性能需求，RDRAM太貴不能用，不過很快，簡單有效的解決辦法找到了。
DDR SDRAM內存全稱Dual Date Rate SDRAM，就是雙倍速率的SDRAM，從名字就看出是SDR SDRAM的升級版了。它採用184Pin的DIMM插槽，電壓2.5V。DDR SDRAM與原來的SDRAM最大的不同，在於一個時鐘周期的上升沿與下降沿各傳輸一次信號，直接粗暴地把數據傳輸速度翻倍，而且還不會增加功耗。定址與控制信號方面與SDR SDRAM相同，僅在上升沿傳輸。這是為了兼顧當時內存控制器的兼容性與性能，方便廠商簡單升級設備後就能進行生產。
雖然DDR SDRAM的制定工作在更早之前已經開展，但英特爾在RDRAM問題上的執著讓業內的其他廠商站在一起，大大加快了相關工作推進的速度。
最早的DDR內存頻率是200MHz的DDR-200（市場上基本沒見過），接著是DDR-266、DDR-333，最後停在DDR-400，JEDEC的文檔裡名稱是PC1600/PC2100/PC2700/PC3200。
2000年7月ALI（楊智）率先推出支持DDR內存的晶片組，英特爾平臺的Aladdin Pro 5，AMD桌面平臺的ALiMAGiK 1以及移動平臺的MobileMAGiK 1。真正開始得到普及是大概一年後，各大晶片組廠商普遍已推出支持DDR-266內存的晶片組，相關主板推上了貨架。
到了DDR-400時期，支持雙通道DDR內存的晶片組出現了。2002年7月，英偉達針對AMD平臺發布的nForce 2是最先支持雙通道DDR-400內存的晶片組，從此英偉達在AMD平臺的晶片組市場佔據主導地位，維持了很長一段時間。2003年4月，i865PE/G/i875晶片組隨支持800MHz FSB和超線程的Northwood核心Pentium 4發布，英特爾平臺也支持雙通道DDR-400內存了。這標誌著雙通道地位的確立，往後無論內存如何升級換代，支持雙通道始終是主流市場處理器和晶片組規格上的標配。
從PC133 SDRAM到雙通道DDR-400，這個過程前後大概也就2年左右的時間，主流電腦的內存帶寬一下子翻了6倍，內存性能的躍升速度堪稱光速。這是之前不可想像的，提高幅度比以後任何一代內存更迭得到的提升都要誇張。
自從DDR SDRAM內存推出後，原來SDRAM與RDRAM之間的鴻溝一下子縮窄了。RDRAM價格高昂，適用性差，在DDR內存頻率迅速提升後，最終性能優勢也沒有了。至此，未來電腦內存的發展走向已經確定，就是沿著DDR SDRAM內存路線迭代升級。
DDR2 SDRAM：400MHz-800MHz
在完全確立DDR SDRAM內存的市場地位後，後續的內存實際上都是DDR內存的衍生品。由於單純提高DDR內存在頻率已經很難了，所以DDR2 SDRAM要尋找新的方法實現性能提升。
這種途徑就是將DDR SDRAM內存在時鐘周期內預讀取由2bit變成了4bit，DDR2 SDRAM非常有效地讓數據傳輸速度又一次翻倍。此外採用了240Pin的DIMM插槽，電壓1.8V，還融入了CAS、OCD、ODT技術規範和中斷指令讓運行效率更高。以前SDR SDRAM/DDR SDRAM內存不少仍然採用TSOP封裝，而DDR2 SDRAM都變成了BGA封裝，從外觀上看，DDR2 SDRAM就已經有比較大的區別了。
DDR2 SDRAM從DDR2-400（400MHz）開始，依次往上是DDR2-533、DDR2-667，最高至DDR2-800（頻率趕上1999年的RDRAM了），JEDEC的文檔裡名稱是PC2-3200/PC2-4200/PC2-5300/PC2-6400。
DDR2-1066有點特別，相關廠商之間達成了一定標準協議（三星甚至在自己的DDR2-1066內存上標示PC2-8500字樣），但並非JEDEC組織制定的標準規範，不過市場上數量並不少（主要是AMD平臺的支持）。雖然DDR2使用時間長範圍廣，但大部分時間都是和DDR或DDR3在市場上並存。
最早支持DDR2內存的是2004年6月英特爾發布的i915/i925晶片組，不過這兩款晶片組評價不怎麼樣。而AMD由於K8架構是把內存控制器整合在處理器內部，所以直到2006年6月更換到AM2平臺才開始支持DDR2內存。
DDR3 SDRAM：800MHz-2133MHz
DDR3 SDRAM推出的時間非常早，英特爾在2007年的5月份就發布了支持DDR3內存的P35晶片組（AMD剛轉向使用DDR2內存沒多久），這時候JEDEC甚至還沒正式完成規範的制定工作。另一方面徹底普及花了好幾年的時間，AMD直到2009年2月更迭到AM3平臺才提供支持。
和上一代的DDR2 SDRAM相比，提升的途徑也很直接，把預讀取從4bit變成了8bit，再一次以同樣方式讓數據傳輸速度實現了翻倍，同時加入了CWD、Reset、ZQ、STR、RASR等技術。插槽仍然是240Pin的DIMM，不過防呆缺口位置改變了，電壓降低到1.5V。無論DDR2 SDRAM還是DDR3 SDRAM，都是採取了相對保守、穩定的技術路線來提高內存性能。
DDR3 SDRAM初代產品是DDR3-800（800MHz），接著是DDR3-1066、DDR3-1333、DDR3-1600、DDR3-1866，最高到DDR3-2133（幾乎三倍於初代DDR3內存頻率），JEDEC的文檔裡名稱是PC3-6400/PC3-8500/PC3-10600/PC3-12800/PC3-14900/PC3-17000。
在DDR3內存推向市場後，由於對比DDR2在性能上沒有優勢，但價格更高，處理器對內存性能的需求也沒那麼迫切（AMD甚至遲遲不支持），DDR2和DDR3內存共存了比較長的一段時間，廠商同一款晶片組分別有對應DDR2和DDR3版本也是常有的事（幾乎除了內存插槽什麼都一樣）。直到DDR3-1333開始，頻率提升讓性能優勢逐漸體現，同時價格也下來了，才真正成為市場的主流。
另外DDR3內存非常長壽，在市場上佔據了有十年左右的時間，到第6代酷睿處理器發布的時候，仍然有廠商推出支持新CPU及DDR3內存的主板（OEM廠商這樣搭配使用的並不少）。近兩年，依然能看到有零星採用新晶片組支持8代/9代酷睿的主板也使用DDR3內存，但這些主板只不過是小眾產品，已經不是市場主流了。
DDR4 SDRAM：1600MHz-3200MHz
同樣在第6代酷睿的時候，DDR4內存推向了主流市場。事實上DDR4內存在前一年，也就是2014年8月X99晶片組發布的時候已經提供支持了。
在前面的介紹裡可以看到，從DDR到DDR3，每次內存更新換代都會從預讀取的位數翻倍方式實現頻率提升，三者預讀取的位數分別是2bit、4bit和8bit。不過DDR4在預讀取位數上和DDR3內存一樣是8bit，因為想翻倍到16bit在當時來說難度太大了，所以這次要換一種方式實現這個目標。
源於GDDR5的Bank Group（BG）設計就應運而生了，4個Bank作為一個BG，可自由使用2-4組BG，各個BG具備獨立啟動操作讀、寫等動作特性，讓內存控制器和BG組之間實現交錯操作，加上其他技術手段的加入，可以讓等效頻率可以提升到核心頻率的16倍。簡單來說，就是換了一種方式實現類似預讀取位數翻倍的效果。另外DDR4 SDRAM的DIMM插槽提高到了288Pin，電壓降低到1.2V，而且金手指並不是完全平直的，會有輕微曲線。
DDR4 SDRAM從DDR4-1600（1600MHz）起步，分別有DDR4-1866、DDR4-2133、DDR4-2400、DDR4-2666，最高到DDR4-3200，JEDEC的文檔裡名稱是PC4-1600/PC4-1866/PC4-2133/PC4-2400/PC4-2666/PC4-3200。
事實上DDR4內存起步頻率有點低，市場上真正見到的一般是從DDR4-2133開始。隨著第7代酷睿以及Ryzen系列處理器的發布，DDR4內存徹底佔領了內存市場，一直到現在。目前市面上有很多DDR4-3600、DDR4-3733、DDR4-4266的高頻率內存，和所有的前一代產品一樣，這些都是非標準規範，為發燒友們準備的。
DDR5 SDRAM：4800MHz-6400MHz
現階段想更深入解析DDR5 SDRAM有點為時尚早，JEDEC在2020年7月才正式公布DDR5內存規範，實際產品還沒推向市場。不過和以往每次迭代時候頻率有重疊的情況有些不同，這次DDR5 SDRAM直接從4800MHz開始，最高到6400MHz。至於提高的秘訣，也是老套路了，再次從預讀取下手，由8bit提高到16bit，當然也有其他方面技術的引入，具體可以看我們今年《超能課堂：DDR5內存是怎麼做到頻率翻倍的？》的介紹。
總結：技術與製造工藝進步的體現
從SDRAM到DDR5，選取了PC133 SDRAM、PC1066 RDRAM、DDR-400、DDR2-800、DDR3-2133、DDR4-3200、DDR5-4800做了個圖表對比，能直觀感受到內存頻率的變化情況，在SDRAM到DDR4都選擇了各自類型內存在JEDEC規範裡的最高規格，RDRAM選擇的是PC時期的最高規格。目前DDR5的核心頻率未知，DDR5-4800可能是150MHz。
可以看到，從PC133 SDRAM到DDR5-4800，在過去20年的時間裡，電腦內存的頻率在不知不覺中提高了36倍有餘。事實上PC133 SDRAM和DDR5-4800之間的頻率差距不是真的有36倍那麼多，準確來說那只是內存的等效頻率。多年來，受制於物理材料的極限限制，核心頻率提升幅度非常少，可以說是變化不大。當然，RDRAM這種特殊的串聯結構有著天生的優勢，核心頻率可以達到超乎尋常高頻的除外。
從表格中可以看出，JEDEC制定的內存規範標準裡，核心頻率一般都不超過200MHz，除了DDR3達到了266MHz（DDR5目前估計在150MHz-200MHz之間）。內存等效頻率的提高是各種技術手段疊加的結果，這也是技術和製造工藝進步的體現，所以表格裡從最早的PC66 SDRAM到最新的DDR5-6400，頻率相差了近百倍。但這些放大的手段都存在各種的局限性，例如內存數據存儲並不連續，那麼一些預讀取的方式就不會有什麼幫助，也就達不到等效頻率的速度了。
這就是內存一路走來，其頻率變化的歷程。