MK4116
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这颗DRAM,开创了一个时代
半导体行业观察· 2026-01-19 09:54
文章核心观点 - Mostek公司的MK4116和MK4164两款DRAM芯片在20世纪70年代末至80年代初,通过创新的地址复用方案和标准化设计,定义了微型计算机和个人电脑的内存架构,并推动了整个DRAM行业的标准化进程,其影响延续至现代内存技术 [1][8] 产品MK4116 (16Kbit DRAM) 的技术与市场影响 - MK4116于1977年推出,采用单晶体管动态单元和地址复用方案,将16Kbit容量集成于16引脚DIP封装,通过简洁的RAS/CAS协议解决了早期DRAM的时序和接口难题 [2] - 芯片内部结构为128x128矩阵,支持页面模式,在微处理器速度较慢的时代显著提升了系统吞吐量 [2] - 该芯片需要+12V、+5V和-5V三路供电,电源设计复杂,但其出货量惊人,被广泛应用于Apple II、Sinclair Spectrum、Commodore、Tandy等微型计算机,以及Williams和Atari的街机硬件,使得“16K DRAM”几乎成为“4116兼容DRAM”的代名词 [4] - 公司采用的NMOS工艺和双层多晶硅工艺制造的存储单元具有足够裕量,使得其他供应商能够轻松复制,MK4116不仅是一款产品,更成为了一种被广泛复制的架构 [4] 产品MK4164 (64Kbit DRAM) 的技术演进与行业变迁 - 作为MK4116的后继产品,MK4164将容量提升至64Kbit,采用单+5V电源供电,内置衬底偏置发生器,解决了早期存储器的多电压问题,简化了电源设计并提高了可靠性 [5] - 芯片将地址总线扩展至八条复用线路,内部阵列映射为128行256列,读出放大器组宽度增加一倍,但保留了动态操作和RAS驱动刷新模式,与现有控制器时序兼容 [5] - 速度等级约为120至150纳秒,足以满足4.77 MHz的IBM PC和8位微控制器的需求,展现了简洁易用的逻辑电平DRAM特性 [7] - 在从16Kbit向64Kbit过渡时期,日本内存制造商迅速崛起,价格战导致Mostek利润大幅缩水,尽管MK4164仍被广泛应用于无数IBM PC 5150主板并成为常见替换部件,但当256Kbit时代到来时,Mostek的市场主导地位已不复存在 [7] 历史地位与行业遗产 - MK4116和MK4164与英特尔1103 DRAM等经典芯片处于同一历史发展轨迹,它们高效解决了实际设计难题,成为一代工程师的首选 [8] - 两款芯片的真正成就在于标准化,它们定义了DRAM应有的形态、工作方式以及与内存控制器的通信规范,这些规范至今仍影响着现代SDRAM和DDR器件的底层逻辑 [8] - 它们驱动了微型计算机、街机、早期个人电脑的普及时代,达到了极高的普及程度 [8]