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內(nèi)存
tools.kfqgw-jgdw.cn 2017-09-21

計算機的組成結(jié)構(gòu)中,有一個很重要的部分,就是存儲器。存儲器是用來存儲程序和數(shù)據(jù)的部件,對于計算機來說,有了存儲器,才有記憶功能,才能保證正常工作。存儲器的種類很多,按其用途可分為主存儲器和輔助存儲器,主存儲器又稱內(nèi)存儲器(簡稱內(nèi)存,港臺稱之為記憶體)。

內(nèi)存

內(nèi)存

內(nèi)存又稱主存,是CPU能直接尋址的存儲空間,由半導體器件制成。內(nèi)存的特點是存取速率快。內(nèi)存是電腦中的主要部件,它是相對于外存而言的。我們平常使用的程序,如Windows操作系統(tǒng)、打字軟件、游戲軟件等,一般都是安裝在硬盤等外存上的,但僅此是不能使用其功能的,必須把它們調(diào)入內(nèi)存中運行,才能真正使用其功能,我們平時輸入一段文字,或玩一個游戲,其實都是在內(nèi)存中進行的。就好比在一個書房里,存放書籍的書架和書柜相當于電腦的外存,而我們工作的辦公桌就是內(nèi)存。通常我們把要永久保存的、大量的數(shù)據(jù)存儲在外存上,而把一些臨時的或少量的數(shù)據(jù)和程序放在內(nèi)存上,當然內(nèi)存的好壞會直接影響電腦的運行速度。

內(nèi)存就是暫時存儲程序以及數(shù)據(jù)的地方,比如當我們在使用WPS處理文稿時,當你在鍵盤上敲入字符時,它就被存入內(nèi)存中,當你選擇存盤時,內(nèi)存中的數(shù)據(jù)才會被存入硬(磁)盤。在進一步理解它之前,還應認識一下它的物理概念。

DDR DDR2 技術(shù)對比的數(shù)據(jù)

DDR DDR2 技術(shù)對比的數(shù)據(jù)

內(nèi)存一般采用半導體存儲單元,包括隨機存儲器RAM),只讀存儲器ROM),以及高速緩存(CACHE)。只不過因為RAM是其中最重要的存儲器。(synchronousSDRAM同步動態(tài)隨機存取存儲器SDRAM168腳,這是目前PENTIUM及以上機型使用的內(nèi)存。SDRAMCPURAM通過一個相同的時鐘鎖在一起,使CPURAM能夠共享一個時鐘周期,以相同的速度同步工作,每一個時鐘脈沖的上升沿便開始傳遞數(shù)據(jù),速度比EDO內(nèi)存提高50%。DDRDOUBLE DATA RATERAM SDRAM的更新?lián)Q代產(chǎn)品,他允許在時鐘脈沖的上升沿和下降沿傳輸數(shù)據(jù),這樣不需要提高時鐘的頻率就能加倍提高SDRAM的速度。

●只讀存儲器ROM

ROM表示只讀存儲器Read Only Memory),在制造ROM的時候,信息(數(shù)據(jù)或程序)就被存入并永久保存。這些信息只能讀出,一般不能寫入,即使機器停電,這些數(shù)據(jù)也不會丟失。ROM一般用于存放計算機的基本程序和數(shù)據(jù),如BIOS ROM。其物理外形一般是雙列直插式(DIP)的集成塊。

●隨機存儲器RAM

內(nèi)存

內(nèi)存

隨機存儲器Random Access Memory)表示既可以從中讀取數(shù)據(jù),也可以寫入數(shù)據(jù)。當機器電源關(guān)閉時,存于其中的數(shù)據(jù)就會丟失。我們通常購買或升級的內(nèi)存條就是用作電腦的內(nèi)存,內(nèi)存條(SIMM)就是將RAM集成塊集中在一起的一小塊電路板,它插在計算機中的內(nèi)存插槽上,以減少RAM集成塊占用的空間。目前市場上常見的內(nèi)存條有1G/條,2G/條,4G/條等。

高速緩沖存儲器Cache

Cache也是我們經(jīng)常遇到的概念,也就是平??吹降?a href='http://tools.kfqgw-jgdw.cn/DetailInfo.aspx?nid=1788' target='_blank'>一級緩存(L1 Cache)、二級緩存(L2 Cache)、三級緩存(L3 Cache)這些數(shù)據(jù),它位于CPU與內(nèi)存之間,是一個讀寫速度比內(nèi)存更快的存儲器。當CPU向內(nèi)存中寫入或讀出數(shù)據(jù)時,這個數(shù)據(jù)也被存儲進高速緩沖存儲器中。當CPU再次需要這些數(shù)據(jù)時,CPU就從高速緩沖存儲器讀取數(shù)據(jù),而不是訪問較慢的內(nèi)存,當然,如需要的數(shù)據(jù)在Cache中沒有,CPU會再去讀取內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。

●物理存儲器地址空間

物理存儲器和存儲地址空間是兩個不同的概念。但是由于這兩者有十分密切的關(guān)系,而且兩者都用BKB、MB、GB來度量其容量大小,因此容易產(chǎn)生認識上的混淆。初學者弄清這兩個不同的概念,有助于進一步認識內(nèi)存儲器和用好內(nèi)存儲器

內(nèi)存

內(nèi)存

物理存儲器是指實際存在的具體存儲器芯片。如主板上裝插的內(nèi)存條和裝載有系統(tǒng)的BIOSROM芯片,顯示卡上的顯示RAM芯片和裝載顯示BIOSROM芯片,以及各種適配卡上的RAM芯片和ROM芯片都是物理存儲器

存儲地址空間是指對存儲器編碼(編碼地址)的范圍。所謂編碼就是對每一個物理存儲單元(一個字節(jié))分配一個號碼,通常叫作“編址”。分配一個號碼給一個存儲單元的目的是為了便于找到它,完成數(shù)據(jù)的讀寫,這就是所謂的“尋址”(所以,有人也把地址空間稱為尋址空間)。

地址空間的大小和物理存儲器的大小并不一定相等。舉個例子來說明這個問題:某層樓共有17個房間,其編號為801817。這17個房間是物理的,而其地址空間采用了三位編碼,其范圍是800899100個地址,可見地址空間是大于實際房間數(shù)量的。

對于386以上檔次的微機,其地址總線為32位,因此地址空間可達232次方,即4GB。(雖然如此,但是我們一般使用的一些操作系統(tǒng)例如windows xp、卻最多只能識別或者使用3.25G的內(nèi)存,64位的操作系統(tǒng)能識別并使用4G4G以上的的內(nèi)存,

好了,現(xiàn)在可以解釋為什么會產(chǎn)生諸如:常規(guī)內(nèi)存、保留內(nèi)存、上位內(nèi)存、高端內(nèi)存、擴充內(nèi)存和擴展內(nèi)存等不同內(nèi)存類型。

分類

各種內(nèi)存

這里需要明確的是,我們討論的不同內(nèi)存的概念是建立在尋址空間上的。IBM推出的第一臺PC機采用的CPU8088芯片,它只有20根地址線,也就是說,它的地址空間1MB

PC機的設(shè)計師將1MB中的低端640KB用作RAM,供DOS及應用程序使用,高端的384KB則保留給ROM、視頻適配卡等系統(tǒng)使用。從此,這個界限便被確定了下來并且沿用至今。低端的640KB就被稱為常規(guī)內(nèi)存即PC機的基本RAM區(qū)。保留內(nèi)存中的低128KB是顯示緩沖區(qū),高64KB是系統(tǒng)BIOS(基本輸入/輸出系統(tǒng))空間,其余192KB空間留用。從對應的物理存儲器來看,基本內(nèi)存區(qū)只使用了512KB芯片,占用00007FFFF512KB地址。顯示內(nèi)存區(qū)雖有128KB空間,但對單色顯示器MDA卡)只需4KB就足夠了,因此只安裝4KB的物理存儲器芯片,占用了B0000B0FFF4KB的空間,如果使用彩色顯示器CGA卡)需要安裝16KB的物理存儲器,占用B8000BBFFF16KB的空間,可見實際使用的地址范圍都小于允許使用的地址空間。

在當時(1980年末至1981年初)這么“大”容量的內(nèi)存對PC機使用者來說似乎已經(jīng)足夠了,但是隨著程序的不斷增大,圖象和聲音的不斷豐富,以及能訪問更大內(nèi)存空間的新型CPU相繼出現(xiàn),最初的PC機和MSDOS設(shè)計

內(nèi)存

內(nèi)存

的局限性變得越來越明顯。

內(nèi)存

內(nèi)存

擴充內(nèi)存

1984年,即286被普遍接受不久,人們越來越認識到640KB的限制已成為大型程序的障礙,這時,IntelLotus,這兩家硬、軟件的杰出代表,聯(lián)手制定了一個由硬件和軟件相結(jié)合的方案,此方法使所有PC機存取640KB以上RAM成為可能。而Microsoft剛推出Windows不久,對內(nèi)存空間的要求也很高,因此它也及時加入了該行列。

1985年初,Lotus、IntelMicrosoft三家共同定義了LIMEMS,即擴充內(nèi)存規(guī)范,通常稱EMS為擴充內(nèi)存。當時,EMS需要一個安裝在I/O槽口的內(nèi)存擴充卡和一個稱為EMS的擴充內(nèi)存管理程序方可使用。但是I/O插槽的地址線只有24位(ISA總線),這對于386以上檔次的32位機是不能適應的。所以,現(xiàn)在已很少使用內(nèi)存擴充卡?,F(xiàn)在微機中的擴充內(nèi)存通常是用軟件如DOS中的EMM386把擴展內(nèi)存模擬或擴充內(nèi)存來使用。所以,擴充內(nèi)存和擴展內(nèi)存的區(qū)別并不在于其物理存儲器的位置,而在于使用什么方法來讀寫它。下面將作進一步介紹。

前面已經(jīng)說過擴充存儲器也可以由擴展存儲器模擬轉(zhuǎn)換而成。EMS的原理和XMS不同,它采用了頁幀方式。頁幀是在1MB空間中指定一塊64KB空間(通常在保留內(nèi)存區(qū)內(nèi),但其物理存儲器來自擴展存儲器),分為4頁,每頁16KB。EMS存儲器也按16KB分頁,每次可交換4頁內(nèi)容,以此方式可訪問全部EMS存儲器。符合EMS的驅(qū)動程序很多,常用的有EMM386.EXE、QEMM、TurboEMS386MAX等。DOSWindows中都提供了EMM386.EXE。

擴展內(nèi)存

我們知道,28624位地址線,它可尋址16MB地址空間,而38632位地址線,它可尋址高達4GB地址空間,為了區(qū)別起見,我們把1MB以上的地址空間稱為擴展內(nèi)存XMSeXtend memory)。

擴展內(nèi)存圖解

擴展內(nèi)存圖解

386以上檔次的微機中,有兩種存儲器工作方式,一種稱為實地址方式或?qū)嵎绞?,另一種稱為保護方式。在實方式下,物理地址仍使用20位,所以最大尋址空間為1MB,以便與8086兼容。保護方式采用32位物理地址,尋址范圍可達4GB。DOS系統(tǒng)在實方式下工作,它管理的內(nèi)存空間仍為1MB,因此它不能直接使用擴展存儲器。為此,Lotus、Intel、ASTMicrosoft公司建立了MSDOS下擴展內(nèi)存的使用標準,即擴展內(nèi)存規(guī)范XMS。我們常在Config.sys文件中看到的Himem.sys就是管理擴展內(nèi)存的驅(qū)動程序。

擴展內(nèi)存管理規(guī)范的出現(xiàn)遲于擴充內(nèi)存管理規(guī)范。

高端內(nèi)存區(qū)

在實方式下,內(nèi)存單元的地址可記為:

段地址:段內(nèi)偏移

高端內(nèi)存

高端內(nèi)存

通常用十六進制寫為XXXXXXXX。實際的物理地址由段地址左移4位再和段內(nèi)偏移相加而成。若地址各位均為1時,即為FFFFFFFF。其實際物理地址為:FFF0+FFFF=10FFEF,約為1088KB(少16字節(jié)),這已超過1MB范圍進入擴展內(nèi)存了。這個進入擴展內(nèi)存的區(qū)域約為64KB,是1MB以上空間的第一個64KB。我們把它稱為高端內(nèi)存區(qū)HMAHigh Memory Area)。HMA的物理存儲器是由擴展存儲器取得的。因此要使用HMA,必須要有物理的擴展存儲器存在。此外HMA的建立和使用還需要XMS驅(qū)動程序HIMEM.SYS的支持,因此只有裝入了HIMEM.SYS之后才能使用HMA。

上位內(nèi)存

為了解釋上位內(nèi)存的概念,我們還得回過頭看看保留內(nèi)存區(qū)。保留內(nèi)存區(qū)是指640KB1024KB(共384KB)區(qū)域。這部分區(qū)域在PC誕生之初就明確是保留給系統(tǒng)使用的,用戶程序無法插足。但這部分空間并沒有充分使用,因此大家都想對剩余的部分打主意,分一塊地址空間(注意:是地址空間,而不是物理存儲器)來使用。于是就得到了又一塊內(nèi)存區(qū)域UMB。

UMBUpper Memory Blocks)稱為上位內(nèi)存或上位內(nèi)存塊。它是由擠占保留內(nèi)存中剩余未用的空間而產(chǎn)生的,它的物理存儲器仍然取自物理的擴展存儲器,它的管理驅(qū)動程序是EMS驅(qū)動程序。

影子內(nèi)存

對于細心的讀者,可能還會發(fā)現(xiàn)一個問題:即是對于裝有1MB1MB以上物理存儲器的機器,其640KB1024KB這部分物理存儲器如何使用的問題。由于這部分地址空間已分配為系統(tǒng)使用,所以不能再重復使

內(nèi)存

內(nèi)存

用。為了利用這部分物理存儲器,在某些386系統(tǒng)中,提供了一個重定位功能,即把這部分物理存儲器的地址重定位為1024KB1408KB。這樣,這部分物理存儲器就變成了擴展存儲器,當然可以使用了。但這種重定位功能在當今高檔機器中不再使用,而把這部分物理存儲器保留作為Shadow存儲器。Shadow存儲器可以占據(jù)的地址空間與對應的ROM是相同的。ShadowRAM組成,其速度大大高于ROM。當把ROM中的內(nèi)容(各種BIOS程序)裝入相同地址的Shadow RAM中,就可以從RAM中訪問BIOS,而不必再訪問ROM。這樣將大大提高系統(tǒng)性能。因此在設(shè)置CMOS參數(shù)時,應將相應的Shadow區(qū)設(shè)為允許使用(Enabled)。

奇偶校驗

/偶校驗(ECC)是數(shù)據(jù)傳送時采用的一種校正數(shù)據(jù)錯誤的一種方式,分為奇校驗和偶校驗兩種。

如果是采用奇校驗,在傳送每一個字節(jié)的時候另外附加一位作為校驗位,當實際數(shù)據(jù)中1”的個數(shù)為偶數(shù)的時候,這個校驗位就是“1”,否則這個校驗位就是“0”,這樣就可以保證傳送數(shù)據(jù)滿足奇校驗的要求。在接收方收到數(shù)據(jù)時,將按照奇校驗的要求檢測數(shù)據(jù)中“1”的個數(shù),如果是奇數(shù),表示傳送正確,否則表示傳送錯誤。

同理偶校驗的過程和奇校驗的過程一樣,只是檢測數(shù)據(jù)中1”的個數(shù)為偶數(shù)。

CL延遲

CL反應時間是衡定內(nèi)存的另一個標志。CLCAS Latency的縮寫,指的是內(nèi)存存取數(shù)據(jù)所需的延遲時間,簡單的說,就是內(nèi)存接到CPU的指令后的反應速度。一般的參數(shù)值是23兩種。數(shù)字越小,代表反應所需的時間越短。在早期的PC133內(nèi)存標準中,這個數(shù)值規(guī)定為3,而在Intel重新制訂的新規(guī)范中,強制要求CL的反應時間必須為2,這樣在一定程度上,對于內(nèi)存廠商的芯片及PCB的組裝工藝要求相對較高,同時也保證了更優(yōu)秀的品質(zhì)。因

內(nèi)存

內(nèi)存

此在選購品牌內(nèi)存時,這是一個不可不察的因素。

還有另的詮釋:內(nèi)存延遲基本上可以解釋成是系統(tǒng)進入數(shù)據(jù)進行存取操作就序狀態(tài)前等待內(nèi)存響應的時間。打個形象的比喻,就像你在餐館里用餐的過程一樣。你首先要點菜,然后就等待服務(wù)員給你上菜。同樣的道理,內(nèi)存延遲時間設(shè)置的越短,電腦從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)的速度也就越快,進而電腦其他的性能也就越高。這條規(guī)則雙雙適用于基于英特爾以及AMD處理器的系統(tǒng)中。由于沒有比2-2-2-5更低的延遲,因此國際內(nèi)存標準組織認為以現(xiàn)在的動態(tài)內(nèi)存技術(shù)還無法實現(xiàn)0或者1的延遲。

通常情況下,我們用4個連著的阿拉伯數(shù)字來表示一個內(nèi)存延遲,例如2-2-2-5。其中,第一個數(shù)字最為重要,它表示的是CAS Latency,也就是內(nèi)存存取數(shù)據(jù)所需的延遲時間。第二個數(shù)字表示的是RAS-CAS延遲,接下來的兩個數(shù)字分別表示的是RAS預充電時間和Act-to-Precharge延遲。而第四個數(shù)字一般而言是它們中間最大的一個。

總結(jié)

經(jīng)過上面分析,內(nèi)存儲器的劃分可歸納如下:

●基本內(nèi)存占據(jù)0640KB地址空間

●保留內(nèi)存占據(jù)640KB1024KB地址空間。分配給顯示緩沖存儲器、各適配卡上的ROM和系統(tǒng)ROM BIOS,剩余空間可作上位內(nèi)存UMB。UMB的物理存儲器取自物理擴展存儲器。此范圍的物理RAM可作為

內(nèi)存

內(nèi)存

Shadow RAM使用。

●上位內(nèi)存(UMB)利用保留內(nèi)存中未分配使用的地址空間建立,其物理存儲器由物理擴展存儲器取得。UMBEMS管理,其大小可由EMS驅(qū)動程序設(shè)定。

●高端內(nèi)存(HMA)擴展內(nèi)存中的第一個64KB區(qū)域(1024KB1088KB)。由HIMEM.SYS建立和管理。

XMS內(nèi)存符合XMS規(guī)范管理的擴展內(nèi)存區(qū)。其驅(qū)動程序為HIMEM.SYS。

EMS內(nèi)存符合EMS規(guī)范管理的擴充內(nèi)存區(qū)。其驅(qū)動程序為EMM386.EXE等。

內(nèi)存:隨機存儲器RAM),主要存儲正在運行的程序和要處理的數(shù)據(jù)。

頻率

內(nèi)存主頻和CPU主頻一樣,習慣上被用來表示內(nèi)存的速度,它代表著該內(nèi)存所能達到的最高工作頻率。內(nèi)存主頻是以MHz(兆赫)為單位來計量的。內(nèi)存主頻越高在一定程度上代表著內(nèi)存所能達到的速度越快。內(nèi)

內(nèi)存頻率測試圖

內(nèi)存頻率測試圖

存主頻決定著該內(nèi)存最高能在什么樣的頻率正常工作。目前較為主流的內(nèi)存頻率是800MHzDDR2內(nèi)存,以及一些內(nèi)存頻率更高的DDR3內(nèi)存。

大家知道,計算機系統(tǒng)的時鐘速度是以頻率來衡量的。晶體振蕩器控制著時鐘速度,在石英晶片上加上電壓,其就以正弦波的形式震動起來,這一震動可以通過晶片的形變和大小記錄下來。晶體的震動以正弦調(diào)和變化的電流的形式表現(xiàn)出來,這一變化的電流就是時鐘信號。而內(nèi)存本身并不具備晶體振蕩器,因此內(nèi)存工作時的時鐘信號是由主板芯片組的北橋或直接由主板的時鐘發(fā)生器提供的,也就是說內(nèi)存無法決定自身的工作頻率,其實際工作頻率是由主板來決定的。

DDR內(nèi)存和DDR2內(nèi)存的頻率可以用工作頻率和等效頻率兩種方式表示,工作頻率是內(nèi)存顆粒實際的工作頻率,但是由于DDR內(nèi)存可以在脈沖的上升和下降沿都傳輸數(shù)據(jù),因此傳輸數(shù)據(jù)的等效頻率是工作頻率的兩倍;而DDR2內(nèi)存每個時鐘能夠以四倍于工作頻率的速度讀/寫數(shù)據(jù),因此傳輸數(shù)據(jù)的等效頻率是工作頻率的四倍。例如DDR 200/266/333/400的工作頻率分別是100/133/166/200MHz,而等效頻率分別是200/266/333/400MHz;DDR2 400/533/667/800的工作頻率分別是100/133/166/200MHz,而等效頻率分別是400/533/667/800MHz。

發(fā)展

計算機誕生初期并不存在內(nèi)存條的概念,最早的內(nèi)存是以磁芯的形式排列在線路上,每個磁芯與晶體管組成的一個雙穩(wěn)態(tài)電路作為一比特(BIT)的存儲器,每一比特都要有玉米粒大小,可以想象一間的機房只能裝下不超過百k字節(jié)左右的容量。后來才出線現(xiàn)了焊接在主板上集成內(nèi)存芯片,以內(nèi)存芯片的形式為計算機的運算提供直接支持。那時的內(nèi)存芯片容量都特別小,最常見的莫過于256K×1bit、1M×4bit,雖然如此,但這相對于那時的運算任務(wù)來說卻已經(jīng)綽綽有余了。

內(nèi)存條

內(nèi)存芯片的狀態(tài)一直沿用到286初期,鑒于它存在著無法拆卸更換的弊病,這對于計算機的發(fā)展造成了現(xiàn)實的阻礙。有鑒于此,內(nèi)存條便應運而生了。將內(nèi)存芯片焊接到事先設(shè)計好的印刷線路板上,而電腦主板上也改用內(nèi)存插槽。這樣就把內(nèi)存難以安裝和更換的問題徹底解決了。

80286主板發(fā)布之前,內(nèi)存并沒有被世人所重視,這個時候的內(nèi)存是直接固化在主板上,而且容量只有64 256KB,對于當時PC所運行的工作程序來說,這種內(nèi)存的性能以及容量足以滿足當時軟件程序的處理需要。不過隨著軟件程序和新一代80286硬件平臺的出現(xiàn),程序和硬件對內(nèi)存性能提出了更高要求,為了提高速度并擴大容量,內(nèi)存必須以獨立的封裝形式出現(xiàn),因而誕生了“內(nèi)存條”概念。

80286主板剛推出的時候,內(nèi)存條采用了SIMMSingle In-lineMemory Modules,單邊接觸內(nèi)存模組)接口,容量為30pin、256kb,必須是由8 片數(shù)據(jù)位和1 片校驗位組成1 bank,正因如此,我們見到的30pin SIMM一般是四條一起使用。自1982PC進入民用市場一直到現(xiàn)在,搭配80286處理器的30pin SIMM內(nèi)存是內(nèi)存領(lǐng)域的開山鼻祖。

隨后,在1988 1990 年當中,PC 技術(shù)迎來另一個發(fā)展高峰,也就是386486時代,此時CPU 已經(jīng)向16bit 發(fā)展,所以30pin SIMM內(nèi)存再也無法滿足需求,其較低的內(nèi)存帶寬已經(jīng)成為急待解決的瓶頸,所以此時72pin SIMM 內(nèi)存出現(xiàn)了,72pin SIMM支持32bit快速頁模式內(nèi)存,內(nèi)存帶寬得以大幅度提升。72pin SIMM內(nèi)存單條容量一般為512KB 2MB,而且僅要求兩條同時使用,由于其與30pin SIMM 內(nèi)存無法兼容,因此這個時候PC業(yè)界毅然將30pin SIMM 內(nèi)存淘汰出局了。

EDO DRAMExtended Date Out RAM 外擴充數(shù)據(jù)模式存儲器)內(nèi)存,這是1991 年到1995 年之間盛行的內(nèi)存條,EDO DRAMFPM DRAMFast Page Mode RAM 快速頁面模式存儲器)極其相似,它取消了擴展數(shù)據(jù)輸出內(nèi)存與傳輸內(nèi)存兩個存儲周期之間的時間間隔,在把數(shù)據(jù)發(fā)送給CPU的同時去訪問下一個頁面,故而速度要比普通DRAM15~30%。工作電壓為一般為5V,帶寬32bit,速度在40ns以上,其主要應用在當時的486及早期的Pentium電腦上。

1991 年到1995 年中,讓我們看到一個尷尬的情況,那就是這幾年內(nèi)存技術(shù)發(fā)展比較緩慢,幾乎停滯不前,所以我們看到此時EDO DRAM72 pin168 pin并存的情況,事實上EDO內(nèi)存也屬于72pin SIMM 內(nèi)存的范疇,不過它采用了全新的尋址方式。EDO 在成本和容量上有所突破,憑借著制作工藝的飛速發(fā)展,此時單條EDO內(nèi)存的容量已經(jīng)達到4 16MB。由于Pentium及更高級別的CPU數(shù)據(jù)總線寬度都是64bit甚至更高,所以EDO DRAMFPM DRAM都必須成對使用。

SDRAM

Intel Celeron系列以及AMD K6處理器以及相關(guān)的主板芯片組推出后,EDO DRAM內(nèi)存性能再也無法滿足需要了,內(nèi)存技術(shù)必須徹底得到個革新才能滿足新一代CPU架構(gòu)的需求,此時內(nèi)存開始進入比較經(jīng)典的SDRAM時代。

第一代SDRAM內(nèi)存為PC66 規(guī)范,但很快由于Intel AMD的頻率之爭將CPU外頻提升到了100MHz,所以PC66內(nèi)存很快就被PC100內(nèi)存取代,接著133MHz 外頻的PIII以及K7時代的來臨,PC133規(guī)范也以相同的方式進一步提升SDRAM 的整體性能,帶寬提高到1GB/sec以上。由于SDRAM 的帶寬為64bit,正好對應CPU 64bit 數(shù)據(jù)總線寬度,因此它只需要一條內(nèi)存便可工作,便捷性進一步提高。在性能方面,由于其輸入輸出信號保持與系統(tǒng)外頻同步,因此速度明顯超越EDO 內(nèi)存。

不可否認的是,SDRAM內(nèi)存由早期的66MHz,發(fā)展后來的100MHz133MHz,盡管沒能徹底解決內(nèi)存帶寬的瓶頸問題,但此時CPU超頻已經(jīng)成為DIY用戶永恒的話題,所以不少用戶將品牌好的PC100品牌內(nèi)存超頻到133MHz使用以獲得CPU超頻成功,值得一提的是,為了方便一些超頻用戶需求,市場上出現(xiàn)了一些PC150、PC166規(guī)范的內(nèi)存。

盡管SDRAM PC133內(nèi)存的帶寬可提高帶寬到1064MB/S,加上Intel已經(jīng)開始著手最新的Pentium 4計劃,所以SDRAM PC133內(nèi)存不能滿足日后的發(fā)展需求,此時,Intel為了達到獨占市場的目的,與Rambus聯(lián)合在PC市場推廣Rambus DRAM內(nèi)存(稱為RDRAM內(nèi)存)。與SDRAM不同的是,其采用了新一代高速簡單內(nèi)存架構(gòu),基于一種類RISC(Reduced Instruction Set Computing,精簡指令集計算機)理論,這個理論可以減少數(shù)據(jù)的復雜性,使得整個系統(tǒng)性能得到提高。

AMDIntel的競爭中,這個時候是屬于頻率競備時代,所以這個時候CPU的主頻在不斷提升,Intel為了蓋過AMD,推出高頻PentiumⅢ以及Pentium 4 處理器,因此Rambus DRAM內(nèi)存是被Intel看著是未來自己的競爭殺手锏,Rambus DRAM內(nèi)存以高時鐘頻率來簡化每個時鐘周期的數(shù)據(jù)量,因此內(nèi)存帶寬相當出色,如PC 1066 1066 MHz 32 bits帶寬可達到4.2G Byte/sec,Rambus DRAM曾一度被認為是Pentium 4 的絕配。

盡管如此,Rambus RDRAM內(nèi)存生不逢時,后來依然要被更高速度的DDR“掠奪”其寶座地位,在當時,PC600PC700Rambus RDRAM 內(nèi)存因出現(xiàn)Intel820芯片組“失誤事件”、PC800 Rambus RDRAM因成本過高而讓Pentium 4平臺高高在上,無法獲得大眾用戶擁戴,種種問題讓Rambus RDRAM胎死腹中,Rambus曾希望具有更高頻率的PC1066 規(guī)范RDRAM來力挽狂瀾,但最終也是拜倒在DDR 內(nèi)存面前。

DDR時代

DDRSDRAM(Double Data Rate SDRAM)簡稱DDR,也就是“雙倍速率SDRAM”的意思。DDR可以說是SDRAM的升級版本,DDR在時鐘信號上升沿與下降沿各傳輸一次數(shù)據(jù),這使得DDR的數(shù)據(jù)傳輸速度為傳統(tǒng)SDRAM的兩倍。由于僅多采用了下降緣信號,因此并不會造成能耗增加。至于定址與控制信號則與傳統(tǒng)SDRAM相同,僅在時鐘上升緣傳輸。

DDR內(nèi)存是作為一種在性能與成本之間折中的解決方案,其目的是迅速建立起牢固的市場空間,繼而一步步在頻率上高歌猛進,最終彌補內(nèi)存帶寬上的不足。第一代DDR200 規(guī)范并沒有得到普及,第二代PC266 DDR SRAM133MHz時鐘×2倍數(shù)據(jù)傳輸=266MHz帶寬)是由PC133SDRAM內(nèi)存所衍生出的,它將DDR 內(nèi)存帶向第一個高潮,目前還有不少賽揚和AMD K7處理器都在采用DDR266規(guī)格的內(nèi)存,其后來的DDR333內(nèi)存也屬于一種過度,而DDR400內(nèi)存成為目前的主流平臺選配,雙通道DDR400內(nèi)存已經(jīng)成為800FSB處理器搭配的基本標準,隨后的DDR533 規(guī)范則成為超頻用戶的選擇對象。

DDR2時代

隨著CPU 性能不斷提高,我們對內(nèi)存性能的要求也逐步升級。不可否認,緊緊依高頻率提升帶寬的DDR遲早會力不從心,因此JEDEC 組織很早就開始醞釀DDR2 標準,加上LGA775接口的915/925以及最新的945等新平臺開始對DDR2內(nèi)存的支持,所以DDR2內(nèi)存將開始演義內(nèi)存領(lǐng)域的今天。

DDR2 能夠在100MHz 的發(fā)信頻率基礎(chǔ)上提供每插腳最少400MB/s 的帶寬,而且其接口將運行于1.8V 電壓上,從而進一步降低發(fā)熱量,以便提高頻率。此外,DDR2 將融入CAS、OCD、ODT 等新性能指標和中斷指令,提升內(nèi)存帶寬的利用率。從JEDEC組織者闡述的DDR2標準來看,針對PC等市場的DDR2內(nèi)存將擁有400、533、667MHz等不同的時鐘頻率。高端的DDR2內(nèi)存將擁有800、1000MHz兩種頻率。DDR-II內(nèi)存將采用200-220-、240-針腳的FBGA封裝形式。最初的DDR2內(nèi)存將采用0.13微米的生產(chǎn)工藝,內(nèi)存顆粒的電壓為1.8V,容量密度為512MB。

內(nèi)存技術(shù)在2005年將會毫無懸念,SDRAM為代表的靜態(tài)內(nèi)存在五年內(nèi)不會普及。QBMRDRAM內(nèi)存也難以挽回頹勢,因此DDRDDR2共存時代將是鐵定的事實。

PC-100的“接班人”除了PC133以外,VCM(VirXual Channel Memory)也是很重要的一員。VCM即“虛擬通道存儲器”,這也是目前大多數(shù)較新的芯片組支持的一種內(nèi)存標準,VCM內(nèi)存主要根據(jù)由NEC公司開發(fā)的一種“緩存式DRAM”技術(shù)制造而成,它集成了“通道緩存”,由高速寄存器進行配置和控制。在實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r,VCM還維持著對傳統(tǒng)SDRAM的高度兼容性,所以通常也把VCM內(nèi)存稱為VCM SDRAMVCMSDRAM的差別在于不論是否經(jīng)過CPU處理的數(shù)據(jù),都可先交于VCM進行處理,而普通的SDRAM就只能處理經(jīng)CPU處理以后的數(shù)據(jù),所以VCM要比SDRAM處理數(shù)據(jù)的速度快20%以上。目前可以支持VCM SDRAM的芯片組很多,包括:Intel815E、VIA694X等。

3RDRAM

Intel在推出:PC-100后,由于技術(shù)的發(fā)展,PC-100內(nèi)存的800MB/s帶寬已經(jīng)不能滿足需求,而PC-133的帶寬提高并不大(1064MB/s),同樣不能滿足日后的發(fā)展需求。Intel為了達到獨占市場的目的,與Rambus公司聯(lián)合在PC市場推廣Rambus DRAM(DirectRambus DRAM)。

Rambus DRAM是:Rambus公司最早提出的一種內(nèi)存規(guī)格,采用了新一代高速簡單內(nèi)存架構(gòu),基于一種RISC(Reduced Instruction Set Computing,精簡指令集計算機)理論,從而可以減少數(shù)據(jù)的復雜性,使得整個系統(tǒng)性能得到提高。Rambus使用400MHz16bit總線,在一個時鐘周期內(nèi),可以在上升沿和下降沿的同時傳輸數(shù)據(jù),這樣它的實際速度就為400MHz×2=800MHz,理論帶寬為(16bit×2×400MHz/81.6GB/s,相當于PC-100的兩倍。另外,Rambus也可以儲存9bit字節(jié),額外的一比特是屬于保留比特,可能以后會作為:ECC(ErroI·Checking and Correction,錯誤檢查修正)校驗位。Rambus的時鐘可以高達400MHz,而且僅使用了30條銅線連接內(nèi)存控制器和RIMM(Rambus In-line MemoryModules,Rambus內(nèi)嵌式內(nèi)存模塊),減少銅線的長度和數(shù)量就可以降低數(shù)據(jù)傳輸中的電磁干擾,從而快速地提高內(nèi)存的工作頻率。不過在高頻率下,其發(fā)出的熱量肯定會增加,因此第一款Rambus內(nèi)存甚至需要自帶散熱風扇。

DDR3時代

DDR3相比起DDR2有更低的工作電壓,從DDR21.8V降落到1.5V,性能更好更為省電;DDR24bit預讀升級為8bit預讀。DDR3目前最高能夠達到2000Mhz的速度,盡管目前最為快速的DDR2內(nèi)存速度已經(jīng)提升到800Mhz/1066Mhz的速度,但是DDR3內(nèi)存模組仍會從1066Mhz起跳。

一、DDR3DDR2基礎(chǔ)上采用的新型設(shè)計:

18bit預取設(shè)計,而DDR24bit預取,這樣DRAM內(nèi)核的頻率只有接口頻率的1/8,DDR3-800的核心工作頻率只有100MHz。

2.采用點對點的拓樸架構(gòu),以減輕地址/命令與控制總線的負擔。

3.采用100nm以下的生產(chǎn)工藝,將工作電壓從1.8V降至1.5V,增加異步重置(Reset)與ZQ校準功能。部分廠商已經(jīng)推出1.35V的低壓版DDR3內(nèi)存。

DDR4時代

內(nèi)存廠商預計在2012年,DDR4時代將開啟,起步頻率降至1.2V,而頻率提升至2133MHz,次年進一步將電壓降至1.0V,頻率則實現(xiàn)2667MHz。[1]

新一代的DDR4內(nèi)存將會擁有兩種規(guī)格。根據(jù)多位半導體業(yè)界相關(guān)人員的介紹,DDR4內(nèi)存將會是Single-endedSignaling( 傳統(tǒng)SE信號)方式DifferentialSignaling( 差分信號技術(shù))方式并存。其中AMD公司的PhilHester先生也對此表示了確認。預計這兩個標準將會推出不同的芯片產(chǎn)品,因此在DDR4內(nèi)存時代我們將會看到兩個互不兼容的內(nèi)存產(chǎn)品。

[2]

其他內(nèi)存

SRAM

SRAMStatic RAM)意為靜態(tài)隨機存儲器SRAM數(shù)據(jù)不需要通過不斷地刷新來保存,因此速度比DRAM動態(tài)隨機存儲器)快得多。但是SRAM具有的缺點是:同容量相比DRAM需要非常多的晶體管,發(fā)熱量也非常大。因此SRAM難以成為大容量的主存儲器,通常只用在CPU、GPU中作為緩存,容量也只有幾十K至幾十M。

SRAM目前發(fā)展出的一個分支是eSRAMEnhanced SRAM),為增強型SRAM,具備更大容量和更高運行速度。

RDRAM

RDRAM是由RAMBUS公司推出的內(nèi)存。RDRAM內(nèi)存條為16bit,但是相比同期的SDRAM具有更高的運行頻率,性能非常強。

然而它是一個非開放的技術(shù),內(nèi)存廠商需要向RAMBUS公司支付授權(quán)費。并且RAMBUS內(nèi)存的另一大問題是不允許空通道的存在,必須成對使用,空閑的插槽必須使用終結(jié)器。因此,除了短壽的Intel i820i850芯片組對其提供支持外,PC平臺沒有支持RAMBUS內(nèi)存的芯片組。

可以說,它是一個優(yōu)秀的技術(shù),但不是一個成功的商業(yè)產(chǎn)品。

XDR RAM

XDR內(nèi)存是RDRAM的升級版。依舊由RAMBUS公司推出。XDR就是“eXtreme Data Rate”的縮寫。

XDR依舊存在RDRAM不能大面普及的那些不足之處。因此,XDR內(nèi)存的應用依舊非常有限。比較常見的只有索尼的PS3游戲機。

Fe-RAM

鐵電存儲器是一種在斷電時不會丟失內(nèi)容的非易失存儲器,具有高速、高密度、低功耗和抗輻射等優(yōu)點。由于數(shù)據(jù)是通過鐵元素的磁性進行存儲,因此,鐵電存儲器無需不斷刷新數(shù)據(jù)。其運行速度將會非常樂觀。而且它相比SRAM需要更少的晶體管。它被業(yè)界認為是SDRAM的最有可能的替代者。

MRAM

磁性存儲器。它和Fe-RAM具有相似性,依舊基于磁性物質(zhì)來記錄數(shù)據(jù)。

OUM

相變存儲器。

奧弗辛斯基(Stanford Ovshinsky)在1968年發(fā)表了第一篇關(guān)于非晶體相變的論文,創(chuàng)立了非晶體半導體學。一年以后,他首次描述了基于相變理論的存儲器:材料由非晶體狀態(tài)變成晶體,再變回非晶體的過程中,其非晶體和晶體狀態(tài)呈現(xiàn)不同的反光特性和電阻特性,因此可以利用非晶態(tài)和晶態(tài)分別代表“0”和“1”來存儲數(shù)據(jù)。[3]

相關(guān)問題

延遲問題

從上表可以看出,在同等核心頻率下,DDR2的實際工作頻率是DDR的兩倍。這得益于DDR2內(nèi)存擁有兩倍于標準DDR內(nèi)存的4BIT預讀取能力。換句話說,雖然DDR2DDR一樣,都采用了在時鐘的上升延和下降延同時進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕痉绞?,?/span>DDR2擁有兩倍于DDR的預讀取系統(tǒng)命令數(shù)據(jù)的能力。也就是說,在同樣100MHz的工作頻率下,DDR的實際頻率為200MHz,而DDR2則可以達到400MHz

這樣也就出現(xiàn)了另一個問題:在同等工作頻率的DDRDDR2內(nèi)存中,后者的內(nèi)存延時要慢于前者。舉例來說,DDR 200DDR2-400具有相同的延遲,而后者具有高一倍的帶寬。實際上,DDR2-400DDR 400具有相同的帶寬,它們都是3.2GB/s,但是DDR400的核心工作頻率是200MHz,而DDR2-400的核心工作頻率是100MHz,也就是說DDR2-400的延遲要高于DDR400

封裝發(fā)熱量

DDR2內(nèi)存技術(shù)最大的突破點其實不在于用戶們所認為的兩倍于DDR的傳輸能力,而是在采用更低發(fā)熱量、更低功耗的情況下,DDR2可以獲得更快的頻率提升,突破標準DDR400MHZ限制。

DDR內(nèi)存通常采用TSOP芯片封裝形式,這種封裝形式可以很好的工作在200MHz上,當頻率更高時,它過長的管腳就會產(chǎn)生很高的阻抗和寄生電容,這會影響它的穩(wěn)定性和頻率提升的難度。這也就是DDR的核心頻率很難突破275MHZ的原因。而DDR2內(nèi)存均采用FBGA封裝形式。不同于目前廣泛應用的TSOP封裝形式,FBGA封裝提供了更好的電氣性能與散熱性,為DDR2內(nèi)存的穩(wěn)定工作與未來頻率的發(fā)展提供了良好的保障。

DDR2內(nèi)存采用1.8V電壓,相對于DDR標準的2.5V,降低了不少,從而提供了明顯的更小的功耗與更小的發(fā)熱量,這一點的變化是意義重大的。

DDR2

除了以上所說的區(qū)別外,DDR2還引入了三項新的技術(shù),它們是OCD、ODTPost CAS。

OCDOff-Chip Driver):也就是所謂的離線驅(qū)動調(diào)整,DDR II通過OCD可以提高信號的完整性。DDR II通過調(diào)整上拉(pull-up/下拉(pull-down)的電阻值使兩者電壓相等。使用OCD通過減少DQ-DQS的傾斜來提高信號的完整性;通過控制電壓來提高信號品質(zhì)。

ODTODT是內(nèi)建核心的終結(jié)電阻器。我們知道使用DDR SDRAM主板上面為了防止數(shù)據(jù)線終端反射信號需要大量的終結(jié)電阻。它大大增加了主板的制造成本。實際上,不同的內(nèi)存模組對終結(jié)電路的要求是不一樣的,終結(jié)電阻的大小決定了數(shù)據(jù)線的信號比和反射率,終結(jié)電阻小則數(shù)據(jù)線信號反射低但是信噪比也較低;終結(jié)電阻高,則數(shù)據(jù)線的信噪比高,但是信號反射也會增加。因此主板上的終結(jié)電阻并不能非常好的匹配內(nèi)存模組,還會在一定程度上影響信號品質(zhì)。DDR2可以根據(jù)自己的特點內(nèi)建合適的終結(jié)電阻,這樣可以保證最佳的信號波形。使用DDR2不但可以降低主板成本,還得到了最佳的信號品質(zhì),這是DDR不能比擬的。

Post CAS:它是為了提高DDR II內(nèi)存的利用效率而設(shè)定的。在Post CAS操作中,CAS信號(讀寫/命令)能夠被插到RAS信號后面的一個時鐘周期,CAS命令可以在附加延遲(Additive Latency)后面保持有效。原來的tRCDRASCAS和延遲)被ALAdditive Latency)所取代,AL可以在01,2,3,4中進行設(shè)置。由于CAS信號放在了RAS信號后面一個時鐘周期,因此ACTCAS信號永遠也不會產(chǎn)生碰撞沖突。

總的來說,DDR2采用了諸多的新技術(shù),改善了DDR的諸多不足,雖然它目前有成本高、延遲慢能諸多不足,但相信隨著技術(shù)的不斷提高和完善,這些問題終將得到解決。

DDR3

1.突發(fā)長度(Burst Length,BL

由于DDR3的預取為8bit,所以突發(fā)傳輸周期(Burst Length,BL)也固定為8,而對于DDR2和早期的DDR架構(gòu)系統(tǒng),BL=4也是常用的,DDR3為此增加了一個4bit Burst Chop(突發(fā)突變)模式,即由一個BL=4的讀取操作加上一個BL=4的寫入操作來合成一個BL=8的數(shù)據(jù)突發(fā)傳輸,屆時可通過A12地址線來控制這一突發(fā)模式。而且需要指出的是,任何突發(fā)中斷操作都將在DDR3內(nèi)存中予以禁止,且不予支持,取而代之的是更靈活的突發(fā)傳輸控制(如4bit順序突發(fā))。

2.尋址時序(Timing

就像DDR2DDR轉(zhuǎn)變而來后延遲周期數(shù)增加一樣,DDR3CL周期也將比DDR2有所提高。DDR2CL范圍一般在25之間,而DDR3則在511之間,且附加延遲(AL)的設(shè)計也有所變化。DDR2AL的范圍是04,而DDR3AL有三種選項,分別是0CL-1CL-2。另外,DDR3還新增加了一個時序參數(shù)——寫入延遲(CWD),這一參數(shù)將根據(jù)具體的工作頻率而定。

3DDR3新增的重置(Reset)功能

重置是DDR3新增的一項重要功能,并為此專門準備了一個引腳。DRAM業(yè)界很早以前就要求增加這一功能,如今終于在DDR3上實現(xiàn)了。這一引腳將使DDR3的初始化處理變得簡單。當Reset命令有效時,DDR3內(nèi)存將停止所有操作,并切換至最少量活動狀態(tài),以節(jié)約電力。

Reset期間,DDR3內(nèi)存將關(guān)閉內(nèi)在的大部分功能,所有數(shù)據(jù)接收與發(fā)送器都將關(guān)閉,所有內(nèi)部的程序裝置將復位,DLL(延遲鎖相環(huán)路)與時鐘電路將停止工作,而且不理睬數(shù)據(jù)總線上的任何動靜。這樣一來,將使DDR3達到最節(jié)省電力的目的。

4DDR3新增ZQ校準功能

ZQ也是一個新增的腳,在這個引腳上接有一個240歐姆的低公差參考電阻。這個引腳通過一個命令集,通過片上校準引擎(On-Die Calibration EngineODCE)來自動校驗數(shù)據(jù)輸出驅(qū)動器導通電阻與ODT的終結(jié)電阻值。當系統(tǒng)發(fā)出這一指令后,將用相應的時鐘周期(在加電與初始化之后用512個時鐘周期,在退出自刷新操作后用256個時鐘周期、在其他情況下用64個時鐘周期)對導通電阻和ODT電阻進行重新校準。

5.參考電壓分成兩個

DDR3系統(tǒng)中,對于內(nèi)存系統(tǒng)工作非常重要的參考電壓信號VREF將分為兩個信號,即為命令與地址信號服務(wù)的VREFCA和為數(shù)據(jù)總線服務(wù)的VREFDQ,這將有效地提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的信噪等級。

6.點對點連接(Point-to-PointP2P

這是為了提高系統(tǒng)性能而進行的重要改動,也是DDR3DDR2的一個關(guān)鍵區(qū)別。在DDR3系統(tǒng)中,一個內(nèi)存控制器只與一個內(nèi)存通道打交道,而且這個內(nèi)存通道只能有一個插槽,因此,內(nèi)存控制器與DDR3內(nèi)存模組之間是點對點(P2P)的關(guān)系(單物理Bank的模組),或者是點對雙點(Point-to-two-Point,P22P)的關(guān)系(雙物理Bank的模組),從而大大地減輕了地址/命令/控制與數(shù)據(jù)總線的負載。而在內(nèi)存模組方面,與DDR2的類別相類似,也有標準DIMM(臺式PC)、SO-DIMM/Micro-DIMM(筆記本電腦)、FB-DIMM2(服務(wù)器)之分,其中第二代FB-DIMM將采用規(guī)格更高的AMB2(高級內(nèi)存緩沖器)。

面向64位構(gòu)架的DDR3顯然在頻率和速度上擁有更多的優(yōu)勢,此外,由于DDR3所采用的根據(jù)溫度自動自刷新、局部自刷新等其它一些功能,在功耗方面DDR3也要出色得多,因此,它可能首先受到移動設(shè)備的歡迎,就像最先迎接DDR2內(nèi)存的不是臺式機而是服務(wù)器一樣。在CPU外頻提升最迅速的PC臺式機領(lǐng)域,DDR3未來也是一片光明。目前Intel預計在明年第二季所推出的新芯片-熊湖(Bear Lake),其將支持DDR3規(guī)格,而AMD也預計同時在K9平臺上支持DDR2DDR3兩種規(guī)格。

內(nèi)存異步工作模式包含多種意義,在廣義上凡是內(nèi)存工作頻率與CPU的外頻不一致時都可以稱為內(nèi)存異步工作模式。首先,最早的內(nèi)存異步工作模式出現(xiàn)在早期的主板芯片組中,可以使內(nèi)存工作在比CPU外頻高33MHz或者低33MHz的模式下(注意只是簡單相差33MHz),從而可以提高系統(tǒng)內(nèi)存性能或者使老內(nèi)存繼續(xù)發(fā)揮余熱。其次,在正常的工作模式(CPU不超頻)下,目前不少主板芯片組也支持內(nèi)存異步工作模式,例如Intel 910GL芯片組,僅僅只支持533MHz FSB133MHzCPU外頻,但卻可以搭配工作頻率為133MHzDDR 266、工作頻率為166MHzDDR 333和工作頻率為200MHzDDR 400正常工作(注意此時其CPU外頻133MHzDDR 400的工作頻率200MHz已經(jīng)相差66MHz了),只不過搭配不同的內(nèi)存其性能有差異罷了。再次,在CPU超頻的情況下,為了不使內(nèi)存拖CPU超頻能力的后腿,此時可以調(diào)低內(nèi)存的工作頻率以便于超頻,例如AMDSocket 939接口的Opteron 144非常容易超頻,不少產(chǎn)品的外頻都可以輕松超上300MHz,而此如果在內(nèi)存同步的工作模式下,此時內(nèi)存的等效頻率將高達DDR 600,這顯然是不可能的,為了順利超上300MHz外頻,我們可以在超頻前在主板BIOS中把內(nèi)存設(shè)置為DDR 333DDR 266,在超上300MHz外頻之后,前者也不過才DDR 500(某些極品內(nèi)存可以達到),而后者更是只有DDR 400(完全是正常的標準頻率),由此可見,正確設(shè)置內(nèi)存異步模式有助于超頻

三代內(nèi)存的區(qū)別

三代內(nèi)存的區(qū)別

成功。

目前的主板芯片組幾乎都支持內(nèi)存異步,英特爾公司從810系列到目前較新的875系列都支持,而威盛公司則從693芯片組以后全部都提供了此功能。

容量

內(nèi)存容量同硬盤、軟盤等存儲器容量單位都是相同的,它們的基本單位都是字節(jié)(B),并且:

內(nèi)存

內(nèi)存

1024B=1KB=1024字節(jié)=2^10字節(jié)(^代表次方)

1024KB=1MB=1048576字節(jié)=2^20字節(jié)1024MB=1GB=1073741824字節(jié)=2^30字節(jié)

1024GB=1TB=1099511627776字節(jié)=2^40字節(jié)

1024TB=1PB=1125899906842624字節(jié)=2^50字節(jié)

1024PB=1EB=115 292150 4606846976字節(jié)=2^60字節(jié)

1024EB=1ZB=1180591620717411303424字節(jié)=2^70字節(jié)

1024ZB=1YB=1208925819614629174706176字節(jié)=2^80字節(jié)

大小

內(nèi)存的種類和運行頻率會對性能有一定影響,不過相比之下,容量的影響更加大。在其他配置相同的條件下內(nèi)存越大機器性能也就越高。[4]  內(nèi)存的價格小幅走低,2011年前后,電腦內(nèi)存的配置越來越大,一般都在1G以上,更有2G、4G6G內(nèi)存的電腦。

內(nèi)存作為電腦中重要的配件之一,內(nèi)存容量的大小確實能夠直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的性能。因此,內(nèi)存容量已經(jīng)越來越受到消費者的關(guān)注。尤其在目前WIN7操作系統(tǒng)已經(jīng)開始取代XP之時,對于最新的WIN7操作系統(tǒng),多數(shù)消費者都認為大容量能讓其內(nèi)存評分得到提升。

內(nèi)存的工作原理。從功能上理解,我們可以將內(nèi)存看作是內(nèi)存控制器與CPU之間的橋梁,內(nèi)存也就相當于“倉庫”。顯然,內(nèi)存的容量決定“倉庫”的大小,而內(nèi)存的速度決定“橋梁”的寬窄,兩者缺一不可,這也就是我們常常說道的“內(nèi)存容量”與“內(nèi)存速度”。

內(nèi)存帶寬的計算方法并不復雜,大家可以遵循如下的計算公式:帶寬=總線寬度×總線頻率×一個時鐘周期內(nèi)交換的數(shù)據(jù)包個數(shù)。很明顯,在這些乘數(shù)因子中,每個都會對最終的內(nèi)存帶寬產(chǎn)生極大的影響。在PCMark Vantage測試中,可以看到2GB4GB DDR3-1600內(nèi)存性能比較接近,其中2GB內(nèi)存僅在啟動一些辦公軟件時候比較落后,畢竟少了一半容量所以運行起來比較吃力。而在3DmarkVantage游戲性能測試中,我們可以看出在Win7系統(tǒng)下,2GB4GB內(nèi)存的性能區(qū)別不是很大,成績非常接近。同時,在WIN7環(huán)境下,2GB內(nèi)存與4GB內(nèi)存差別很小,有些情況下甚至沒有差別,這時如果想提高內(nèi)存性能,光想著升級容量意義并不是很大。

寬帶

何謂內(nèi)存帶寬

從功能上理解,我們可以將內(nèi)存看作是內(nèi)存控制器(一般位于北橋芯片中)與CPU之間的橋梁或與倉庫。顯然,內(nèi)存的容量決定“倉庫”的大小,而內(nèi)存的帶寬決定“橋梁”的寬窄,兩者缺一不可,這也就是我們常常說道的“內(nèi)存容量”與“內(nèi)存速度”。除了內(nèi)存容量與內(nèi)存速度,延時周期也是決定其性能的關(guān)鍵。當CPU需要內(nèi)存中的數(shù)據(jù)時,它會發(fā)出一個由內(nèi)存控制器所執(zhí)行的要求,內(nèi)存控制器接著將要求發(fā)送至內(nèi)存,并在接收數(shù)據(jù)時向CPU報告整個周期(從CPU到內(nèi)存控制器,內(nèi)存再回到CPU)所需的時間。毫無疑問,縮短整個周期也是提高內(nèi)存速度的關(guān)鍵,這就好比在橋梁上工作的警察,其指揮疏通能力也是決定通暢度的因素之一。更快速的內(nèi)存技術(shù)對整體性能表現(xiàn)有重大的貢獻,但是提高內(nèi)存帶寬只是解決方案的一部分,數(shù)據(jù)在CPU以及內(nèi)存間傳送所花的時間通常比處理器執(zhí)行功能所花的時間更長,為此緩沖區(qū)被廣泛應用。其實,所謂的緩沖器就是CPU中的一級緩存二級緩存,它們是內(nèi)存這座“大橋梁”與CPU之間的“小橋梁”。事實上,一級緩存二級緩存采用的是SRAM,我們也可以將其寬泛地理解為“內(nèi)存帶寬”,不過現(xiàn)在似乎更多地被解釋為“前端總線”,所以我們也只是簡單的提一下。事先預告一下,“前端總線”與“內(nèi)存帶寬”之間有著密切的聯(lián)系,我們將會在后面的測試中有更加深刻的認識。

帶寬重要性

內(nèi)存帶寬為何會如此重要呢?在回答這一問題之前,我們先來簡單看一看系統(tǒng)工作的過程?;旧袭?/span>CPU接收到指令后,它會最先向CPU中的一級緩存L1Cache)去尋找相關(guān)的數(shù)據(jù),雖然一級緩存是與CPU同頻運行的,但是由于容量較小,所以不可能每次都命中。這時CPU會繼續(xù)向下一級的二級緩存L2Cache)尋找,同樣的道理,當所需要的數(shù)據(jù)在二級緩存中也沒有的話,會繼續(xù)轉(zhuǎn)向L3Cache(如果有的話,如K6-2+K6-3)、內(nèi)存和硬盤。由于目前系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)量都是相當巨大的,因此幾乎每一步操作都得經(jīng)過內(nèi)存,這也是整個系統(tǒng)中工作最為頻繁的部件。如此一來,內(nèi)存的性能就在一定程度上決定了這個系統(tǒng)的表現(xiàn),這點在多媒體設(shè)計軟件和3D游戲中表現(xiàn)得更為明顯。3D顯卡的內(nèi)存帶寬(或許稱為顯存帶寬更為合適)的重要性也是不言而喻的,甚至其作用比系統(tǒng)的內(nèi)存帶寬更為明顯。大家知道,顯示卡在進行像素渲染時,都需要從顯存的不同緩沖區(qū)中讀寫數(shù)據(jù)。這些緩沖區(qū)中有的放置描述像素ARGB(阿爾法通道,紅,綠,藍)元素的顏色數(shù)據(jù),有的放置像素Z值(用來描述像素的深度或者說可見性的數(shù)據(jù))。顯然,一旦產(chǎn)生Z軸數(shù)據(jù),顯存的負擔會立即陡然提升,在加上各種材質(zhì)貼圖、深度復雜性渲染、3D特效.

提高內(nèi)存帶寬

內(nèi)存帶寬的計算方法并不復雜,大家可以遵循如下的計算公式:帶寬=總線寬度×總線頻率×一個時鐘周期內(nèi)交換的數(shù)據(jù)包個數(shù)。很明顯,在這些乘數(shù)因子中,每個都會對最終的內(nèi)存帶寬產(chǎn)生極大的影響。然而,如今在頻率上已經(jīng)沒有太大文章可作,畢竟這受到制作工藝的限制,不可能在短時間內(nèi)成倍提高。而總線寬度和數(shù)據(jù)包個數(shù)就大不相同了,簡單的改變會令內(nèi)存帶寬突飛猛進。DDR技術(shù)就使我們感受到提高數(shù)據(jù)包個數(shù)的好處,它令內(nèi)存帶寬瘋狂地提升一倍。當然,提高數(shù)據(jù)包個數(shù)的方法不僅僅局限于在內(nèi)存上做文章,通過多個內(nèi)存控制器并行工作同樣可以起到效果,這也就是如今熱門的雙通道DDR芯片組(如nForce2、I875/865等)。事實上,雙通道DDR內(nèi)存控制器并不能算是新發(fā)明,因為早在RAMBUS時代,RDRAM就已經(jīng)使用了類似技術(shù),只不過當時RDRAM的總線寬度只有16Bit,無法與DDR64Bit相提并論。內(nèi)存技術(shù)發(fā)展到如今這一階段,四通道內(nèi)存控制器的出現(xiàn)也只是時間問題,VIAQBM技術(shù)以及SiS支持四通道RDRAM的芯片組,這些都是未來的發(fā)展方向。至于顯卡方面,我們對其顯存帶寬更加敏感,這甚至也是很多廠商用來區(qū)分高低端產(chǎn)品的重要方面。同樣是使用DDR顯存的產(chǎn)品,128Bit寬度的產(chǎn)品會表現(xiàn)出遠遠勝過64Bit寬度的產(chǎn)品。當然提高顯存頻率也是一種解決方案,不過其效果并不明顯,而且會大幅度提高成本。值得注意的是,目前部分高端顯卡甚至動用了DDRII技術(shù),不過至少在目前看來,這項技術(shù)還為時過早。

識別內(nèi)存帶寬

對于內(nèi)存而言,辨別內(nèi)存帶寬是一件相當簡單的事情,因為SDRAMDDR、RDRAM這三種內(nèi)存在外觀上有著很大的差別,大家通過下面這副圖就能清楚地認識到。唯一需要我們?nèi)ケ嬲J的便是不同頻率的DDR內(nèi)存。目前主流DDR內(nèi)存分為DDR266DDR333以及DDR400,其中后三位數(shù)字代表工作頻率。通過內(nèi)存條上的標識,自然可以很方便地識別出其規(guī)格。相對而言,顯卡上顯存帶寬的識別就要困難一些。在這里,我們應該抓住“顯存位寬”和“顯存頻率”兩個重要的技術(shù)指標。顯存位寬的計算方法是:單塊顯存顆粒位寬×顯存顆??倲?shù),而顯存頻率則是由"1000/顯存顆粒納秒數(shù)"來決定。一般來說,我們可以從顯存顆粒上一串編號的最后2兩位看出其納秒數(shù),從中也就得知其顯存頻率。至于單塊顯存顆粒位寬,我們只能在網(wǎng)上查詢。HY、三星、EtronTech(鈺創(chuàng))等都提供專用的顯存編號查詢網(wǎng)站,相當方便。如三星的顯存就可以到如下的地址下載,只要輸入相應的顯存顆粒編號即可。此外,使用RivaTuner也可以檢測顯卡上顯存的總位寬,大家打開RivaTunerMAIN菜單即可看到。

選購方法

做工要精良

對于選擇內(nèi)存來說,最重要的是穩(wěn)定性和性能,而內(nèi)存的做工水平直接會影響到性能、穩(wěn)定以及超頻。

內(nèi)存顆粒的好壞直接影響到內(nèi)存的性能,可以說也是內(nèi)存最重要的核心元件。所以大家在購買時,盡量選擇大廠生產(chǎn)出來的內(nèi)存顆粒,一般常見的內(nèi)存顆粒廠商有三星、現(xiàn)代、鎂光、南亞、茂矽等,它們都是經(jīng)過完整的生產(chǎn)工序,因此在品質(zhì)上都更有保障。而采用這些頂級大廠內(nèi)存顆粒的內(nèi)存條品質(zhì)性能,必然會比其他雜牌內(nèi)存顆粒的產(chǎn)品要高出許多。

內(nèi)存PCB電路板的作用是連接內(nèi)存芯片引腳與主板信號線,因此其做工好壞直接關(guān)系著系統(tǒng)穩(wěn)定性。目前主流內(nèi)存PCB電路板層數(shù)一般是6層,這類電路板具有良好的電氣性能,可以有效屏蔽信號干擾。而更優(yōu)秀的高規(guī)格內(nèi)存往往配備了8PCB電路板,以起到更好的效能。

SPD隱藏信息

SPD信息可以說非常重要,它能夠直觀反映出內(nèi)存的性能及體制。它里面存放著內(nèi)存可以穩(wěn)定工作的指標信息以及產(chǎn)品的生產(chǎn),廠家等信息。不過,由于每個廠商都能對SPD進行隨意修改,因此很多雜牌內(nèi)存廠商會將SPD參數(shù)進行修改或者直接COPY名牌產(chǎn)品的SPD,但是一旦上機用軟件檢測就會原形畢露。

因此,大家在購買內(nèi)存以后,回去用常用的Everest、CPU-Z等軟件一查即可明白。不過需要注意的是,對于大品牌內(nèi)存來說SPD參數(shù)是非常重要的,但是對于雜牌內(nèi)存來說,SPD信息并不值得完全相信。

假冒返修產(chǎn)品

目前有一些內(nèi)存往往使用了不同品牌、型號的內(nèi)存顆粒,大家一眼就可以看出區(qū)別。同時有些無孔不入的JS也會采用打磨內(nèi)存顆粒的作假手段,然后再加印上新的編號參數(shù)。不過仔細觀察,就會發(fā)現(xiàn)打磨過后的芯片比較暗淡無光,有起毛的感覺,而且加印上的字跡模糊不清晰。這些一般都是假冒的內(nèi)存產(chǎn)品,需要注意。

此外,大家還要觀察PCB電路板是否整潔,有無毛刺等等,金手指是否很明顯有經(jīng)過插拔所留下的痕跡,如果有,則很有可能是返修內(nèi)存產(chǎn)品(當然也不排除有廠家出廠前經(jīng)過測試,不過比較少數(shù))。需要提醒大家的是,返修和假冒內(nèi)存無論多么便宜都不值得購買,因為其安全隱患十分嚴重。

故障修復

一、開機無顯示[1]

由于內(nèi)存條原因出現(xiàn)此類故障一般是因為內(nèi)存條與主板內(nèi)存插槽接觸不良造成,只要用橡皮擦來回擦試其金手指部位即可解決問題(不要用酒精等清洗),還有就是內(nèi)存損壞或主板內(nèi)存槽有問題也會造成此類故障。

由于內(nèi)存條原因造成開機無顯示故障,主機揚聲器一般都會長時間蜂鳴(針對Award Bios而言)

內(nèi)存

內(nèi)存

二、windows系統(tǒng)運行不穩(wěn)定,經(jīng)常產(chǎn)生非法錯誤

出現(xiàn)此類故障一般是由于內(nèi)存芯片質(zhì)量不良或軟件原因引起,如若確定是內(nèi)存條原因只有更換一途。

三、windows注冊表經(jīng)常無故損壞,提示要求用戶恢復

此類故障一般都是因為內(nèi)存條質(zhì)量不佳引起,很難予以修復,唯有更換一途。

四、windows經(jīng)常自動進入安全模式

此類故障一般是由于主板與內(nèi)存條不兼容或內(nèi)存條質(zhì)量不佳引起,常見于PC133內(nèi)存用于某些不支持PC133內(nèi)存條的主板上,可以嘗試在CMOS設(shè)置內(nèi)降低內(nèi)存讀取速度看能否解決問題,如若不行,那就只有更換內(nèi)存條了。

五、隨機性死機

此類故障一般是由于采用了幾種不同芯片的內(nèi)存條,由于各內(nèi)存條速度不同產(chǎn)生一個時間差從而導致死機,對此可以在CMOS設(shè)置內(nèi)降低內(nèi)存速度予以解決,否則,唯有使用同型號內(nèi)存。還有一種可能就是內(nèi)存條與主板不兼容,此類現(xiàn)象一般少見,另外也有可能是內(nèi)存條與主板接觸不良引起電腦隨機性死機,此類現(xiàn)象倒是比較常見。

六、內(nèi)存加大后系統(tǒng)資源反而降低

此類現(xiàn)象一般是由于主板與內(nèi)存不兼容引起,常見于PC133內(nèi)存條用于某些不支持PC133內(nèi)存條的主板上,即使系統(tǒng)重裝也不能解決問題。

七、windows啟動時,在載入高端內(nèi)存文件himem.sys時系統(tǒng)提示某些地址有問題

此問題一般是由于內(nèi)存條的某些芯片損壞造成,解決方法可參見下面內(nèi)存維修一法。

八、運行某些軟件時經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)存不足的提示

此現(xiàn)象一般是由于系統(tǒng)盤剩余空間不足造成,可以刪除一些無用文件,多留一些空間即可,一般保持在300M左右為宜。

九、從硬盤引導安裝windows進行到檢測磁盤空間時,系統(tǒng)提示內(nèi)存不足

此類故障一般是由于用戶在config.sys文件中加入了emm386.exe文件,只要將其屏蔽掉即可解決問題。

十、安裝windows進行到系統(tǒng)配置時產(chǎn)生一個非法錯誤

此類故障一般是由于內(nèi)存條損壞造成,可以按內(nèi)存維修一法來解決,如若不行,那就只有更換內(nèi)存條了。

十一、啟動windows時系統(tǒng)多次自動重新啟動

此類故障一般是由于內(nèi)存條或電源質(zhì)量有問題造成,當然,系統(tǒng)重新啟動還有可能是CPU散熱不良或其他人為故障造成,對此,唯有用排除法一步一步排除。

十二、內(nèi)存維修一法

出現(xiàn)上面幾種故障后,倘若內(nèi)存損壞或芯片質(zhì)量不行,如條件不允許可以用烙鐵將內(nèi)存一邊的各芯片卸下,看能否解決問題,如若不行再換卸另一邊的芯片,直到成功為止(如此焊工只怕要維修手機的人方可達到)。當然,有條件用示波器檢測那就事半功倍了),采用此法后,因為已將內(nèi)存的一邊芯片卸下,所以內(nèi)存只有一半可用,例如,64M還有32M可用,為此,對于小容量內(nèi)存就沒有維修的必要了。

常見誤解

內(nèi)部外存儲器

這種情況主要是發(fā)生在描述移動設(shè)備的內(nèi)部集成的數(shù)據(jù)存放空間時。比如一臺手機具備8G的數(shù)據(jù)存儲空間,不少人將其描述為“8G內(nèi)存”,事實上,這種表述是錯誤的,因為所謂的“8G內(nèi)存”是一個外存儲器。不能將“內(nèi)部的外存儲器”簡稱為”內(nèi)存,因為內(nèi)存是一個特定的概念,為內(nèi)存儲器的簡稱。

存儲卡的容量

存儲卡的容量不應當簡稱為“內(nèi)存”,因其也是外存儲器