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內(nèi)存的工作原理

 昵稱3087613 2010-10-02
現(xiàn)代的PC(包括NB)都是以存儲(chǔ)器為核心的多總線結(jié)構(gòu),即CPU只通過存儲(chǔ)總線與主存儲(chǔ)器交換信息(先在Cache里找數(shù)據(jù),如果找不到,再去主存找)。輸入輸出設(shè)備通過I/O總線直接與主存儲(chǔ)器交換信息。在I/O設(shè)備和主存儲(chǔ)器之間配置專用的I/O處理器。CPU不直接參與I/O設(shè)備與主存儲(chǔ)器之間的信息傳送。
存儲(chǔ)器分為內(nèi)部存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器(或者叫主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器)。內(nèi)部存儲(chǔ)器簡稱內(nèi)存,也可稱為主存。從廣義上講,只要是PC內(nèi)部的易失性存儲(chǔ)器都可以看作是內(nèi)存,如顯存,二級緩存等等。外部存儲(chǔ)器也稱為外存,主要由一些非易失性存儲(chǔ)器構(gòu)成,比如硬盤、光盤、U盤、存儲(chǔ)卡等等。
內(nèi)存作為數(shù)據(jù)的臨時(shí)倉庫,起著承上啟下的作用,一方面要從外存中讀取執(zhí)行程序和需要的數(shù)據(jù),另一方面還要為CPU服務(wù),進(jìn)行讀寫操作。所以主存儲(chǔ)器快慢直接影響著PC的速度。下面我就從內(nèi)存的原理開始談起。
一、原理篇
內(nèi)存工作原理
1.內(nèi)存尋址
首先,內(nèi)存從CPU獲得查找某個(gè)數(shù)據(jù)的指令,然后再找出存取資料的位置時(shí)(這個(gè)動(dòng)作稱為“尋址”),它先定出橫坐標(biāo)(也就是“列地址”)再定出縱坐標(biāo)(也就是“行地址”),這就好像在地圖上畫個(gè)十字標(biāo)記一樣,非常準(zhǔn)確地定出這個(gè)地方。對于電腦系統(tǒng)而言,找出這個(gè)地方時(shí)還必須確定是否位置正確,因此電腦還必須判讀該地址的信號,橫坐標(biāo)有橫坐標(biāo)的信號(也就是RAS信號,Row Address Strobe)縱坐標(biāo)有縱坐標(biāo)的信號(也就是CAS信號,Column Address Strobe),最后再進(jìn)行讀或?qū)懙膭?dòng)作。因此,內(nèi)存在讀寫時(shí)至少必須有五個(gè)步驟:分別是畫個(gè)十字(內(nèi)有定地址兩個(gè)操作以及判讀地址兩個(gè)信號,共四個(gè)操作)以及或讀或?qū)懙牟僮?,才能完成?nèi)存的存取操作。
2.內(nèi)存?zhèn)鬏?br>為了儲(chǔ)存資料,或者是從內(nèi)存內(nèi)部讀取資料,CPU都會(huì)為這些讀取或?qū)懭氲馁Y料編上地址(也就是我們所說的十字尋址方式),這個(gè)時(shí)候,CPU會(huì)通過地址總線(Address Bus)將地址送到內(nèi)存,然后數(shù)據(jù)總線(Data Bus)就會(huì)把對應(yīng)的正確數(shù)據(jù)送往微處理器,傳回去給CPU使用。
3.存取時(shí)間
所謂存取時(shí)間,指的是CPU讀或?qū)憙?nèi)存內(nèi)資料的過程時(shí)間,也稱為總線循環(huán)(bus cycle)。以讀取為例,從CPU發(fā)出指令給內(nèi)存時(shí),便會(huì)要求內(nèi)存取用特定地址的特定資料,內(nèi)存響應(yīng)CPU后便會(huì)將CPU所需要的資料送給CPU,一直到CPU收到數(shù)據(jù)為止,便成為一個(gè)讀取的流程。因此,這整個(gè)過程簡單地說便是CPU給出讀取指令,內(nèi)存回復(fù)指令,并丟出資料給CPU的過程。我們常說的6ns(納秒,秒-9)就是指上述的過程所花費(fèi)的時(shí)間,而ns便是計(jì)算運(yùn)算過程的時(shí)間單位。我們平時(shí)習(xí)慣用存取時(shí)間的倒數(shù)來表示速度,比如6ns的內(nèi)存實(shí)際頻率為1/6ns=166MHz(如果是DDR就標(biāo)DDR333,DDR2就標(biāo)DDR2 667)。
4.內(nèi)存延遲
內(nèi)存的延遲時(shí)間(也就是所謂的潛伏期,從FSB到DRAM)等于下列時(shí)間的綜合:FSB同主板芯片組之間的延遲時(shí)間(±1個(gè)時(shí)鐘周期),芯片組同DRAM之間的延遲時(shí)間(±1個(gè)時(shí)鐘周期),RAS到CAS延遲時(shí)間:RAS(2-3個(gè)時(shí)鐘周期,用于決定正確的行地址),CAS延遲時(shí)間 (2-3時(shí)鐘周期,用于決定正確的列地址),另外還需要1個(gè)時(shí)鐘周期來傳送數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)從DRAM輸出緩存通過芯片組到CPU的延遲時(shí)間(±2個(gè)時(shí)鐘周期)。一般的說明內(nèi)存延遲涉及四個(gè)參數(shù)CAS(Column Address Strobe 行地址控制器)延遲,RAS(Row Address Strobe列地址控制器)-to-CAS延遲,RAS Precharge(RAS預(yù)沖電壓)延遲,Act-to-Precharge(相對于時(shí)鐘下沿的數(shù)據(jù)讀取時(shí)間)延遲。其中CAS延遲比較重要,它反映了內(nèi)存從接受指令到完成傳輸結(jié)果的過程中的延遲。大家平時(shí)見到的數(shù)據(jù)3-3-3-6中,第一參數(shù)就是CAS延遲(CL=3)。當(dāng)然,延遲越小速度越快。
二、外觀篇
由于筆記本的空間設(shè)計(jì)要求,筆記本內(nèi)存比臺(tái)式機(jī)內(nèi)存條要窄,通常采用SO-DIMM模組規(guī)范,布線也比較緊湊,針腳也為標(biāo)準(zhǔn)的200Pin。我們經(jīng)常看到的內(nèi)存上,一般的元件有內(nèi)存顆粒、電路板、SPD芯片、排阻(終結(jié)電阻)和針腳。下面我來分別介紹一下。
1.顆粒
內(nèi)存顆粒就是大家平時(shí)見到內(nèi)存上一個(gè)個(gè)的集成電路塊。顆粒是內(nèi)存的主要組成部分,顆粒性能可以說很大程度上決定了內(nèi)存的性能,常見的顆粒有以下一些參數(shù)。
A.廠商
市場上生產(chǎn)內(nèi)存顆粒的廠商主要有Hynix(現(xiàn)代電子),Samsung Electronics(***電子),Micro(美光),Infineon(英飛凌),Kingmax(勝創(chuàng))等等。不過需要注意的一點(diǎn)是,“內(nèi)存顆粒”和“內(nèi)存條”是完全不同的兩回事。能夠生產(chǎn)內(nèi)存顆粒的廠商全球沒幾個(gè),而有了內(nèi)存顆粒后內(nèi)存條的生產(chǎn)就要簡單得多,生產(chǎn)者自然要多得多。充斥市場的雜牌內(nèi)存條與品牌內(nèi)存條有著根本的區(qū)別,它們在成本上也有很多不同。Kingston、Kingmax、金邦等大的品牌內(nèi)存條采用的都是符合Intel規(guī)定的6層PCB板和現(xiàn)代、***等內(nèi)存大廠的內(nèi)存顆粒,按照嚴(yán)格的工藝進(jìn)行生產(chǎn);而那些雜牌內(nèi)存條雖然號稱“***”、“現(xiàn)代”,其實(shí)就是一些小廠和作坊,他們拿來大廠內(nèi)存顆粒的切割角料,焊到劣質(zhì)的PCB板上就下了線,品質(zhì)完全沒有保證,而且經(jīng)常與一些大的經(jīng)銷商結(jié)成聯(lián)盟來生產(chǎn)和銷售,價(jià)格波動(dòng)也更容易受到渠道因素的影響。
B.內(nèi)存芯片類型
內(nèi)存芯片類型分SDRAM,DDR SDRAM,DDRⅡ SDRAM
SDRAM、DDR SDRAM和DDR SDRAM同出一門,都屬SDRAM系,因此三者的顆粒在外觀上不容易分辨,。但是由于采用的物理技術(shù)不同,三者在電路,延遲,帶寬上還是有很大區(qū)別的,區(qū)分三者一般都是看顆粒的參數(shù)或者針腳和缺口位置,后面我會(huì)重點(diǎn)講DDR和DDRⅡ技術(shù)。
C.內(nèi)存工藝和工作電壓
SDRAM內(nèi)存工藝主要以CMOS為主,內(nèi)存的工作電壓和內(nèi)存的芯片類型有很大關(guān)系,在JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council 電子元件工業(yè)聯(lián)合會(huì))的規(guī)范中,SDRAM的工作電壓是3.3V,DDR是2.5V,DDRⅡ是1.8V。
D.芯片密度,位寬及刷新速度
芯片的密度一般都會(huì)用bit為單位進(jìn)行表示(1B=8bit),比如16Mbit是16Mbit÷ 8bit=2MB也就是單顆芯片是2MB的。還有一個(gè)參數(shù)就是位寬,SDRAM系的位寬是64bit,采用多少個(gè)顆粒(一般為偶數(shù))組成64bit也是不一樣的。比如一個(gè)芯片是4bit的,那么要用16個(gè)同樣的芯片才能組成64bits的,如果芯片是16bit那么只須4個(gè)就可以了。舉個(gè)例子,256MB的內(nèi)存可以用512bits÷8×4顆=256MB,4顆×16bit=64bit來組成,一般表示為512Mbits×16bit或64MB×16bit。刷新速度,內(nèi)存條是由電子存儲(chǔ)單元組成的,刷新過程對以列方式排列在芯片上的存儲(chǔ)單元進(jìn)行充電。刷新率是指被刷新的列的數(shù)目。兩個(gè)常用的刷新率是2K和4K。2K模式能夠在一定的時(shí)間內(nèi)刷新較多的存儲(chǔ)單元并且所用時(shí)間較短,因此2K所用的電量要大于4K。4K模式利用較慢的時(shí)間刷新較少的存儲(chǔ)單元,然而它使用的電量較少。一些特殊設(shè)計(jì)的SDRAM具有自動(dòng)刷新功能,它可自動(dòng)刷新而不借助CPU或外部刷新電路。建立在DRAM內(nèi)部的自動(dòng)刷新,減少了電量消耗,被普遍應(yīng)用于筆記本電腦。
E.Bank
內(nèi)存的Bank一般分為物理Bank和邏輯Bank。物理Bank體現(xiàn)在SDRAM內(nèi)存模組上,"Bank 數(shù)"表示該內(nèi)存的物理存儲(chǔ)體的數(shù)量。(等同于"行"/Row)。邏輯Bank表示一個(gè)SDRAM設(shè)備內(nèi)部的邏輯存儲(chǔ)庫的數(shù)量。(現(xiàn)在通常是4個(gè)bank)。此外,對于主板,它還表示DIMM連接插槽或插槽組,例如Bank 0 或 Bank A。這里的Bank是內(nèi)存插槽的計(jì)算單位,它是電腦系統(tǒng)與內(nèi)存之間數(shù)據(jù)總線的基本工作單位。只有插滿一個(gè)BANK,電腦才可以正常開機(jī)。舉個(gè)例子,1個(gè)SDRAM線槽一個(gè)Bank為64bit,而老早以前的EDO內(nèi)存是32bit的,必須要安裝兩根內(nèi)存才能正常工作。主板上的Bank編號從Bank 0開始,必須插滿Bank 0才能開機(jī),Bank 1以后的插槽留給日后升級擴(kuò)充內(nèi)存用。
F.電氣接口類型
一般的電氣接口類型與內(nèi)存類型對應(yīng),如SDRAM是SSTL_3(3.3V)、DDR是 SSTL_2(2.5V)、DDRⅡ是SSTL_18(1.8V)。
G.內(nèi)存的封裝
現(xiàn)在比較普遍的封裝形式有兩種BGA和TSOP兩種,BGA封裝分FBGA,μBGA,TinyBGA(KingMAX)等等,TSOP分TSOPⅠ和TSOPⅡ。BGA封裝具有芯片面積小的特點(diǎn),可以減少PCB板的面積,發(fā)熱量也比較小,但是需要專用的焊接設(shè)備,無法手工焊接。另外一般BGA封裝的芯片,需要多層PCB板布線,這就對成本提出了要求。此外,BGA封裝還擁有芯片安裝容易、電氣性能更好、信號傳輸延遲低、允許高頻運(yùn)作、散熱性卓越等許多優(yōu)點(diǎn),它成為DDRⅡ官方選擇也在情理之中。而TSOP相對來說工藝比較成熟,成本低,缺點(diǎn)是頻率提升比較困難,體積較大,發(fā)熱量也比BGA大。
H.速度及延遲
一般內(nèi)存的速度都會(huì)用頻率表示。比如大家常??吹降腟DRAM 133、DDR 266、DDRⅡ 533其實(shí)物理工作頻率都是133MHz,只是采用了不同的技術(shù),理論上相當(dāng)于2倍或4倍的速率運(yùn)行,還有一種表示速度方法是用脈沖周期來表示速度,一般是納秒級的。比如1/133MHz=7ns,說明該內(nèi)存的脈沖周期是7ns。內(nèi)存延遲我前面說過了,參數(shù)一般為4個(gè),也有用3個(gè)的,數(shù)字越小表示延遲越小,速度越快。
I.工作溫度
工作溫度:工業(yè)常溫(-40 - 85度);擴(kuò)展溫度(-25 - 85度)
2.電路板
電路板也稱PCB版,是印刷電路板電子板卡的基礎(chǔ),由若干層導(dǎo)體和絕緣體組成的平板。電路圖紙上的線路都蝕刻在其上,然后焊接上電子元件。由于所有的內(nèi)存元件都焊在電路版上,因此電路板的布線是決定內(nèi)存穩(wěn)定性的重要方面,跟據(jù)Intel的規(guī)范,DDR內(nèi)存必須使用6層PCB版才能保證內(nèi)存的電氣化功能和運(yùn)行的穩(wěn)定性。所以建議大家購買大廠的產(chǎn)品,不要使用來歷不明的山寨貨。
3.SPD及SPD芯片
SPD(Serial Presence Detect)- 串行存在偵測,SPD是一顆8針的EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM 電子可擦寫程序式只讀內(nèi)存), 容量為256字節(jié)~2KB,里面主要保存了該內(nèi)存的相關(guān)資料,如容量、芯片廠商、內(nèi)存模組廠商、工作速度、是否具備ECC校驗(yàn)等。SPD的內(nèi)容一般由內(nèi)存模組制造商寫入。支持SPD的主板在啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)檢測SPD中的資料,并以此設(shè)定內(nèi)存的工作參數(shù)。當(dāng)開機(jī)時(shí)PC的BIOS將自動(dòng)讀取SPD中記錄的信息,如果沒有 SPD,就容易出現(xiàn)死機(jī)或致命錯(cuò)誤的現(xiàn)象。建議大家購買有SPD芯片的內(nèi)存。
4.排阻
排阻,也稱終結(jié)電阻(終結(jié)器)是DDR內(nèi)存中比較重要的硬件。DDR內(nèi)存對工作環(huán)境提出很高的要求,如果先前發(fā)出的信號不能被電路終端完全吸收掉而在電路上形成反射現(xiàn)象,就會(huì)對后面信號的影響從而造成運(yùn)算出錯(cuò)。因此目前支持DDR主板都是通過采用終結(jié)電阻來解決這個(gè)問題。 由于每根數(shù)據(jù)線至少需要一個(gè)終結(jié)電阻,這意味著每塊DDR主板需要大量的終結(jié)電阻,這也無形中增加了主板的生產(chǎn)成本,而且由于不同的內(nèi)存模組對終結(jié)電阻的要求不可能完全一樣,也造成了所謂的“內(nèi)存兼容性問題”。由于DDR II內(nèi)部集成了終結(jié)器,這個(gè)問題上得到了比較完美的解決。
5.針腳(Pin)
Pin-針狀引腳,是內(nèi)存金手指上的金屬接觸點(diǎn)。由于不同的內(nèi)存的針腳不同,所以針腳也是從外觀區(qū)分各種內(nèi)存的主要方法。內(nèi)存針腳分為正反兩面,例如筆記本DDR內(nèi)存是200Pin,那么正反兩面的針腳就各為200÷2=100個(gè)。此外,有些大廠的金手指使用技術(shù)先進(jìn)的電鍍金制作工藝,鍍金層色澤純正,有效提高抗氧化性。保證了內(nèi)存工作的穩(wěn)定性。
三、技術(shù)篇
1.DDR、DDRⅡ技術(shù)
DDR技術(shù)
DDR SDRAM是雙倍數(shù)據(jù)速率(Double Data Rate)SDRAM的縮寫。從名稱上可以看出,這種內(nèi)存在技術(shù)上,與SDRAM有著密不可分的關(guān)系。事實(shí)上,DDR內(nèi)存就是SDRAM內(nèi)存的加強(qiáng)版。DDR運(yùn)用了更先進(jìn)的同步電路,使指定地址、數(shù)據(jù)的輸送和輸出主要步驟既獨(dú)立執(zhí)行,又保持與CPU完全同步;DDR使用了DLL(Delay Locked Loop,延時(shí)鎖定回路提供一個(gè)數(shù)據(jù)濾波信號)技術(shù),當(dāng)數(shù)據(jù)有效時(shí),存儲(chǔ)控制器可使用這個(gè)數(shù)據(jù)濾波信號來精確定位數(shù)據(jù),每16次輸出一次,并重新同步來自不同存儲(chǔ)器模塊的數(shù)據(jù)。DDL本質(zhì)上不需要提高時(shí)鐘頻率就能加倍提高SDRAM的速度,它允許在時(shí)鐘脈沖的上升沿和下降沿讀出數(shù)據(jù),理論上使用原來的工作的頻率可以產(chǎn)生2倍的帶寬。同速率的DDR內(nèi)存與SDR內(nèi)存相比,性能要超出一倍,可以簡單理解為133MHZ DDR=266MHZ SDR。從外形體積上DDR與SDRAM相比差別并不大,他們具有同樣的尺寸和同樣的針腳距離。DDR內(nèi)存采用的是支持2.5V電壓的SSTL2標(biāo)準(zhǔn),而不是SDRAM使用的3.3V電壓的LVTTL標(biāo)準(zhǔn)。但是DDR存在自身的局限性-DDR只是在SDRAM基礎(chǔ)上作簡單改良,并行技術(shù)與生俱來的易受干擾特性并沒有得到絲毫改善,尤其隨著工作頻率的提高和數(shù)據(jù)傳輸速度加快,總線間的信號干擾將造成系統(tǒng)不穩(wěn)定的災(zāi)難性后果;反過來,信號干擾也制約著內(nèi)存頻率的提升--當(dāng)發(fā)展到DDR400規(guī)范時(shí),芯片核心的工作頻率達(dá)到200MHz,這個(gè)數(shù)字已經(jīng)非常接近DDR的速度極限,只有那些品質(zhì)優(yōu)秀的顆粒才能夠穩(wěn)定工作于200MHz之上,所以DDRⅡ標(biāo)準(zhǔn)就成了一種進(jìn)一步提高內(nèi)存速度的解決方法。
DDR Ⅱ技術(shù)
DDRⅡ相對于DDR有三大技術(shù)革新,4位預(yù)?。―DR是2位)、Posted CAS、整合終結(jié)器(ODT)、FBGA/CSP封裝。要解釋預(yù)取的概念,我們必須從內(nèi)存的頻率說起。大家通常說的“內(nèi)存頻率”其實(shí)是一個(gè)籠統(tǒng)的說法,內(nèi)存頻率實(shí)際上應(yīng)細(xì)分為數(shù)據(jù)頻率、時(shí)鐘頻率和DRAM核心頻率三種。數(shù)據(jù)頻率指的是內(nèi)存模組與系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)的頻率;時(shí)鐘頻率則是指內(nèi)存與系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致的頻率;而DRAM核心頻率指的是DRAM內(nèi)部組件的工作頻率,它只與內(nèi)存自身有關(guān)而不受任何外部因素影響。對SDRAM來說,這三者在數(shù)字上是完全等同的,也就是數(shù)據(jù)頻率=時(shí)鐘頻率=核心頻率;而DDR技術(shù)卻不是如此,它要在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)傳輸兩次數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)頻率就等于時(shí)鐘頻率的兩倍,但核心頻率還是與時(shí)鐘頻率相等。由于數(shù)據(jù)傳輸頻率翻倍(傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也翻倍),而內(nèi)部核心的頻率并沒有改變,這意味著DDR芯片核心必須在一個(gè)周期中供給雙倍的數(shù)據(jù)量才行,實(shí)現(xiàn)這一任務(wù)的就是所謂的兩位預(yù)?。?bit Prefect)技術(shù);DDRⅡ采用的4位預(yù)取。這項(xiàng)技術(shù)的原理是將DRAM存儲(chǔ)矩陣的位寬增加一(兩)倍,這樣在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)就可以傳輸雙(四)倍的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)接著被轉(zhuǎn)化為寬度為1/2(1/4)的兩道數(shù)據(jù)流、分別從每個(gè)時(shí)鐘周期的上升沿和下降沿傳送出去。Posted CAS:DDRⅡ通過引入“Posted CAS”功能來解決帶寬利用變低的問題,所謂Posted CAS,指的是將CAS(讀/寫命令)提前幾個(gè)周期、直接插到RAS信號后面的一個(gè)時(shí)鐘周期,這樣CAS命令可以在隨后的幾個(gè)周期內(nèi)都能保持有效,但讀/寫操作并沒有因此提前、總的延遲時(shí)間沒有改變。這樣做的好處在于可以徹底避免信號沖突、提高內(nèi)存使用效率,但它只有在讀寫極其頻繁的環(huán)境下得到體現(xiàn),若是普通應(yīng)用,Posted CAS功能反而會(huì)增加讀取延遲、令系統(tǒng)性能下降,因此我們可以根據(jù)需要、通過BIOS將Posted CAS功能開啟或關(guān)閉(關(guān)閉狀態(tài)下DDRⅡ的工作模式就與DDR完全相同)。    芯片整合終結(jié)器,提高了內(nèi)存工作的穩(wěn)定性,增強(qiáng)的內(nèi)存的兼容性。FBGA封裝和CSP封裝,封裝雖然無法直接決定內(nèi)存的性能,但它對內(nèi)存的穩(wěn)定工作至關(guān)重要。 FBGA封裝是DDRⅡ的官方選擇,F(xiàn)BGA屬于BGA體系(Ball Grid Array,球柵陣列封裝),前面已經(jīng)講過了。CSP封裝最大的特點(diǎn)在于封裝面積與芯片面積異常接近,兩者比值僅有1.14:1,它也是目前最接近1:1理想狀況的芯片封裝技術(shù)。這樣在同樣一條模組中就可以容納下更多數(shù)量的內(nèi)存芯片,有利于提升模組的總?cè)萘俊?
2.雙通道內(nèi)存控制器技術(shù)
所謂雙通道DDR,簡單來說,就是芯片組可以在兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)通道上分別尋址、讀取數(shù)據(jù)。這兩個(gè)相互獨(dú)立工作的內(nèi)存通道是依附于兩個(gè)獨(dú)立并行工作的,位寬為64-bit的內(nèi)存控制器下,因此使普通的DDR內(nèi)存可以達(dá)到128-bit的位寬,如果是DDR333的話,雙通道技術(shù)可以使其達(dá)到DDR667的效果,內(nèi)存帶寬陡增一倍。雙通道DDR有兩個(gè)64bit內(nèi)存控制器,雙64bit內(nèi)存體系所提供的帶寬等同于一個(gè)128bit內(nèi)存體系所提供的帶寬,但是二者所達(dá)到效果卻是不同的。雙通道體系包含了兩個(gè)獨(dú)立的、具備互補(bǔ)性的智能內(nèi)存控制器,兩個(gè)內(nèi)存控制器都能夠在彼此間零等待時(shí)間的情況下同時(shí)運(yùn)作。例如,當(dāng)控制器B準(zhǔn)備進(jìn)行下一次存取內(nèi)存的時(shí)候,控制器 A就在讀/寫主內(nèi)存,反之亦然。兩個(gè)內(nèi)存控制器的這種互補(bǔ)“天性”可以讓有效等待時(shí)間縮減50%,雙通道技術(shù)使內(nèi)存的帶寬翻了一翻。雙通道DDR的兩個(gè)內(nèi)存控制器在功能上是完全一樣的,并且兩個(gè)控制器的時(shí)序參數(shù)都是可以單獨(dú)編程設(shè)定的。這樣的靈活性可以讓用戶使用三條不同構(gòu)造、容量、速度的DIMM內(nèi)存條,此時(shí)雙通道DDR簡單地調(diào)整到最低的密度來實(shí)現(xiàn)128bit帶寬,允許不同密度/等待時(shí)間特性的DIMM內(nèi)存條可以可靠地共同運(yùn)作。雙通道DDR技術(shù)帶來的性能提升是明顯的,DDR266能夠提供2.1GB/s的帶寬,而雙通道DDR266則能提供4.2GB/s的帶寬。以此類推,雙通道DDR333和DDR400能夠達(dá)到5.4GB/s和6.4GB/s。
3.CPU集成內(nèi)存控制器技術(shù)
這是AMD公司提高CPU與內(nèi)存性能的一項(xiàng)技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)是一種將北橋的內(nèi)存控制器集成到CPU的一種技術(shù),這種技術(shù)的使用使得原來,CPU-北橋-內(nèi)存三方傳輸數(shù)據(jù)的過程直接簡化成CPU與內(nèi)存之間的單項(xiàng)傳輸技術(shù),并且降低了它的延遲潛伏期,提高了內(nèi)存工作效率。這么做得的目的是為了解放系統(tǒng)的北橋,眾所周知,顯卡也是通過北橋向CPU傳輸數(shù)據(jù)的,雖然說早在GeForce256時(shí)代就有了GPU的說法,但是隨著現(xiàn)在游戲的進(jìn)步,畫面的華麗,不少數(shù)據(jù)還是需要CPU來做輔助處理的。這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)紺PU必然要經(jīng)過系統(tǒng)的北橋,由于AMD64系統(tǒng)將內(nèi)存控制集成到主般中來了,所以壓力減小的北橋便可以更好地為顯卡服務(wù)。另外,缺少了中間環(huán)節(jié),內(nèi)存和CPU之間的數(shù)據(jù)交換顯得更為流暢。但是這項(xiàng)技術(shù)也有缺點(diǎn),當(dāng)新的內(nèi)存技術(shù)出現(xiàn)時(shí),必須要更換CPU才能支持。這在無形間增加了成本。
4.其他技術(shù)
A.ECC內(nèi)存
全稱Error Checkingand Correcting。它也是在原來的數(shù)據(jù)位上外加位來實(shí)現(xiàn)的。如8位數(shù)據(jù),則需1位用于Parity檢驗(yàn),5位用于ECC,這額外的5位是用來重建錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)的。當(dāng)數(shù)據(jù)的位數(shù)增加一倍,Parity也增加一倍,而ECC只需增加一位,當(dāng)數(shù)據(jù)為64位時(shí)所用的ECC和Parity位數(shù)相同(都為。在那些Parity只能檢測到錯(cuò)誤的地方,ECC可以糾正絕大多數(shù)錯(cuò)誤。若工作正常時(shí),你不會(huì)發(fā)覺你的數(shù)據(jù)出過錯(cuò),只有經(jīng)過內(nèi)存的糾錯(cuò)后,計(jì)算機(jī)的操作指令才可以繼續(xù)執(zhí)行。當(dāng)然在糾錯(cuò)時(shí)系統(tǒng)的性能有著明顯降低,不過這種糾錯(cuò)對服務(wù)器等應(yīng)用而言是十分重要的,ECC內(nèi)存的價(jià)格比普通內(nèi)存要昂貴許多。
B.(Un)Buffered Memory 內(nèi)存
(Un)Buffered Memory,(不)帶有緩存的內(nèi)存條。緩存能夠二次推動(dòng)信號穿過內(nèi)存芯片,而且使內(nèi)存條上能夠放置更多的內(nèi)存芯片。帶緩存的內(nèi)存條和不帶緩存的內(nèi)存條不能混用。電腦的內(nèi)存控制器結(jié)構(gòu),決定了該電腦上帶緩存的內(nèi)存還是上不帶緩存的內(nèi)存。
四、總結(jié)篇 Q&A
伴隨著整個(gè)PC工業(yè)的發(fā)展,內(nèi)存的發(fā)展朝著速度更快,功耗更低,成本更低的方向發(fā)展,老一代DDR內(nèi)存正在面臨著更多新技術(shù)的挑戰(zhàn),不管是同門DDRⅡ、還是Rambus的XDR,VIA的QBM都有一定競爭力。作為普通的本本用戶,我們更關(guān)心的是技術(shù)成熟,產(chǎn)品性價(jià)比高的產(chǎn)品,由于本本內(nèi)存的擴(kuò)展相對于其他硬件容易些,建議大家在資金允許的范圍內(nèi)最好還是增加內(nèi)存容量。尤其是集成顯卡的本本,還可考慮升級到雙通道,提高顯卡和系統(tǒng)整體的性能。
1.組成雙通道有哪些條件。
首先,組成雙通道內(nèi)存需要主板或CPU集成雙通道內(nèi)存控制器才可以,其次,需要兩條內(nèi)存插槽,我在前面講過,一個(gè)DDR SDRAM插槽是64bit的,要組成128bit的雙通道必須兩條內(nèi)存插槽才行。第三,需要強(qiáng)調(diào)的是對內(nèi)存條的要求,Intel官方文檔對組建雙通道的內(nèi)存條有著嚴(yán)格的限制,必須是相同容量、相同結(jié)構(gòu)(如單面、雙面或內(nèi)存顆粒的數(shù)量、每個(gè)顆粒的位寬等參數(shù)必須相同)和相同品牌(不同品牌內(nèi)存的SPD信息有可能不同)的內(nèi)存才行。當(dāng)然,這只是Intel為了保證雙通道正常運(yùn)行提出的要求。事事無絕對,也會(huì)存在一些其他的組合,大家如果有這方面的經(jīng)驗(yàn),可以回帖交流。
2.筆記本怎樣升級內(nèi)存。
筆記本的內(nèi)存的升級,原則上可以“韓信點(diǎn)兵,多多益善”。但是需要考慮幾個(gè)方面的問題。
類型:由于DDR和DDRⅡ針腳定義不同,工作電壓也不同,所以不能混插,否則會(huì)燒毀內(nèi)存或內(nèi)存插槽。
容量:盡量選擇單條容量比較大的,如果不是組成雙通道,盡量選擇單條512MB以上的。
速度:首先要考慮芯片組的規(guī)格,盡量符合芯片組的最大要求購買,其次,保證兩條內(nèi)存的頻率相同,如果原來的內(nèi)存是DDR266的,買一條DDR333的內(nèi)存只能在DDR266的頻率上運(yùn)行,發(fā)揮不了真實(shí)的性能。
結(jié)構(gòu):從理論上講,無論是擴(kuò)充性、穩(wěn)定性還是兼容性,單面結(jié)構(gòu)都比雙面結(jié)構(gòu)稍勝一籌。從發(fā)熱量上考慮,單面內(nèi)存比雙面的要小。單、雙面內(nèi)存它們的本身沒有好壞,區(qū)別也很小,同等容量的內(nèi)存,單面比雙面的集成度要高,生產(chǎn)日期要靠后,所以工作起來就更穩(wěn)定。
PS:關(guān)于各芯片組內(nèi)存控制器的規(guī)格,請看上一篇淺談筆記本主流芯片組
關(guān)于內(nèi)存升級的問題還可以參考版主帥鼠的帖筆記本內(nèi)存升級!
3.內(nèi)存顆粒如何識(shí)別。
由于沒有相對統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),各個(gè)廠商的顆粒都不大相同,我給出幾個(gè)常見的顆粒廠商的百度搜索結(jié)果,大家可以根據(jù)自己的需要查看。
Hynix(現(xiàn)代電子)
Samsung Electronics(***電子)
Micro(美光)
Infineon(英飛凌)
Kingmax(勝創(chuàng))
GEIL(金邦)
Mosel(臺(tái)灣茂矽)
Nanya(南亞)
Apacer(宇瞻)
V(A)-data(威剛科技)
TOSHIBA(東芝)

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