答案:问 题
内存详细介绍
内存基本工作原理,内存工作流程,SDR与DDR差别,内存的发展,当前主流产品,要求详细。 |
●内存 内存就是存储程序以及数据的地方,比如当我们在使用WPS处理文稿时,当你在键盘上敲入字符时,它就被存入内存中,当你选择存盘时,内存中的数据才会被存入硬(磁)盘。在进一步理解它之前,还应认识一下它的物理概念。 ●只读存储器(ROM) ROM表示只读存储器(Read Only Memory),在制造ROM的时候,信息(数据或程序)就被存入并永久保存。这些信息只能读出,一般不能写入,即使机器掉电,这些数据也不会丢失。ROM一般用于存放计算机的基本程序和数据,如BIOS ROM。其物理外形一般是双列直插式(DIP)的集成块。 ●随机存储器(RAM) 随机存储器(Random Access Memory)表示既可以从中读取数据,也可以写入数据。当机器电源关闭时,存于其中的数据就会丢失。我们通常购买或升级的内存条就是用作电脑的内存,内存条(SIMM)就是将RAM集成块集中在一起的一小块电路板,它插在计算机中的内存插槽上,以减少RAM集成块占用的空间。目前市场上常见的内存条有4M/条、8M/条、16M/条等。 ●高速缓冲存储器(Cache) Cache也是我们经常遇到的概念,它位于CPU与内存之间,是一个读写速度比内存更快的存储器。当CPU向内存中写入或读出数据时,这个数据也被存储进高速缓冲存储器中。当CPU再次需要这些数据时,CPU就从高速缓冲存储器读取数据,而不是访问较慢的内存,当然,如需要的数据在Cache中没有,CPU会再去读取内存中的数据。 SDRAM:SDRAM,即Synchronous DRAM(同步动态随机存储器),曾经是PC电脑上最为广泛应用的一种内存类型,即便在今天SDRAM仍旧还在市场占有一席之地。既然是“同步动态随机存储器”,那就代表着它的工作速度是与系统总线速度同步的。SDRAM内存又分为PC66、PC100、PC133等不同规格,而规格后面的数字就代表着该内存最大所能正常工作系统总线速度,比如PC100,那就说明此内存可以在系统总线为100MHz的电脑中同步工作。 与系统总线速度同步,也就是与系统时钟同步,这样就避免了不必要的等待周期,减少数据存储时间。同步还使存储控制器知道在哪一个时钟脉冲期由数据请求使用,因此数据可在脉冲上升期便开始传输。SDRAM采用3.3伏工作电压,168Pin的DIMM接口,带宽为64位。SDRAM不仅应用在内存上,在显存上也较为常见。 DDR SDRAM:严格的说DDR应该叫DDR SDRAM,人们习惯称为DDR,部分初学者也常看到DDR SDRAM,就认为是SDRAM。DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的缩写,是双倍速率同步动态随机存储器的意思。DDR内存是在SDRAM内存基础上发展而来的,仍然沿用SDRAM生产体系,因此对于内存厂商而言,只需对制造普通SDRAM的设备稍加改进,即可实现DDR内存的生产,可有效的降低成本。 SDRAM在一个时钟周期内只传输一次数据,它是在时钟的上升期进行数据传输;而DDR内存则是一个时钟周期内传输两次次数据,它能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据,因此称为双倍速率同步动态随机存储器。DDR内存可以在与SDRAM相同的总线频率下达到更高的数据传输率。 与SDRAM相比:DDR运用了更先进的同步电路,使指定地址、数据的输送和输出主要步骤既独立执行,又保持与CPU完全同步;DDR使用了DLL(Delay Locked Loop,延时锁定回路提供一个数据滤波信号)技术,当数据有效时,存储控制器可使用这个数据滤波信号来精确定位数据,每16次输出一次,并重新同步来自不同存储器模块的数据。DDL本质上不需要提高时钟频率就能加倍提高SDRAM的速度,它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿读出数据,因而其速度是标准SDRA的两倍。 目前电脑系统性能的瓶颈主要是在数据的读取和传输上,要提高系统性能主要是提高内存的速度。 一、SDRAM与DDR SDRAM SDRAM(Synchronous Dynamic RAM,同步动态随机存储器)内存(如图1)自从Pentium时代以来,就开始了其不可动摇的霸主地位,这种主体结构一直延续至今,它可以使所有的输入输出信号保持与系统时钟同步,内存就是工作在系统的外部频率下。它使用168线的管脚接口,具有64bit的带宽,工作电压为3.3伏,目前最快的内存模块为5.5纳秒。由于其最初的标准是采用将内存与CPU进行同步频率刷新的工作方式,因此,基本上消除了等待时间,提高了系统整体性能。SDRAM内存有66MHz(PC66)、100MHz(PC100)和133MHz(PC133)三种标准规格,某些内存厂商为了满足一些超频爱好者的需求还推出了PC150和PC166内存,SDRAM在DDR和Rambus内存的强势冲击下,可以说露出了已经走到尽头的无奈。 二、DDR SDRAM DDR SDRAM (如图2)由VIA、IBM、AMD等在1998年12月确定的完全开放式新一代内存规范,1999年的5月,第一批184pin DDR SDRAM DIMM模组正式获得了认可。DDR SDRAM(Double Date Rate,上下行双数据率SDRAM)在同步动态读写存储器SDRAM的基础上,使用了更多、更先进的同步电路,采用DLL(Delay-Locked Loop,延时锁定环)技术提供数据选通信号对数据进行精确定位,在时钟脉冲的上升沿和下降沿都可传输数据,在相同的总线频率下DDR内存具有更高的数据带宽,即使在133MHz的总线频率下的带宽也能达到2.1GB/S,是PC133标准的两倍。至于地址与控制信号则与传统SDRAM相同,仍在时钟上升沿进行传输。DDR内存采用2.5V电压,SDRAM使用的3.3V电压,DDR SDRAM可以沿用现有SDRAM的生产体系,制造成本比SDRAM略高一些,制造普通SDRAM的设备只需稍作改进就能进行DDR内存的生产。DDR可以在不提高时钟频率的情况下,使数据传输率提高一倍,采用64位的并行数据总线,DDR分为4种主要型号,DDR-200、DDR-266、DDR-333和DDR-433。DDR SDRAM外形上DDR与SDRAM相比差别不大,DDR内存具有184只管脚和一个小缺口,DDR内存管脚数比SDRAM多出16只管脚。 DDR SDRAM有着先天性的优势,取代SDRAM只是时间上的问题,DDR内存的速度也越来越快,DDR内存的封装。采用不同封装技术的内存条,在性能上也会存在较大差距,而要获得更好的性能,封装技术也相应需要革新。自DDR333开始采用CSP封装,CSP封装内存不但体积小,同时也更薄,其工艺大大提高了内存芯片在长时间运行后的可靠性。 图1 SDRAM内存 图2 DDR SDRAM 内存 图3 PC-1066 RDRAM内存 图4 RIMM-4200 RDRAM内存 三、RAMBUS DDR SDRAM 的对手是RDRAM(如图3),它由Rambus公司开发的具有系统带宽,从芯片到芯片接口设计的新型串行结构的DRAM,得到Intel强力支持的全新架构的内存技术,在高工作频率、高带宽、高持续传输率方面的优势好过DDR SDRAM,其技术引入了RISC(精简指令集),依靠高时钟频率来简化每个时钟周期的数据量,其数据通道接口只有16bit,RDRAM也是采用双速率传输结构,同时利用时钟脉冲的上升与下降沿进行数据传输,可以提供更大的带宽,单个Direct RDRAM传输率可达1.6GB/s,两个的传输率可达3.2GB/s。以Intel公司推广Direct RDRAM为例,具有300~400MHz的工作速度,它引入了处理器设计中的RISC思想,依靠高时钟频率来简化每个时钟周期的数据量,在时钟的上升和下降沿同时进行数据传送,因此相当于600~800的速度,数据传送带宽为16位,RDRAM为168Pin管脚,1.8或2.5伏电压,RDRAM的插槽就叫做RIMM,工作时的三根RIMM槽必须全部插满,如果只有一根RDRAM,就必须用终端器将空的槽填上。 但从制造工艺、生产成本、专利费用以及对传统产品的兼容性等有很多先天的不足,首先DRDRAM对生产制造的工艺水平要求非常高,工艺非常复杂,所以成品率就很低,价格昂贵,其次,生产DRDRAM要重建投资巨大的RDRAM生产线,再次它是RAMBUS公司专利技术,并支付一笔不少的费用。所以目前RDRAM销售不好,随着Intel支持的力度加大,随着成本的不断降低,RDRAM逐渐成为市场的主流。 DDR SDRAM随着工艺的进步、技术的发展已经实现了良好的兼容性和稳定性,价格比RAMBUS低得多。DDR266或DDR200均是采用TSOP封装技术,自DDR333开始封装方式改为CSP封装。现在,RAMBUS公司推出了更高性能的RAMBUS内存产品PC-1066 RDRAM以及RIMM 4200 RDRAM,已提高竞争力,16bit PC-1066 RDRAM(如图3)属于原来16bit PC-800 RDRAM的升级产品,工作频率达到1066MHz,带宽达到4.26GB/s;32-bit RDRAM (RIMM 4200)(如图4)使用新设计的32bit内存模块,能够提供4.2GB/s带宽,使用的是原来两倍于16bit接口的设计,就是等于将双通道直接整合在了内存模块里面。对于芯片组以及内存来说,都不需要进行任何地调整就可以很好的使用RIMM4200 RDRAM进行工作了。尽管在同样的频率下可以达到一样的带宽,不过新的RIMM 4200与PC-1066 RDRAM相比,就需要新的232 pin接口支持。 RDRAM系统主要有这几个部分:Rambus ASIC Cell( RAC)被称为专用集成电路单元;Direct Rambus Clock Generator(DRCG)是Rambus时钟发生器;结构上可以划分为:(1)Rambus通道(The Rambus Channel);(2)Rambus DRAM;(3)内存控制器(The Memory Controller)。RDRAM内存也有一SPD用来记录RDRAM的运行参数。 RDRAM内存有专门标注格式。其中,A:表示内存容量;B:表示芯片数目;C:表示是否支持ECC;D:预留;E:表示内存的速度。 现在,Rambus公司公布了其下一代内存技术,Yellowstone(黄石),它可以在传输数据时使传输速率达到3.2GHz甚至是6.4GHz,Yellowstone使用的ODR(Octal Data Rate八倍速率传输)使每个时钟周期可以传输八个bit的数据,另外Yellowstone技术也实现了非常低的DRSL(Differential Rambus Signaling Levels )电压,达到了从200mV到1.2V的变换。 Rambus的这一Yellowstone技术的架构决定了它是非常容易实现通用性的。 三、三种内存的选用 SDRAM对于普通的上网、学习、打字、办公等应用仍不失为一种理智选择。注意:千万不要选择杂牌内存!它兼容性和稳定性的问题,常常会地死机,而且故障极难排除。应购买品牌内存条。 DDR内存在3D游戏和大型图形软件面前,DDR内存已经足以满足一般发烧友的需求,它确实是注重性价比的首选,在选购DDR内存,最好选择品牌内存,要看质量、售后服务有没有保证,另外还要注意采用速度较快的DDR内存,一般至少要选择DDR266。 Ramus内存在现在选购的人已经不多了,价格也没有那么牛了,如果一位狂热的3D游戏玩家,或者是需要处理大型多媒体文件,而且你又很有钱,它仍然是你的好选择,Rambus内存采用了与SDRAM不同的数据通道架构,带宽达到3.2G/s,这一速度正好与Pentum4处理器的前端总线速度匹配,是以性能完美主义者的首选!选购注意品牌,到有实力、有信誉的品牌内存厂商的专卖店或指定代理那儿去购买。 总的来说SDRAM对于一般用户而言仍可以算是物美价廉的选择;对于游戏爱好者来说,DDR SDRAM不乏是个明智之选;RDRAM则是那些服务器和工作站的黄金搭档。 四、新型的内存 新型的内存架构现已出台,QBM(Quad Band Memory,四倍带宽内存)便是其中的一种,Kentron公司将发布带宽达到3.2GB/s(工作频率400MHz)及4.26GB/s(工作频率533MHz)的QBM架构内存,对应同频率的Pentium 4处理器;带宽达到5.4GB/s(工作频率为667MHz)的QBM内存和6.4GB/s(工作频率为800MHz)的QBM内存不久也将发布。还有一种QDR(Quad Data Rate四倍速)内存,QDR SRAM的原理是将以往同时负责读取和写入作用的数据带宽拆解为两组,一组负责读取,而另一组则写入,两组线路都使用了DDR的技术,就是脉冲信号的上升沿和下降沿都可以处理数据资料,这样全速运行正好比传统的SDRAM快上四倍。 Intel正在开发一种采用聚酯材料的塑料内存。采用的是3D存储技术,数据将被存储在成千上万的聚酯层内,可存储的容量相当大。价格也只有现在采用硅材料生产的同等性质内存的 我们知道,电脑有许多配件,配件不同,速度也就不同。在286、386和早期的486电脑里,CPU的速度不是太高,和内存保持一样的速度。后来随着CPU速度的飞速提升,内存由于电气结构关系,无法象CPU那样提升很高的速度(就算现在内存达到400、533,但跟CPU的几个G的速度相比,根本就不是一个级别的),于是造成了内存和CPU之间出现了速度差异,这时就提出一个CPU的主频、倍频和外频的概念,外频顾名思义就是CPU外部的频率,也就是内存的频率,CPU以这个频率来与内存联系。CPU的主频就是CPU内部的实际运算速度,主频肯定是比外频高的,高一定的倍数,这个数就是倍频。举个例子,你从电脑垃圾堆里拣到一个被抛弃的INTEL486CPU,上面印着486DX/266。这个486的CPU的主频是66MHZ,DX/2代表是2倍频的,于是算出CPU的外频是33MZ,也就是内存的工作频率,这同时也是前端总线FSB的频率。因为CPU是通过前端总线来与内存发生联系的,所以内存的工作频率(或者说外频也行)就是前端总线的频率。刚才这个垃圾堆里的486CPU,前端总线的频率就是33MZ。这样的前端总线结构一直延续到486之后的奔腾(俗话说的586)、奔腾2、奔腾3,例如一颗奔3933MHZ的CPU,外频133,也就是说它的前端总线是133MHZ,内存工作频率也是133。 到了奔腾4年代,内存和CPU的工作模式发生了改变,前端总线的概念也变得有些复杂。奔腾4CPU采用了QuadPumped(4倍并发)技术,该技术可以使系统总线在一个时钟周期内传送4次数据,也就是传输效率是原来的4倍,相当于用了4条原来的前端总线来和内存发生联系。在外频仍然是133MHZ的时候,前端总线的速度增加4倍变成了133X4=533MHZ,当外频升到200MHZ,前端总线变成800MHZ,所以你会看到533前端总线的P4和800前端总线的P4,就是这样来的。他们的实际外频只有133和200,但由于人们保留了以前老的概念——前端总线就是外频,所以习惯了这样的叫法:533外频的P4和800外频的P4。其实还是叫533前端总线或533FSB的P4比较合适。 那内存的情况怎么样呢?外频不完全等于前端总线了,那外频还等于内存的频率吗?内存发展到了DDR,跟原来相比,一个时钟周期内可以传送比原来多一倍的数据,DDR就是DOUBLEDATARATE的缩写,意思就是双倍的数据传输速率。在133MHZ的外频下,DDR的传输速度是266,外频提高到200MHZ的时候,DDR的传输速度是400,DDR266的内存和DDR400的内存就是这个意思。 |
内存啊 内存啊 内存就是内存啊 |
内存一般指的是随机存取存储器,简称RAM。前面提到静态内存(SRAM)用作系统的高速缓存,而我们平常所提到的电脑的内存指的是动态内存,即DRAM。除此之外,还有各种用途的内存,如显示卡使用的VRAM,存储系统设置信息的CMOS RAM等。 动态内存中所谓的“动态”,指的是当我们将数据写入DRAM后,经过一段时间,数据会丢失,因此需要一个内存刷新(Memory Refresh)的操作,这要额外设计一个电路。 我们可以这样理解:一个DRAM的存储单元存储的是0还是1取决于电容是否有电荷,有电荷代表1,无电荷代表0。但时间一长,代表1的电容会放电,代表0的电容会吸收电荷,这就是数据丢失的原因; 刷新操作定期对电容进行检查,若电量大于满电量的1/2,则认为其代表1,并把电容充满电;若电量小于1/2,则认为其代表0,并把电容放电,籍此来保持数据的连续性。有了刷新操作,动态内存的存取速度比静态内存要慢很多。 内存的数据传输量很大,难免发生错误,在较高要求时,需要有检验错误和修正错误的功能。 |
内存就是随机存贮器(Random Access Memory,简称为RAM)。RAM分成两大类:静态随机存储器,即Static RAM(SRAM)和动态随机存储器,Dynamic RAM(DRAM),我们经常说的“系统内存”就是指后者,DRAM。 SRAM是一种重要的内存,它的用途广泛,被应用在各个领域。SRAM的速度非常快,在快速读取和刷新时可以保持数据完整性,即保持数据不丢失。SRAM内部采用的是双稳态电路的形式来存储数据,为了实现这种结构,SRAM的电路结构非常复杂,往往要采用大量的晶体管来构造寄存器以保留数据。采用大量的晶体管就需要大量的硅,因此就增加了芯片的面积,无形中增加了制造成本。制造相同容量的SRAM比DRAM的成本贵许多,因此,SRAM在PC平台上就只能用于CPU内部的一级缓存以及内置的二级缓存。而我们所说的“系统内存”使用的应该是DRAM。由于SRAM的成本昂贵,其发展受到了严重的限制,目前仅有少量的网络服务器以及路由器上使用了SRAM。 DRAM的应用比SRAM要广泛多了。DRAM的结构较SRAM要简单许多,它的内部仅仅由一个MOS管和一个电容组成,因此,无论是集成度、生产成本以及体积,DRAM都比SRAM具有优势。目前,随着PC机的不断发展,我们对于系统内存的要求越来越大,随着WindowXP的推出,软件对于内存的依赖更加明显:在WindowsXP中,专业版至少需要180MB内存以上,而在实际使用中,128MB才能保证系统正常运行。因此,随着PC的发展,内存的容量将不断扩大,速度也会不断提升。 好了,下面我们在来说一下内存的速度问题。我们选择内存的速度,决定于你选用CPU的前端总线,例如你用的是Pentium 4A那你用双通道的DDR200或者DDR400就已经足够了~因为P4A的前端总线是400MHz,但是由于内存厂商的市场策略问题,DDR200基本就没有出货。取而代之的是DDR266能够提供2.1GB的带宽,此种内存适用于Athlon XP低频、易做图以及533MHz FSB Pentium 4B等半过时产品(需搭配双通道),已经不在主流市场之内。 DDR333能够提供2.7GB的内存带宽适用于AMD 166MHz外频的Barton处理器。而双通道的DDR400内存以及DDR433 DDR450内存将能够提供6.4GB以上的内存带宽,主要应用在Intel高端的Pentium 4C、Pentium 4E(Prescott核心)以及Athlon 64上面。当然,上文所述的仅仅是能够满足硬件系统的最低要求,如果您拥有一颗像易做图1.6GHz、Athlon XP 1800+(b0 1.5V低压版)、Pentium 4 1.8A、AthlonXP 2000+Pentium 4 2.4C以及Barton 2500+这样具有易做图超频潜力的CPU那么我推荐您购买高档次的内存,例如Athlon 2000+配合DDR333的内存,这样基本所有的Barton 2000+都可以超到2500+使用,市场上的假2500+就是用2000+超频而来的。 在Windows XP系统的实际应用中,提出一个不规范的公式 内存容量〉内存速度〉内存类型。也就是说就算是256M的SDRAM也要比128M的DDR400系统速度快,在选购内存的时候,建议XP系统应该配备384M以上的内存,才能保证系统的快速运行。 |