内存条

之前提过CPU所使用的资料都是来自内存条,无论是软件程序还是资料都必须要读入内存中CPU才能利用。 

个人电脑的内存主要元件为动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)。 DRAM根据技术更新分为好几代,使用较广泛的有SDRAM和DDR SDRAM两种。它们的差别除了脚位和工作电压外,DDR是双倍资料传输速度(Double Data Rate),可以在一次工作周期中进行两次资料的传输。

DRAM内存在过去20年时间里经历了几次技术发展,从SDRAM发展到目前的DDR4,但是有些东西是一直没有变化的,其中一个就是内存的工作频率。  

最开始由SDR发展到DDR,最大的进步是把一个时钟周期内,内存传输数据次数从1次变成了2次,充分利用了内存的传输时间:SDR只能在低电平提升到高电平的时候发生传输,而DDR更加可以在高电平回落低电平的时候也传输数据,一个周期实际上正好一次低变高和高变低。 

当时采用这个技术,其实更加一个重要的原因是,单纯提升SDR内存的工作频率不可能,因为工作频率稍微提升,内存颗粒的发热就已经变得不可控了。所以最早的SDR在发展到200MHz的时候就停止了。 

发展到DDR之后,这个芯片发热的情况并不会发生改善(芯片工作原理和制程都没有改善),但是因为一个周期传输了两次数据,所以DDR内存得到了相当于SDR两倍的传输能力。自此产生了一个概念:等效工作频率。顾名思义,DDR内存的最高工作频率也是200MHz,但是因为性能是SDR的两倍,因此DDR内存的等效工作频率就是400MHz了。 

自此以后,所有对内存的性能表述,都不再用内存的实际工作频率来描述而改为使用等效工作频率。 包括DDR 400Mhz,DDR2 800MHz,DDR3 1600MHz等等,说的都是它等效于SDR的工作频率。 

之后,从DDR内存升级到DDR2内存,就跟以后的所有升级都比较类似了。DDR2相比DDR,是在每次传输过程中,传输2倍数据量,但是工作频率没有变化。DDR3又是DDR2的两倍,DDR4又是DDR3的两倍这样。  

另外一个问题就是内存的延迟。通过上面可以了解到,DDR2 800MHz的内存,它的实际频率是200MHz,DDR3 800MHz的内存,它的实际频率是100MHz。所以,在相同等效工作频率的条件下,前代内存会比后代内存延迟低。 

除了频率/频宽与型号需要考虑,容量也很重要。因为所有的资料都要经过内存条才能被CPU读取,如果内存条容量不够大的话会导致某些大容量的资料无法被完整的载入,此时已存在内存中但暂时没有被使用到的资料必须先被释放,直到可用内存容量大于该新资料为止,才能被载入。 

所以大的内存常代表快的系统,因为系统不需要常释放一些内存内部的资料。

双通道设计:增大汇流排宽度,一个内存条是64位,双通道则是128位。 

内存的大小和型号最好一样,资料是同步写入/读出这一对内存条,提升整体的频宽。 

主板上内存插槽颜色两两相同,是组成双通道的,而不是相邻的两个颜色不同的通道。 

有些服务器还支持三或四通道,如2014年推出的服务器用E5-2650 v3的Intel CPU最大可接受通道数为四通道DDR4。

下表列出部分内存型号频率与频宽的关系:

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