內(nèi)存基礎(chǔ)知識專題

計算機是由哪幾部分組成的呢?簡單的說,一個完整的計算機系統(tǒng)是由軟件和硬件組成的。其中,硬件部分由中央處理單元(運算器和控制器)、存儲器和輸入/輸出設(shè)備構(gòu)成。這次我們要談的是存儲器方面的內(nèi)容。
先給大家看三句話:
A. 我的PC 有1GB的內(nèi)存。
B. 我的PC 有5GB的存儲器。
C. 我的PC 有5GB 的內(nèi)存。
唔,有似曾相識的感覺。沒錯,這是某個笑話的三種表達方式,但只有其中的一個可以認為是真正的笑話。到底是哪一個呢?先說A,如果有錢,給自己的電腦插上1GB的內(nèi)存是可能的;而B,既然說是存儲器,也可以包括硬盤了,話說的滴水不漏,也沒留下笑柄;最后到C,因為目前個人電腦上使用的主板一般只能支持到1GB的內(nèi)存,即使是INTEL目前最高階的450NX芯片組也只能支持到4GB--所以,用5GB的內(nèi)存是胡扯的啦。
現(xiàn)在我們可以知道的一點是:存儲器包括主存和輔存。主存具有速度快、價格高、容量小的特點,負責(zé)直接與CPU交換指令和數(shù)據(jù)。輔存速度慢、價格低、容量大,可以用來保存程序和數(shù)據(jù)。常見的輔存如硬盤、軟盤等,而現(xiàn)在的主存一般就是指半導(dǎo)體集成電路存儲器了。那主存和內(nèi)存有什么關(guān)系呢?可以這么認為:主存就是廣義的內(nèi)存。
廣義的內(nèi)存分為隨機存儲器(RAM,RANDOM ACCESS MEMORY)和只讀存儲器(ROM,READ ONLY MEMORY)。
一、 RAM
RAM是指通過指令可以隨機的、個別的對各個存儲單元進行訪問的存儲器,一般訪問時間基本固定,而與存儲單元地址無關(guān)。RAM的速度比較快,但其保存的信息需要電力支持,一旦丟失供電即數(shù)據(jù)消失,所以又叫易失性存儲器,還有一種很有趣的叫法是"揮發(fā)性存儲器",當(dāng)然這里"揮發(fā)"掉的是數(shù)據(jù)而不是物理上的芯片。
RAM又分動態(tài)存儲器(DRAM,DYNAMIC RAM)和靜態(tài)存儲器(SRAM,STATIC RAM)。SRAM是利用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來保存信息的,只要不斷電,信息是不會丟失的,所以謂之靜態(tài);DRAM利用MOS (金屬氧化物半導(dǎo)體)電容存儲電荷來儲存信息,大家都知道,電容是會漏電的,所以必須通過不停的給電容充電來維持信息,這個充電的過程叫再生或刷新(REFRESH)。由于電容的充放電是需要相對較長的時間的,DRAM的速度要慢于SRAM。但SRAM免刷新的優(yōu)點需要較復(fù)雜的電路支持,如一個典型的SRAM的存儲單元需要六個晶體管(三極管)構(gòu)成,而DRAM的一個存儲單元最初需要三個晶體管和一個電容,后來經(jīng)過改進,就只需要一個晶體管和一個電容了。由此可見,DRAM的成本、集成度、功耗等明顯優(yōu)于SRAM。
(一) DRAM
DRAM就是我們常說的內(nèi)存,這顯然就是狹義的內(nèi)存概念了。后面我們說的內(nèi)存也是這個狹義的概念--DRAM。常見的DRAM有許多規(guī)格,如FPM DRAM 、EDO DRAM、BEDO DRAM、SDRAM、DDR SDRAM、SLDRAM、RDRAM、DIRECT RDRAM等。
1. FPM DRAM(FAST PAGE MODE DRAM,快速頁模式DRAM)
傳統(tǒng)的DRAM在存取一個BIT的數(shù)據(jù)時,必須送出行地址和列地址各一次才能讀寫數(shù)據(jù)。FRM DRAM對此做了改進,在觸發(fā)了行地址后,如果CPU需要的地址在同一行內(nèi),則可以連續(xù)輸出列地址而不必再輸出行地址了。由于一般的程序和數(shù)據(jù)在內(nèi)存中排列的地址是連續(xù)的,這種情況下輸出行地址后連續(xù)輸出列地址就可以得到所需要的數(shù)據(jù)。因此FPM DRAM的設(shè)計可以提高內(nèi)存的傳輸速率。在96年以前,在486時代和PENTIUM時代的初期,F(xiàn)PM DRAM被大量使用。
2. EDO DRAM(EXTENDED DATA OUT DRAM,擴充數(shù)據(jù)輸出DRAM)
傳統(tǒng)的DRAM和FPM DRAM 在存取每一BIT 數(shù)據(jù)時必須輸出行地址和列地址并使其穩(wěn)定一段時間,然后才能讀寫有效的數(shù)據(jù)。而下一個BIT的地址必須等待這次讀寫操作完成才能輸出。EDO DRAM對FPM DRAM 的改進主要是縮短等待輸出地址的時間。EDO DRAM不必等待資料的讀寫操作是否完成,只要規(guī)定的有效時間一到就可以準(zhǔn)備輸出下一個地址,由此可以減小等待時間。從另一個角度說,EDO DRAM 在讀寫數(shù)據(jù)的同時進行下一地址的準(zhǔn)備工作,提高了工作效率。后期的486系統(tǒng)開始支持EDO DRAM,到96年后期,EDO DRAM開始執(zhí)行。
3. BEDO DRAM (BURST EDO DRAM ,突發(fā)式EDO DRAM)
BEDO DRAM是突發(fā)式的讀取方式,也就是當(dāng)一個數(shù)據(jù)地址被送出后,剩下的三個數(shù)據(jù)每一個都只需要一個周期就能讀取。BEDO 的主要加強之處是在芯片上增加了一個地址計數(shù)器來追蹤下一個地址。BEDO DRAM可以一次存取一批數(shù)據(jù)而EDO DRAM只能存取一組數(shù)據(jù),所以BEDO DRAM比EDO DRAM更快。但BEDO DRAM 在內(nèi)存市場上只是曇花一現(xiàn),只有很少的主板支持(如VIA APOLLO VP2),很快就被DRAM替代了。
4. SDRAM(SYNCHRONOUS DRAM)
SDRAM 的最大特點就是可以與CPU的外頻同步,可以取消等待周期,減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t。而此前的DRAM 都使用異步方式工作,由于沒有與系統(tǒng)的外頻同步,在存取數(shù)據(jù)時,系統(tǒng)必須等待若干時序才能接受和送出數(shù)據(jù),如SDRAM可以使存儲器控制器知道在哪一個時鐘脈沖周期使數(shù)據(jù)請求使能,因此數(shù)據(jù)可在脈沖沿來到之前便開始傳輸,而EDO DRAM每隔2時鐘才開始傳輸,F(xiàn)PM DRAM每隔3個時鐘脈沖周期才開始傳輸,從而制約了傳輸率。當(dāng)CPU的頻率越來越高后,異步DRAM的數(shù)據(jù)傳輸率就成為系統(tǒng)的瓶頸,而且,隨著頻率的提高,異步DRAM與SDRAM的性能差距會越來越大。
對DRAM而言,除了容量,最重要的指標(biāo)就是速度了。一般FPM DRAM和EDO DRAM的速度在0~70ns之間,SDRAM的速度在10 ns左右。由于SDRAM的工作速度與系統(tǒng)的外頻保持一致,所以SDRAM的速度標(biāo)識可以換算成工作頻率,如100 ns的SDRAM的頻率是1 s/10 ns=100 MHz,同理,8 ns的SDRAM的工作頻率是125 MHz,12 ns的SDRAM 的工作頻率是83 MHz,15ns的SDRAM的工作頻率是66 MHz。由于目前流行的是PC100的SDRAM,讀者在采購內(nèi)存時絕大多數(shù)希望選購符合PC100規(guī)范的SDRAM。PC100規(guī)格非常復(fù)雜,我們應(yīng)該了解的部分主要是內(nèi)存條上應(yīng)帶SPD,內(nèi)存工作頻率為100 MHz時,CL應(yīng)為2或3個clk,最好為2 clk,tAC必須不超過6 ns等。
除了以上PC100規(guī)范要求的一些性能指標(biāo)外,一個真正的發(fā)燒友還應(yīng)該關(guān)心一下SDRAM芯片其他幾個很重要的指標(biāo):如芯片的輸出位寬、功耗(電壓)等,因為這些指標(biāo)也決定了內(nèi)存的超頻潛力--給內(nèi)存超頻的時候還是很多的,即使不超頻,性能好的內(nèi)存也意味著更高的穩(wěn)定裕度和更好的升級潛力。
(二) SRAM
SRAM的速度快但昂貴,一般用小容量的SRAM作為更高速CPU和較低速DRAM 之間的緩存(cache).SRAM也有許多種,如AsyncSRAM (Asynchronous SRAM,異步SRAM)、Sync SRAM (Synchronous SRAM,同步SRAM)、PBSRAM (Pipelined Burst SRAM,管道突發(fā)SRAM),還有INTEL沒有公布細節(jié)的CSRAM等。
相關(guān)文章
全球首發(fā)!芝奇256GB (64GBx4) DDR5-6000 CL32超頻內(nèi)存套裝來了
世界知名超頻內(nèi)存及高端電競設(shè)備領(lǐng)導(dǎo)品牌,芝奇國際昨日宣布領(lǐng)先全球推出 DDR5-6000 CL32 256GB (64GBx4) 超大容量超頻內(nèi)存套裝,下面我們來看看性能如何2025-04-22lpddr5與ddr5內(nèi)存類型的區(qū)別及內(nèi)存頻率對電腦性能的影響
最近在研究內(nèi)存,發(fā)現(xiàn)有不少朋友在問LPDDR5和DDR5到底有什么區(qū)別,今天就來跟大家聊聊這兩種內(nèi)存的差異,幫助大家更好地選擇適合自己的產(chǎn)品2025-03-07全球首款雙檔EXPO配置內(nèi)存! 佰維發(fā)布DW100 OCLAB聯(lián)名款
佰維 Biwin 昨日宣布推出世界首款雙檔 EXPO 配置內(nèi)存條 DW100 OCLAB 聯(lián)名版,該內(nèi)存條采用黑底綴金的優(yōu)雅外觀設(shè)計,專為 AMD X870 (E)、B850 平臺優(yōu)化2025-03-03硬件玩家心中的白月光! 金泰克白月光DDR5內(nèi)存條測評
今天給大家種草一款近期大熱的內(nèi)存條——金泰克kimtigo 白月光系列 DDR5 6400 32GB(16Gx2)套裝,這款內(nèi)存條不僅擁有超高的頻率和容量,更采用了頂級的海力士A-die顆粒,2025-02-20ECC 內(nèi)存和非 ECC內(nèi)存有什么區(qū)別?內(nèi)存選擇的關(guān)鍵技術(shù)解析
ECC(內(nèi)存和非ECC內(nèi)存主要在功能、適用場景、傳輸速率以及價格等方面有所區(qū)別,下面我們就來看看詳細介紹2025-02-19你需要了解的 RAM 分類基礎(chǔ)知識! 內(nèi)存類型詳解
RAM主要分為SRAM和DRAM兩種類型,SRAM 和 DRAM 這兩種類型的 RAM 目前仍然被廣泛應(yīng)用,但適合于各自不同的使用場景,下面本文將詳細解讀各類 RAM 及其特性2025-02-19CL28超低延遲加持 頻率最高8200! 金百達星刃DDR5 6000MHz C28內(nèi)存實測
今天上手的這對星刃DDR5內(nèi)存套裝,別看頻率只有6000MHz,但時序卻非常低,為CL28-35-35-77,下面就一同看看該內(nèi)存的具體表現(xiàn)2025-02-14性能與穩(wěn)定并駕齊驅(qū)! 亦逍遙DDR5內(nèi)存裝機評測
亦逍遙系列內(nèi)存條融匯UDIMM與SODIMM雙規(guī)格設(shè)計,以無與倫比的適應(yīng)性,滿足從桌面工作站到移動計算平臺的廣泛需求,詳細請看下文測評2025-01-24一鍵9000MT/s! 金士頓 FURY Renegade DDR5 RGB CUDIMM內(nèi)存評測
Intel最新一代的酷睿Ultra 200S處理器已經(jīng)上市銷售,這一代處理器新增了對DDR5 CUDIMM內(nèi)存的支持,可以達到比上代高出不少的內(nèi)存頻率,而內(nèi)存廠商們也在第一時間跟進,推出2025-01-24首款國產(chǎn)DDR5 32GB內(nèi)存強不強? 金百達銀爵DDR5調(diào)試+超頻測試
首款國產(chǎn)DDR5內(nèi)存上線了,前首發(fā)的國產(chǎn)DDR5內(nèi)存有2個品牌,分別是金百達和光威,這次上手實測的就是搭載國產(chǎn)顆粒的金百達銀爵16GB*2 DDR5 6000的套裝2025-01-08