什么是内存

内存也叫主存，是PC系统存放数据与指令的半导体存储器单元，也叫主存储器（Main Memory），通常分为只读存储器（ROM-Read Only Memory）、随机存储器（RAM-Red Access Memory）和高速缓存存储器（Cache）。我们平常所指的内存条其实就是RAM，其主要的作用是存放各种输入、输出数据和中间计算结果，以及与外部存储器交换信息时做缓冲之用。
内存经过了EDO、SDRAM的发展，现在已经进入DDR的时代。下面就以主流的DDR内存来介绍内存的物理结构。天也网络科技 Infineon 256DDR　1、PCB板
内存条的PCB板多数都是绿色的。如今的电路板设计都很精密，所以都采用了多层设计，例如4层或6层等，所以PCB板实际上是分层的，其内部也有金属的布线。理论上6层PCB板比4层PCB板的电气性能要好，性能也较稳定，所以名牌内存多采用6层PCB板制造。因为PCB板制造严密，所以从肉眼上较难分辩PCB板是4层或6层，只能借助一些印在PCB板上的符号或标识来断定。另外和PCB联系紧密的名词就是封装了。上图是Infineon原装256MB DDR266，采用单面8颗粒TSOP封装。
2、金手指
这一根根黄色的接触点是内存与主板内存槽接触的部分，数据就是靠它们来传输的，通常称为金手指。金手指是铜质导线，使用时间长就可能有氧化的现象，会影响内存的正常工作，易发生无法开机的故障，所以可以隔一年左右时间用橡皮擦清理一下金手指上的氧化物。 
3、内存芯片
内存的芯片就是内存的灵魂所在，内存的性能、速度、容量都是由内存芯片组成的。如今我们市场上有许多种类的内存，但内存颗粒的型号并不多，常见的有HY、KINGMAX、WINBOND、TOSHIBA、SEC、MT、Apacer等等。不同厂商的内存颗粒在速度、性能上也有很多不同。天也网络科技


使用Infineon原厂芯片，Infineon原厂并没有－75的DRAM芯片，所以使用了默认143MHz的-7芯片，为用户预留了一定的超频空间。 
4、内存颗粒空位
在内存条上你可能常看到这样的空位，这是因为采用的封装模式预留了一片内存芯片为其他采用这种封装模式的内存条使用。这块内存条就是使用9片装PCB，预留ECC校验模块位置。
5、电容
PCB板上必不可少的电子元件就是电容和电阻了，这是为了提高电气性能的需要。电容采用贴片式电容，因为内存条的体积较小，不可能使用直立式电容，但这种贴片式电容性能一点不差，它为提高内存条的稳定性起了很大作用。天也网络科技


6、电阻
电阻也是采用贴片式设计，一般好的内存条电阻的分布规划也很整齐合理。
7、内存固定卡缺口：内存插到主板上后，主板上的内存插槽会有两个夹子牢固的扣住内存，这个缺口便是用于固定内存用的。
8、内存脚缺口
内存的脚上的缺口一是用来防止内存插反的（只有一侧有），二是用来区分不同的内存，以前的SDRAM内存条是有两个缺口的，而DDR则只有一个缺口，不能混插。
9、SPD
SPD是一个八脚的小芯片，它实际上是一个EEPROM可擦写存贮器，这的容量有256字节，可以写入一点信息，这信息中就可以包括内存的标准工作状态、速度、响应时间等，以协调计算机系统更好的工作。从PC100时代开始，PC100规准中就规定符合PC100标准的内存条必须安装SPD，而且主板也可以从SPD中读取到内存的信息，并按SPD的规定来使内存获得最佳的工作环境。
另外内存条上一般还有芯片标志，通常包括厂商名称、单片容量、芯片类型、工作速度、生产日期等内耳，其中还可能有电压、容量系数和一些厂商的特殊标识在里面。芯片标志是观察内存条性能参数的重要依据。天也网络科技


内存的种类
在今天的内存市场中主要有三种内存，它们分别是：SDRAM（Synchronous Dynamic RAM），DDR-SDRAM(Double Data Rate SDRAM)以及RDRAM（RAMBUS Dynamic RAM）。这篇文章将详细讨论这三种内存，注意当前市场的主流内存DDR-SDRAM已经又划分出若干版本（如DDR-II或GDDR3），这里只是统一介绍DDR-SDRAM的特点。


SDRAM（同步动态随机存取存储器）


SDRAM是早期内存EDO（Extended Data Output）DRAM内存的改进版本。EDO常见于486或老奔系统上面，其主要缺点在于内存频率和系统频率不一致（不同步），这样将随机出现延迟和等待状态（处理器等待内存传输可用的数据），因此对系统的整体性能影响巨大。SDRAM初始频率为66MHz，这和当时的系统频率相一致。同步的好处显而易见，能够消除不必要的等待时间，尽量保证系统稳定高速的运行。除此之外SDRAM还能够在一个时钟周期之内完成数据存储请求和取回操作，并且能够在下一个时钟周期内准备好数据的传输和接收工作。天也网络科技


举个例子，如早期的奔腾II或者赛扬，它们的外频为66MHz，也就是说每秒钟运行6.66千万个周期，每个周期的运行时间是15纳秒。理论上说SDRAM能够在每个周期进行读操作和写操作 ，当然这只是理论上的结论。


事实上一般说来SDRAM采用的内存芯片并不比老式的DRMA类型快多少，通常而言SDRAM需要多个时钟周期才能够正确定位横地址和纵地址，从而开始读写操作，这一般需要5个周期。但当第一个单元被正确定位之后，其他的相邻内存单元就会并发执行读/写操作，速度越来越快，直到达到一个周期内执行一个操作的程度。这就是所谓的爆发模式。


在现在的计算机中，确保内存时钟频率和系统频率同步是提升整体速度的重要手段之一。因此当系统频率提升之后，内存也要随之而提升频率，才能够和最新的系统相匹配。SDRAM内存通常的速度为66MHz、100MHz和133MHz。人们更习惯将它们叫做PC66，PC100和PC133。不过请不要概念混淆，这后面跟的数字并不是指内存的运行频率，而是指总线频率或者与之相配的系统速度。


由于不同SDRAM内存模块之间采用相近的工作方式，因此这种内存具有普遍的向后兼容性。也就是说具备高速率的内存（如PC133）在100MHz的总线频率下，能够工作在较低的频率下（以PC100的方式运行）。如果你在总线频率仅有100MHz的系统中使用133MHz的内存频率的话，这对于系统性能没有任何帮助。另外还需要注意的一点在于较老的内存模块很可能无法兼容较新的SDRAM内存模块，这是因为在主板中默认的内存速度设置混乱所引起的，因此在主板上面混插新旧内存条的时候也容易引发兼容性问题。


有些内存生产商生产的SDRAM内存有点奇怪，内存条的频率为166MHz。使用这种频率的主板和处理器组合找遍整个市场也找不到。因此这类型的内存不是为一般用户准备的。在厂家的广告中就可以发现，这些能够运行在更高时钟频率的内存是专门为希望超频的玩家准备的。因为总线速率提升之后，内存的频率也将随着而提升，否则就会造成系统的瓶颈。SDRAM内存采用168针的DIMM（Dual Inline Memory Module），容量从16MB到1GB不等。


当前还有极少数的主板同时支持SDRAM和DDR-SDRAM，不过你已经无法买到支持SDRAM的新推出的系统平台了。但在二手旧货市场仍然随处可见SDRAM的身影。至少在两年之内，SDRAM仍然会占据二手内存市场的半壁江山。


DDR-SDRAM（Double Data SDRAM）


在SDRAM规格之后，DDR-SDRAM的出现又是一次技术的进步。随着处理器时钟频率和前端总线频率的飞速提升，处理器在一段时间内能够处理的数据总量变得越来越巨大。例如当前的INTEL和AMD的主力产品Pentium 4和Athlon XP的运算速度已经达到了每秒数十亿次的惊人程度。仅仅从芯片的时钟频率看，处理器的性能已经非常了不起了，但由于有限的内存带宽，系统整体性能仍然受到了局限，因此传统的SDRAM内存已经不能够满足新处理器对数据的需求。天也网络科技


DDR-SDRAM在原有的SDRAM基础上使每一个时钟周期输出的数据变为两倍，相当于达到了同频率的SDRAM的最大理论带宽的两倍，从而极大地提升了原本紧缺的内存带宽。DDR-SDRAM输送和接受的数据都明显要多于SDRAM。这对于当前的Athlon XP和Pentium4来说是最合适的搭配了，为了适应不同总线频率的处理器，DDR-SDRAM也衍生出多种不同速率的内存模块。


DDR-SDRAM的开发历史要追溯到上世纪90年代末，将这项技术的一次带入桌面PC市场的公司是NVIDIA在发布GeForce显卡的时候。之后在2000年，AMD在760芯片组上面第一次将DDR-SDRAM内存作为系统主内存使用，用于支持Athlon系列处理器。


DDR-SDRAM采用184针DIMM模块，目前主要有以下几种速率：PC1600（200MHz），PC2100（266MHz），PC2700（333MHz），PC3200（400MHz），PC3500（433MHz），PC3700（466MHz），PC400（500MHz），PC4200（533MHz）和PC4400（566MHz）。名称中的第一个数字，如“PC2100”意为此内存模块的最大带宽，也就是每秒最大能够提供多少MB的数据。后面的MHz是此内存运行时的时钟速率。单根DDR-SDRAM的容量从64MB到2GB不等。天也网络科技


RDRAM（RAMBUS Dynamic RAM）


RDRAM在现在的桌面PC市场上面已经基本绝迹。和DDR-SDRAM不同，RDRAM是一种专利内存标准，由RAMBUS开发研制成功。在1998年RDRAM第一次通过INTEL的鼎力协助进入桌面电脑市场，和高端的Pentium III以及早期的Pentium 4捆绑销售。不过遗憾的是，RAMBUS很快便因为内存技术专利费用的问题卷入了与英飞凌和现代等众多内存生产商的一系列官司纠纷中。


由于RAMBUS对RDRAM技术收取专利费用，导致RDRAM价格昂贵，从而抑制了Pentium 4市场的销售，引发了INTEL的不满。再加上一系列的官司让众多内存生产商联合起来抵制RDRAM，转而生产DDR-SDRAM，让RDRAM失去了占领家庭用户和PC发烧友市场最好的机会。天也网络科技


价格过于昂贵也是导致RDRAM失败的重要因素之一，因此在2001年INTEL首次在低端市场的Pentium 4芯片组中使用SDRAM来代替RDRAM。由于SDRAM无法满足Pentium 4强大的数据吞吐率，因此INTEL在2002年发布了支持DDR-SDRAM的Pentium 4芯片组，从而将RAMBUS内存彻底从家庭用户和商业PC领域中赶了出去。直到此时RAMBUS才如梦初醒，在2003年1月撤销了对英飞凌的诉讼，情势在一夜之间发生了天翻地覆的变化，之前又有谁能想得到。


在产品的设计和运行方面，RDRAM和DDR-SDRAM都有明显的不同。首先RDRAM的数据传输只有16bits，或者说每次传送2字节的数据。虽然SDRAM/DDR-SDRAM采用的是64bit的数据通道，但RDRAM的工作频率明显要高出DDR-SDRAM不少，最初的产品频率都已经达到了400MHz（PC800 RDRAM）。RDRAM每个时钟周期也是传输两倍的数据，在这一点上面和DDR-SDRAM很相似，因此有效数据传输率为800MHz。采用下面这个公式可以计算出RDRAM的最大理论带宽是多少：


（内存频率）X（#数据通道宽度）/8 =800000000X16/8=1.6GB/s


通过公式计算可以得出RDRAM PC800的理论最大带宽达到了1.6GB/s。在内存带宽上面RDRAM有着SDRAM不可比拟的优势，这也是INTEL将其指定为Pentium 4处理器的专用内存的主要原因。在实际使用中，RDRAM相比于SDRAM虽然有自己的带宽优势（站在当时的时间来说），但RDRAM需要更长的延迟时间才能够定位首个单元开始读/写操作。


因此在无法发挥出高带宽特点的情况下，RDRAM所表现出来的性能比SDRAM或DDR-SDRAM都要差，这也是为什么在Pentium3平台上面采用SDRAM内存所表现出来的性能反而更高的原因。RDRAM利用高频率来并发执行内存中的其他单元后，会因为其高频率的原因产生一个短暂的延迟。因此在后续推出的RDRAM内存模块具有更高的时钟频率（533/1066MHz以及600/1200MHz），增加的仅仅是其内存带宽而已。运行得最快的内存还是DDR-SDRAM。


和DDR-SDRAM相同，RDRAM的某些芯片组也能够使用双通道模式的内存，不过这同样需要一组相同的内存条。另外由于RDRAM高频率也带来高发热量，因此RDRAM内存条上面都有一个金属散热板用于辅助散热。RDRAM主要有PC800，PC1066和PC1200几种类型（PC800是指实际频率加上每次传输双倍数据的总和），单根内存条的容量从64MB到512MB不等。RDRAM模块采用184针，封装方式叫做RIMMs（RAMBUS Inline memory modules）。


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