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日志

 
 

电脑硬件扫盲了(内存篇)——转自卡饭07年神帖  

2011-03-30 10:29:40|  分类: 那些烦人却难舍的 |  标签: |举报 |字号 订阅

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四:内存篇

一:动态随机存取内存 DRAM
        DRAM 是Dynamic Random Access Memory 的缩写,通常是计算机内的主存储器,它是而用电容来做储存动作,但因电容本身有漏电问题,所以内存内的资料须持续地存取不然资料会不见。

二:随机存取内存RAM
        随机存取内存RAM ( Random Access Memory):RAM是可被读取和写入的内存,我们在写资料到RAM内存时也同时可从RAM读取资料,这和ROM内存有所不同。但是RAM必须由稳定流 畅的电力来保持它本身的稳定性,所以一旦把电源关闭则原先在RAM里头的资料将随之消失。

三:内存双通道
        双通道内存技术其实是一种内存控制和管理技术,它依赖于芯片组的内存控制器发生作用,在理论上能够使两条同等规格内存所提供的带宽增长一倍。它并不 是什么新技术,早就被应用于服务器和工作站系统中了,只是为了解决台式机日益窘迫的内存带宽瓶颈问题它才走到了台式机主板技术的前台。在几年前,英特尔公 司曾经推出了支持双通道内存传输技术的i820芯片组,它与RDRAM内存构成了一对黄金搭档,所发挥出来的卓绝性能使其一时成为市场的最大亮点,但生产 成本过高的缺陷却造成了叫好不叫座的情况,最后被市场所淘汰。由于英特尔已经放弃了对RDRAM的支持,所以目前主流芯片组的双通道内存技术均是指双通道 DDR内存技术。
       双通道内存技术是解决CPU总线带宽与内存带宽的矛盾的低价、高性能的方案。现在CPU的FSB(前端总线频率)越来越高,英特尔 Pentium 4比AMD Athlon XP对内存带宽具有高得多的需求。英特尔 Pentium 4处理器与北桥芯片的数据传输采用QDR(Quad Data Rate,四次数据传输)技术,其FSB是外频的4倍。英特尔 Pentium 4的FSB分别是400、533、800MHz,总线带宽分别是3.2GB/sec,4.2GB/sec和6.4GB/sec,而DDR 266/DDR 333/DDR 400所能提供的内存带宽分别是2.1GB/sec,2.7GB/sec和3.2GB/sec。在单通道内存模式下,DDR内存无法提供CPU所需要的数 据带宽从而成为系统的性能瓶颈。而在双通道内存模式下,双通道DDR 266、DDR 333、DDR 400所能提供的内存带宽分别是4.2GB/sec,5.4GB/sec和6.4GB/sec,在这里可以看到,双通道DDR 400内存刚好可以满足800MHz FSB Pentium 4处理器的带宽需求。而对AMD Athlon XP平台而言,其处理器与北桥芯片的数据传输技术采用DDR(Double Data Rate,双倍数据传输)技术,FSB是外频的2倍,其对内存带宽的需求远远低于英特尔 Pentium 4平台,其FSB分别为266、333、400MHz,总线带宽分别是2.1GB/sec,2.7GB/sec和3.2GB/sec,使用单通道的DDR 266、DDR 333、DDR 400就能满足其带宽需求,所以在AMD K7平台上使用双通道DDR内存技术,可说是收效不多,性能提高并不如英特尔平台那样明显,对性能影响最明显的还是采用集成显示芯片的整合型主板。

四:ECC
       ECC是“Error Checking and Correcting”的简写,中文名称是“错误检查和纠正”。ECC是一种能够实
现“错误检查和纠正”的技术,ECC内存就是应用了这种技术的内存,一般多应用在服务器及图形工作站上,这将使整个电脑系统在工作时更趋于安全稳定。

五:SPD
        SPD(Serial Presence Detect),翻译为“配置(存在位)串行探测”,而不是“连续存在探测”,如果单从字意上理解,后者的翻译并没有问题,但从其真正用意与工作方式来看,前者更准确一些。为什么呢?下面具体说说。
        SPD是一组关于内存模组的配置信息,如P-Bank数量、电压、行地址/列地址数量、位宽、各种主要操作时序(如CL、tRCD、tRP、 tRAS等)……它们存放在一个容量为256字节的 EEPROM(ElectricallyErasableProgrammableReadOnlyMemory,电擦除可编程只读存储器)中。
        实际上在SPD中,JEDEC规定的标准信息只用了128个字节(还有128字节,属于厂商自己的专用区)。一般的,一个字节至少对应一种参数,有的参数需要多个字节来表述(如产品续列号,生产商在JEDEC组织中的代码)。
        其中,一个字节中的每个bit都可能用来表示这一参数的具体数值。由于SPD的信息很多,在此就不一一列出了,有兴趣的读者可以参阅相关文档。
SPD内的时序信息由模组生产商根据所使用的内存芯片的特点编写并写入至EEPROM,主要用途就是协助北桥芯片精确调整内存的物理/时序参数,以达到最佳的使用效果。如果在BIOS中将内存设置选项定为“By SPD”。
        那么在开机时,北桥会根据SPD中的参数信息来自动配置相应的内存时序与控制寄存器,避免人为出现调校错误而引起故障。当然,对于DIYer来说,也可以自由调整时序与控制参数(物理参数仍要借助SPD或北桥自己检测来确定)。

六:DDR
       以往的SDRAM都只是单面取数据,而现在的DDR可以实现双面存取,速度当然快多啦。
       DDR是Double Data Rate SDRAM的缩写(双倍数据速率)。DDR SDRAM内存技术是从主流的PC66,PC100,PC133 SDRAM技术发展而来。这一新技术使新一代的高性能计算机系统成为可能,包括台式机、工作站、服务器、便携式,也包括新的通信产品,如路由器。DDR内 存目前被广泛应用于高性能图形适配器。 DDR DIMMs与SDRAM DIMMs的物理元数相同,但两侧的线数不同,DDR应用184pins,而SDRAM则应用168pins。因此,DDR内存不向后兼容SDRAM,要 求专为DDR设计的主板与系统。
       DDR内存技术是成熟的PC100和PC133SDRAM技术的革命性进步。DDR内存芯片由半导体制造商用现有的晶圆片,程序及测试设备生产,从而降低了内存芯片的成本DDR2:

DDR2(Double Data Rate 2)
         SDRAM是由JEDEC(电子设备工程联合委员会)进行开发的新生代内存技术标准,它与上一代DDR内存技术标准最大的不同就是,虽然同是采用了在时 钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式,但DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力(即:4bit数据读预取)。换句话说,DDR2内 存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据,并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。

DDR3
        DDR3显存可以看作是DDR2的改进版,二者有很多相同之处,例如采用1.8V标准电压、主要采用144Pin球形针脚的FBGA封装方式。不过 DDR3核心有所改进:DDR3显存采用0.11微米生产工艺,耗电量较DDR2明显降低。此外,DDR3显存采用了“Pseudo Open Drain”接口技术,只要电压合适,显示芯片可直接支持DDR3显存。当然,显存颗粒较长的延迟时间(CAS latency)一直是高频率显存的一大通病,DDR3也不例外,DDR3的CAS latency为5/6/7/8,相比之下DDR2为3/4/5。

DDR2与DDR的区别:
1、延迟问题:
         从上表可以看出,在同等核心频率下,DDR2的实际工作频率是DDR的两倍。这得益于DDR2内存拥有两倍于标准DDR内存的4BIT预读取能力。换句 话说,虽然DDR2和DDR一样,都采用了在时钟的上升延和下降延同时进行数据传输的基本方式,但DDR2拥有两倍于DDR的预读取系统命令数据的能力。 也就是说,在同样100MHz的工作频率下,DDR的实际频率为200MHz,而DDR2则可以达到400MHz。
         这样也就出现了另一个问题:在同等工作频率的DDR和DDR2内存中,后者的内存延时要慢于前者。举例来说,DDR 200和DDR2-400具有相同的延迟,而后者具有高一倍的带宽。实际上,DDR2-400和DDR 400具有相同的带宽,它们都是3.2GB/s,但是DDR400的核心工作频率是200MHz,而DDR2-400的核心工作频率是100MHz,也就 是说DDR2-400的延迟要高于DDR400。
2、封装和发热量:
        DDR2内存技术最大的突破点其实不在于用户们所认为的两倍于DDR的传输能力,而是在采用更低发热量、更低功耗的情况下,DDR2可以获得更快的频率提升,突破标准DDR的400MHZ限制。
        DDR内存通常采用TSOP芯片封装形式,这种封装形式可以很好的工作在200MHz上,当频率更高时,它过长的管脚就会产生很高的阻抗和寄生电 容,这会影响它的稳定性和频率提升的难度。这也就是DDR的核心频率很难突破275MHZ的原因。而DDR2内存均采用FBGA封装形式。不同于目前广泛 应用的TSOP封装形式,FBGA封装提供了更好的电气性能与散热性,为DDR2内存的稳定工作与未来频率的发展提供了良好的保障。
        DDR2内存采用1.8V电压,相对于DDR标准的2.5V,降低了不少,从而提供了明显的更小的功耗与更小的发热量,这一点的变化是意义重大的。

DDR3相比DDR2的性能优势:
  (1)功耗和发热量较小:吸取了DDR2的教训,在控制成本的基础上减小了能耗和发热量,使得DDR3更易于被用户和厂家接受。
  (2)工作频率更高:由于能耗降低,DDR3可实现更高的工作频率,在一定程度弥补了延迟时间较长的缺点,同时还可作为显卡的卖点之一,这在搭配DDR3显存的显卡上已有所表现。
  (3)降低显卡整体成本:DDR2显存颗粒规格多为4M X 32bit,搭配中高端显卡常用的128MB显存便需8颗。而DDR3显存规格多为8M X 32bit,单颗颗粒容量较大,4颗即可构成128MB显存。如此一来,显卡PCB面积可减小,成本得以有效控制,此外,颗粒数减少后,显存功耗也能进一 步降低。
  (4)通用性好:相对于DDR变更到DDR2,DDR3对DDR2的兼容性更好。由于针脚、封装等关键特性不变,搭配DDR2的显示核心和公版设计的显卡稍加修改便能采用DDR3显存,这对厂商降低成本大有好处。
  目前,DDR3显存在新出的大多数中高端显卡上得到了广泛的应用。
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