滄海桑田話存貯 內(nèi)存/顯存發(fā)展編年史
前面介紹的是關(guān)于歷代內(nèi)存的技術(shù)原理，可以說是比較微觀的東西，反映在宏觀上，就是常見的內(nèi)存顆粒及內(nèi)存條了，這都是些看得見摸得著的東西，但有些概念還是不容易理解，這里逐一進(jìn)行說明：
● 內(nèi)存位寬——SDR/DDR1/2/3單條內(nèi)存都是64bit
內(nèi)存模組的設(shè)計(jì)取決于內(nèi)存控制器（集成在北橋或者CPU內(nèi)部），理論上位寬可以無限提升，但受制因素較多：高位寬將會(huì)讓芯片組變得十分復(fù)雜，對主板布線提出嚴(yán)格要求，內(nèi)存PCB更是絲毫馬虎不得，內(nèi)存顆粒及芯片設(shè)計(jì)也必須作相應(yīng)的調(diào)整?？芍^是牽一發(fā)而動(dòng)全身，所以多年來業(yè)界都是墨守成規(guī)，維持64bit的設(shè)計(jì)不變。
相比之下，顯卡作為一個(gè)整體就沒有那么多的顧忌，只需重新設(shè)計(jì)GPU內(nèi)部的顯存控制器，然后PCB按照位寬要求布線，焊更多的顯存顆粒上去就行了，雖然成本也很高但實(shí)現(xiàn)512bit并沒有太大難度。
● 多通道內(nèi)存——雙通道/三通道
既然實(shí)現(xiàn)高位寬內(nèi)存條太難，那么就退而求其次，讓兩條內(nèi)存并行傳輸數(shù)據(jù)，同樣可以讓位寬翻倍。目前流行的雙通道技術(shù)就是如此，北橋或者CPU內(nèi)部整合了兩個(gè)獨(dú)立的64bit內(nèi)存控制器，同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)等效位寬就相當(dāng)于128bit。
Intel Nehalem核心CPU直接整合三通道內(nèi)存控制器，位寬高達(dá)192bit。但由于CPU、主板、內(nèi)存方面成本都增加不少，因此在主流Lynnfield核心CPU上面又回歸了雙通道設(shè)計(jì)。事實(shí)上服務(wù)器芯片組已經(jīng)能夠支持四通道內(nèi)存，對服務(wù)器來說成本方面不是問題，只是對穩(wěn)定性和容錯(cuò)性要求很高。
● 內(nèi)存顆粒位寬：4/8/16/32bit
理論上，完全可以制造出一顆位寬為64bit的芯片來滿足一條內(nèi)存使用，但這種設(shè)計(jì)對技術(shù)要求很高，良品率很低導(dǎo)致成本無法控制，應(yīng)用范圍很窄。
所以內(nèi)存芯片的位寬一般都很小，臺(tái)式機(jī)內(nèi)存顆粒的位寬最高僅16bit，常見的則是4/8bit。這樣為了組成64bit內(nèi)存的需要，至少需要4顆16bit的芯片、8顆8bit的芯片或者16顆4bit的芯片。
而顯卡對位寬要求很高，容量反而退居其次，所以顯存顆粒的位寬普遍比內(nèi)存顆粒大（這就是顯存和內(nèi)存主要區(qū)別之一），比如GDDR3/4/5顆粒都是32bit，4顆就能滿足低端卡128bit的需要，8顆可以滿足高端卡256bit的需要；而低端GDDR2顆粒為16bit，需要8顆才能組成低端卡128bit的需要。
● 內(nèi)存芯片的邏輯Bank
在芯片的內(nèi)部，內(nèi)存的數(shù)據(jù)是以bit為單位寫入一張大的矩陣中，每個(gè)單元稱為CELL陣列，只要指定一個(gè)行一個(gè)列，就可以準(zhǔn)確地定位到某個(gè)CELL，這就是內(nèi)存芯片尋址的基本原理。這個(gè)陣列我們就稱為內(nèi)存芯片的BANK，也稱之為邏輯BANK（Logical BANK）。
不可能只做一個(gè)全容量的邏輯Bank，因?yàn)閱我坏倪壿婤ank將會(huì)造成非常嚴(yán)重的尋址沖突，大幅降低內(nèi)存效率。所以大容量內(nèi)存顆粒都是由多個(gè)邏輯Bank疊加而成的。簡單來說，我們可以把一個(gè)Bank看作是一片平面的矩陣紙，而內(nèi)存顆粒是由多片這樣的紙疊起來的。
一個(gè)Bank的位寬就是內(nèi)存顆粒的位寬，內(nèi)存控制器一次只允許對一個(gè)Bank進(jìn)行操作，由于邏輯Bank的地址線是公用的，所以在讀寫時(shí)需要加一個(gè)邏輯Bank的編號(hào)，這個(gè)動(dòng)作被稱為片選。
● 內(nèi)存條的物理Bank
內(nèi)存控制器的位寬必須與內(nèi)存條的位寬相等，這樣才能在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)傳輸所有數(shù)據(jù)，這個(gè)位寬就被成為一個(gè)物理Bank（通常是64bit），每條內(nèi)存至少包含一個(gè)Bank，多數(shù)情況下?lián)碛卸€(gè)物理Bank。
一個(gè)物理Bank不會(huì)造成帶寬浪費(fèi)，理論上是最合理的配置，但為了實(shí)現(xiàn)大容量內(nèi)存，單條內(nèi)存多物理Bank也是允許的，但內(nèi)存控制器所能允許的最大Bank數(shù)存在上限，常見的是雙物理Bank設(shè)計(jì)，只有特殊內(nèi)存或者服務(wù)器內(nèi)存才會(huì)使用四Bank以上的設(shè)計(jì)，因?yàn)檫@種內(nèi)存兼容性不好，“挑”芯片組。
事實(shí)上顯卡上也存在雙物理Bank設(shè)計(jì)，目的就是為了實(shí)現(xiàn)超大顯存容量，比如1GB的9800GT，正反兩面共有16顆16M×32bit的GDDR3顯存，總位寬達(dá)512bit，實(shí)際上顯存控制器只支持256bit，這樣就是雙物理Bank。
● 內(nèi)存異步工作模式
包含多種意義，在廣義上凡是內(nèi)存工作頻率與CPU的外頻不一致時(shí)都可以稱為內(nèi)存異步工作模式。首先，最早的內(nèi)存異步工作模式出現(xiàn)在早期的主板芯片組中，可以使內(nèi)存工作在比CPU外頻高33MHz或者低33MHz的模式下(注意只是簡單相差33MHz)，從而可以提高系統(tǒng)內(nèi)存性能或者使老內(nèi)存繼續(xù)發(fā)揮余熱。其次，在正常的工作模式(CPU不超頻)下，目前不少主板芯片組也支持內(nèi)存異步工作模式，例如Intel 910GL芯片組，僅僅只支持533MHz FSB即133MHz的CPU外頻，但卻可以搭配工作頻率為133MHz的DDR 266、工作頻率為166MHz的DDR 333和工作頻率為200MHz的DDR 400正常工作(注意此時(shí)其CPU外頻133MHz與DDR 400的工作頻率200MHz已經(jīng)相差66MHz了)，只不過搭配不同的內(nèi)存其性能有差異罷了。再次，在CPU超頻的情況下，為了不使內(nèi)存拖CPU超頻能力的后腿，此時(shí)可以調(diào)低內(nèi)存的工作頻率以便于超頻，例如AMD的Socket 939接口的Opteron 144非常容易超頻，不少產(chǎn)品的外頻都可以輕松超上300MHz，而此如果在內(nèi)存同步的工作模式下，此時(shí)內(nèi)存的等效頻率將高達(dá)DDR 600，這顯然是不可能的，為了順利超上300MHz外頻，我們可以在超頻前在主板BIOS中把內(nèi)存設(shè)置為DDR 333或DDR 266，在超上300MHz外頻之后，前者也不過才DDR 500(某些優(yōu)品內(nèi)存可以達(dá)到)，而后者更是只有DDR 400(完全是正常的標(biāo)準(zhǔn)頻率)，由此可見，正確設(shè)置內(nèi)存異步模式有助于超頻成功。
目前的主板芯片組幾乎都支持內(nèi)存異步，英特爾公司從810系列之后都支持，而威盛公司則從693芯片組以后全部都提供了此功能。
關(guān)注我們
