第 4 章 内 存

1. 第 4 章内 存 • 4.1 认 识 内 存 • 4.2 内存条的物理结构 • 4.3 内 存 的 种 类 • 4.4 内存的选购指南

2. 4.1 认 识 内 存 • 内存在PC设备中占有重要的地位，纵观PC技术的发展，每次内存技术的提升都对整体性能产生重大的影响。内存的容量大小和存取速度的快慢都直接影响着PC的整体性能。也正是内存储技术的发展才得以让如今的PC呈现出一番生机勃勃的景象。毫不夸张地说，未来PC发展的重点不是CPU而是内存。半导体技术的突破已经为CPU发展铺平了道路，随着主频的不断提高，整个系统将对内存性能提出更高的要求。

3. 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RAM（Random Access Memory，随机存储器）、ROM（Read Only Memory，只读存储器）和高速缓存（Cache）。因为RAM是其中最主要的存储器，整个系统内存容量的多少主要由它的容量决定，人们习惯将RAM直接称为内存。

4. RAM也叫读写存储器，是目前PC中使用的半导体存储器，它是一种集成电路，其中有成千上万的存储元件组成。依据存储元件结构的不同，RAM又分为两大类型：DRAM（动态随机存储器）和SRAM（静态随机存储器）。由于DRAM具有集成度高、结构简单、功耗低、生产成本低等特点，适合作为系统所需的大容量“主存”，因此计算机中的内存条（如图4-1所示）主要由DRAM构成。 RAM也叫读写存储器，是目前PC中使用的半导体存储器，它是一种集成电路，其中有成千上万的存储元件组成。依据存储元件结构的不同，RAM又分为两大类型：DRAM（动态随机存储器）和SRAM（静态随机存储器）。由于DRAM具有集成度高、结构简单、功耗低、生产成本低等特点，适合作为系统所需的大容量“主存”，因此计算机中的内存条（如图4-1所示）主要由DRAM构成。

5. 图4-1 内存条

6. RAM用于存放计算机中正在运行的程序和处理的数据及其结果。只要打开电源，开始启动计算机，程序和数据就会首先从外存储设备读入内存中，然后在内存中开始执行，并且将处理的结果也保存在内存中。也就是说，当运行计算机程序时，内存会和CPU之间频繁地交换数据，没有内存，CPU的工作将难以开展。由于RAM中的内容具有易失性，关机后RAM中的数据随即消失。 RAM用于存放计算机中正在运行的程序和处理的数据及其结果。只要打开电源，开始启动计算机，程序和数据就会首先从外存储设备读入内存中，然后在内存中开始执行，并且将处理的结果也保存在内存中。也就是说，当运行计算机程序时，内存会和CPU之间频繁地交换数据，没有内存，CPU的工作将难以开展。由于RAM中的内容具有易失性，关机后RAM中的数据随即消失。

7. ROM也叫只读存储器，通常情况下只能从中读取信息而不能随意写入信息。ROM中的信息是在制造时或后来用专门设备一次写入的。ROM中存储的内容是永久性的，即使关机或断电也不会消失。随着半导体技术的发展，已经出现了多种形式的只读存储器， ROM也叫只读存储器，通常情况下只能从中读取信息而不能随意写入信息。ROM中的信息是在制造时或后来用专门设备一次写入的。ROM中存储的内容是永久性的，即使关机或断电也不会消失。随着半导体技术的发展，已经出现了多种形式的只读存储器，

8. 如可编程只读存储器（Programmable ROM，PROM）、可擦除的可编程只读存储器（Erasable Programmable ROM，EPROM）以及掩膜只读存储器（Masked ROM，MROM）和FLASH ROM等。它们需要用特殊的手段改变其中的内容。目前主板中的BIOS芯片就是FLASH ROM。

9. Cache即高速缓存，它是介于CPU与内存之间的一种特定存储器。Cache由SRAM构成，主要功能是为了解决高速CPU与慢速内存间的速度匹配问题。 Cache即高速缓存，它是介于CPU与内存之间的一种特定存储器。Cache由SRAM构成，主要功能是为了解决高速CPU与慢速内存间的速度匹配问题。

10. 4.2 内存条的物理结构 • 平常所说的“内存”大都是指“内存条”，通常由DRAM芯片构成。内存经历了FPM、EDO、SDRAM的发展，现在已经进入DDR和RAMBUS（也称RDRAM）的时代。目前PC中所用的“内存条”主要有SDRAM、DDR SDRAM、RAMBUS等3种类型。

11. 下面以主流的DDR SDRAM为例来介绍“内存条”的物理结构。 • 图4-2所示为一条DDR SDRAM内存条，它由以下各部分组成。

12. 图4-2 DDR SDRAM内存条

13. 1．PCB板 图4-3 内存条芯片封装技术

14. 2．金手指 • 3．内存芯片 图4-4 Infineon原厂芯片

15. 4．内存芯片空位 • 5．电容 • 6．电阻 图4-5 从PCB的边缘以及DRAM芯片周围的电阻电容可判断工艺

16. 7．内存条固定锁口 • 8．金手指缺口 图4-6 SDRAM有两个缺口

17. 图4-7 DDR SDRAM 只有一个缺口

18. 9．SPD芯片 图4-8 SPD芯片

19. 图4-9 内存标签

20. 4.3 内 存 的 种 类 • 内存作为PC的重要部件之一，已从早期的普通内存，发展到目前的同步动态内存SDRAM，以及越来越广泛地应用于多媒体领域的RDRAM与最新的DDR SDRAM。内存的种类非常多，PC中使用的主流内存大致的分类情况如下。

21. 1．EDO RAM 图4-10 EDO RAM

22. 2．SDRAM 图4-11 SDRAM

23. 3．DDR SDRAM • DDR（Double Data Rate，双倍速率）SDRAM简称DDR，是SDRAM的更新换代产品。DDR内存采用了诸如双时钟差分信号等技术，它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿都能进行数据传输，这样不需要提高时钟的频率就能加倍提高SDRAM的速度，并具有比SDRAM多一倍的传输速率和内存带宽。

24. 即使系统FSB（Front Side Bus）的频率是133MHz，DDR的频率可以倍增为266 MHz，带宽也倍增为2.12GB/s（133MHz×2）×64bits=2 128MB/s。DDR内存条的外形如图4-12所示。 • 用户可以通过内存条的金手指“缺口”进行辨别，DDR只有一个缺口，而SDRAM有两个缺口。

25. 图4-12 DDR SDRAM

26. 标称和SDRAM一样采用频率。现在DDR工作频率主要有100MHz、133MHz、166MHz、200MHz等几种，由于DDR内存具有双倍速率传输数据的特性，因此在DDR内存的标识上采用了工作频率×2的方法，也就是DDR200、DDR266、DDR333和DDR400。标称和SDRAM一样采用频率。现在DDR工作频率主要有100MHz、133MHz、166MHz、200MHz等几种，由于DDR内存具有双倍速率传输数据的特性，因此在DDR内存的标识上采用了工作频率×2的方法，也就是DDR200、DDR266、DDR333和DDR400。 • 一般来说，划分内存性能的参数有“工作频率”和“带宽”。DDR内存除了工作频率外，常见的是用其带宽表示，如表4-1所示。

28. 4．RDRAM • RDRAM内存是一种全新的内存规格，最早在1996年就已经提出了，当时它是针对服务器与工作站等应用领域而研制的。大体上说来，RDRAM内存所采用的技术与硬盘所采用的Ultra ATA技术有些相似，亦即在工作周期的上下沿都传输数据，以产生双倍的数据传输时钟，这一点与DDR相似。

29. 不过，由于RDRAM内存与传统的SDRAM内存在传输界面上有很大的不同，因此它在一个传输周期的实际数据传输量只有32bit，这可比传统SDRAM内存的64bit数据带宽少了整整一半。但“勤能补拙”，RDRAM内存的实际工作频率要比SDRAM内存高出许多，这样就可以以高速来弥补带宽的不足。不过，由于RDRAM内存与传统的SDRAM内存在传输界面上有很大的不同，因此它在一个传输周期的实际数据传输量只有32bit，这可比传统SDRAM内存的64bit数据带宽少了整整一半。但“勤能补拙”，RDRAM内存的实际工作频率要比SDRAM内存高出许多，这样就可以以高速来弥补带宽的不足。

30. Rambus RIMM模块存取资料的速度共有600MHz、700MHz与800MHz等3种，以串列方式每次输出16bits。以800MHz为例，带宽为1.6GB/s，800MHz×16bit/s/8=1 600MB/s。表4-2所示为RDRAM的带宽。

32. RDRAM的引脚为184针，工作电压为1.8V或2.5V，RDRAM的插槽叫做RIMM。工作时几根RIMM槽必须全部插满，如果只有一根RDRAM，就必须用终端器将空的槽填上。 RDRAM的引脚为184针，工作电压为1.8V或2.5V，RDRAM的插槽叫做RIMM。工作时几根RIMM槽必须全部插满，如果只有一根RDRAM，就必须用终端器将空的槽填上。

33. 4.4 内存的选购指南 • 随着应用软件对系统性能的要求越来越高，PC对内存容量的需求也越来越大。现在内存市场上的产品型号众多，如何选购内存也是PC用户普遍关心的问题。

34. 1．型号规格 • 内存的规格纷争已经尘埃落定，DDR已经得到所有芯片组厂商的支持，已主宰目前的主流内存市场。但单一的规格反映在产品上并不单一，众多品牌、不同型号的DDR内存在市场上并存，给用户的选购带来较大的选择余地同时也带来较大困惑。

35. 2．速度 • 目前市场上有各种不同速度的DDR内存，最常见的主要是PC2700（DDR333）、PC3200（DDR400）、PC4000（DDR500）和最新推出的PC4500（DDR566）。这4类DDR是目前使用最多的主流型号，其他的还有PC3500（DDR433）、PC4300（DDR533）等较少使用的内存。

36. 这些都是JEDEC（电子电气设备联合会）根据DDR的传输速率命名的。在推出PC3200（DDR400）标准后，JEDEC没有再推出后续标准，所以从严格意义上讲，DDR400是最后的官方版本，但是由于DDR500等高频率内存具有良好的性能，因此也得到了广泛的应用。这些都是JEDEC（电子电气设备联合会）根据DDR的传输速率命名的。在推出PC3200（DDR400）标准后，JEDEC没有再推出后续标准，所以从严格意义上讲，DDR400是最后的官方版本，但是由于DDR500等高频率内存具有良好的性能，因此也得到了广泛的应用。

37. 选择何种规格的DDR内存，要根据搭配的主板和CPU来决定。对于Athlon XP来说，2400+和以下型号的CPU前端总线频率均为266MHz，因此单通道DDR266就足以满足CPU的需求。Athlon XP 2500+～3000+的前端总线频率为333MHz，因此需搭配DDR333内存。

38. 同样，前端总线频率为400MHz的Athlon XP 3200+则需搭配DDR400内存才可满足需求。由于高端产品的性价比不高，因此目前AMD平台选购DDR333足以满足需求。内存频率超过CPU前端总线频率时，由于时钟不同步，反而会出现小幅的性能下降现象。同样，前端总线频率为400MHz的Athlon XP 3200+则需搭配DDR400内存才可满足需求。由于高端产品的性价比不高，因此目前AMD平台选购DDR333足以满足需求。内存频率超过CPU前端总线频率时，由于时钟不同步，反而会出现小幅的性能下降现象。

39. 对于Pentium 4来说则正好相反，由于Pentium 4的前端总线频率分别为400MHz/533MHz/ 800MHz，因此对内存带宽的需求也很大。不过在搭配i845PE以前的芯片组时，官方仅支持DDR266，不过主板厂商均提供了DDR333的支持。

40. i845PE正式提供了对DDR333的支持，i865PE则提供了对800FSB Pentium 4的支持，在搭配800FSB的Pentium 4时，内存的默认频率为200（400）MHz，而搭配较老Pentium 4时与i845PE相同。因此，目前800FSB Pentium 4的最佳拍档是DDR400内存，再加上i865的双通道，800FSB Pentium 4的性能才能得以充分发挥。考虑到赛扬的超频性，DDR333的内存是400/533FSB CPU的较好搭配。

41. 3．容量 • 在预算许可的范围内，可以挑选更大容量、更高速度的内存产品以适应各种应用程序对内存越来越高的需求。对于众多用户来说，往往还会遇到一个速度与容量的权衡问题。市场上高速DDR内存往往是标准DDR400内存价格的一倍甚至几倍，究竟是买256MB DDR500内存还是买512MB DDR400内存就成了用户最为困惑的问题。我们的建议是先满足容量需求，再来考虑速度问题。

42. 如果预算有限，那绝对是选择512MB DDR400而非256MB的DDR500。那什么时候选择更高速的内存？答案是预算充足到能同时满足速度和容量需求的时候。

43. 对于容量的问题需求引出了另外一个问题：究竟需要多大容量的内存才足够？这个问题原则依然是在预算许可的情况下容量越大越好。事实上认为一台运行Windows XP系统的PC最少需要配置256MB内存。如果想在PC上进行平面设计、动画设计最好有512MB以上的内存。如果是某些特殊需要的话，比如视频编辑、3D设计和建模、科学数据处理等，则1GB也未必算多。

44. 4．留意“内存延时”参数 • 我们时常发现PC用户往往非常注意某款内存产品的标称等效频率，如DDR433、DDR500等，而往往对内存延迟视而不见。事实上进入DDR时代之后厂商往往能够轻易地制造出DDR500、DDR533甚至是DDR566的产品，但却对降低内存延迟束手无策。

45. 在内存带宽测试中大部分高频率DDR内存都能获得较好的内存带宽，但这些内存普遍较高的延迟使得他们并没有获得预期的数据吞吐量。由此可见在内存等效频率一定的情况下，内存时序值越小越好。在内存带宽测试中大部分高频率DDR内存都能获得较好的内存带宽，但这些内存普遍较高的延迟使得他们并没有获得预期的数据吞吐量。由此可见在内存等效频率一定的情况下，内存时序值越小越好。

46. 另外，诸如DDR533、DDR566这样高标称速度的内存需要极高的前端总线配合。要获得如此高速的同步前端总线速度若没有极佳超频能力的CPU配合简直是不可能的事。而一旦采用异步内存工作模式，那内存延迟问题将会更明显的影响性能。值得注意的是，现阶段所有支持DDR2内存的主板产品都只能采用异步工作模式。另外，诸如DDR533、DDR566这样高标称速度的内存需要极高的前端总线配合。要获得如此高速的同步前端总线速度若没有极佳超频能力的CPU配合简直是不可能的事。而一旦采用异步内存工作模式，那内存延迟问题将会更明显的影响性能。值得注意的是，现阶段所有支持DDR2内存的主板产品都只能采用异步工作模式。

47. 为了获得更低的内存延迟，SAMSUNG在2004年中推出的编号TCCD的内存芯片受到各大内存厂商的极力追捧。TCCD的特异功能是能够获得惊人的低延迟时序。现在市场上号称超低延迟的内存几乎清一色采用SAMSUNG TCCD内存芯片。一些标称2－2－2－4时序的产品几乎都采用SAMSUNG TCCD芯片。如果需要的是最强的内存吞吐量和极端的内存性能，那超低延迟的内存才是最佳选择。

48. 5．留意“存储密度”（单条容量） • PC用户经常会提出这样的问题：现在先购买2条DDR400 128MB内存，以后再升级成4条256MB的配置。事实上这样的搭配往往在付诸实现的时候问题很多。4条内存组成双通道，信号同步等问题空前复杂，于是各种各样的内存兼容性问题层出不穷。甚至会发现某些主板在4条内存模组的情况下无法打开双通道，或者PAT功能。

49. 由此得出又一个结论：在预算许可下，优先考虑存储密度高的产品，减少系统插入的内存模组数量。由此得出又一个结论：在预算许可下，优先考虑存储密度高的产品，减少系统插入的内存模组数量。

50. 6．性价比 • 世界上有没有既便宜又好用的东西？在硬件产品上还是先打消这个念头。在硬件市场上一分钱一分货才是亘古不变的硬道理。最佳性价比奖，事实上更多的是在寻找一个价格与性能的平衡。如果PC系统中其他性能一般，也就没有必要购买超高性能的内存条。