分类认识内存 内存作为微型计算机的重要部件之一,已从早期的普通内存,发展到目前的同步动态内存,还有越来越广泛地应用于多媒体领域的RDRAM与后来的SDRAM Ⅱ、DDR RAM。
内存大致的分类情况如下:
1.FPM(Fast Page Mode)
FPM(快页模式)是较早的个人计算机普遍使用的内存,它每隔3个时钟脉冲周期传送一次数据。现在已很少见到使用这种内存的计算机系统了。
2.EDO(Extended Data Out)
EDO(扩展数据输出)内存取消了主板与内存两个存储周期之间的时间间隔,每隔2个时钟脉冲周期传输一次数据,大大地缩短了存取时间,使存取速度提高30%,达到60ns。EDO内存主要用于72线的SIMM内存条,以及采用EDO内存芯片的PCI显示卡(参阅本书后面的内容)。
注:EDO内存条是普通DRAM内存的改进型,它比普通内存提高速度约10%20%左右。当它在完成某一单元信息的读写之前,能提前读写下一单元的信息,这样就提高了内存的读写速度。但只是在普通内存的基础上改进了它的读写方式,但它的读写速度却仍然不够快,只能达到50ns60ns之间。对于CPU的几ns的速度来说,仍然存在着很大的差别。
这种内存流行在486以及早期的奔腾计算机系统中,它有72线和168线之分,采用5V电压,带宽32 bit,可用于Intel FX/VX芯片组主板上,所以某些使用奔腾100/133的计算机系统目前还在使用它。不过要注意的是,由于它采用5V电压,跟下面将要介绍的SDRAM不同(SDRAM为3.3v),两者混合使用时就会很容易会被烧毁,因此在使用前最好了解一下该主板使用的是3.3v还是5V电压。
3.S(Synchronous)DRAM
SDRAM(同步动态随机存储器)是目前奔腾计算机系统普遍使用的内存形式。SDRAM将CPU与RAM通过一个相同的时钟锁在一起,使RAM和CPU能够共享一个时钟周期,以相同的速度同步工作,与 EDO内存相比速度能提高50%。
注:SDRAM采用的是新型的64位数据读写形式,内存条的引脚为168线,采用双列直插式的DIMM内存条,读写速度最高达到了10ns,是目前最快的内存芯片,同时也是奔腾II和奔腾III计算机系统首选的内存条。
随着SDRAM的问世,快页模式(FPM)DRAM被很彻底打入了冷宫。由于高效内存集成电路的出现和为优化的奔腾CPU运行效能而设计的INTEL HX、VX等核心逻辑芯片组的支持, EDO DRAM被广泛采用了,它采用了一种特殊的内存读出电路控制逻辑,在读写一个地址单元时,同时启动下一个连续地址单元的读写周期。从而节省了重选地址的时间,使存储总线的速率提高到 40 MHz。也就是说,因此说与快页内存相比性能提高了将近15%~30%,而其制造成本却与之相近,但是也只是辉煌了一时,面市的时间将极为短暂,这是为什么呢?因此不久之后市场上主流CPU的主频高达200 MHz以上。为优化CPU的运行效能,总线时钟频率至少要达到66 MHz以上,多媒体应用程序以及Windows 95/97/98和Windows NT操作系统对内存的要求也越来越高,为缓解速度不够的瓶颈只有采用新的内存结构,否则就不能支持高速总线时钟频率,而不必于插入指令等待周期,在理论上内存的速度需要与CPU频率同步,即与CPU共享一个时钟周期的同步动态内存(Synchronous DRAMS),所以SDRAM应运而生,与其它内存结构相比,性能/价格比最高,最终取代了它们成为了内存发展一个时期内的主流。
SDRAM基于双存储体结构,内含两个交错的存储阵列,当CPU从一个存储体或阵列访问数据时,另一个就已为读写数据做好了准备,通过这两个存储阵列的紧密切换,读取效率就能得到成倍的提高。SDRAM的速度早就超过了100MHz,存储时间达到5~ 8ns毫不费力,现在128 MB的SDRAM内存条也是大量上市,SDRAM占据市场的主导地位已是不可否认的事实,其价格也在大幅下降。
SDRAM不仅可用作主存,在显示卡上的内存方面也有广泛应用。对前者来说,数据带宽越宽,同时处理的数据就越多,显示的信息就越多,显示品质也就越高。在此之前的计算机系统还用过可同时读写的双端口视频内存(VRAM)来提高带宽,但这种内存成本高,应用受很大限制。因此在一般显示卡上,廉价的DRAM和高效的EDO DRAM仍然还在应用着。但随着64位显示卡的上市,带宽已扩大到EDO DRAM所能达到的带宽的极限,要达到更高的1600×1200的分辨率,而又尽量降低成本,就只能采用频率达66MHz、高带宽的SDRAM了。SDRAM还应用了共享内存结构(UMA),这在很大程度上降低了系统成本,因为许多高性能显示卡价格高昂,就是因为其专用显示内存成本极高所致,而UMA技术将利用主存作显示内存,不再需要增加专门显示内存,因而降低了成本。
注:SDRAM与用作Cache的SRAM是两个不同的概念,SRAM的全称是Static RAM(静态RAM),速度虽快,但成本高,不适合做主存。
4. DDR SDRAM(SDRAM II)
DDR(Double Data Rage双数据率) 也就是 SDRAMSDRAM II,是SDRAM的更新换代产品,它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据,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,如64bit内存接口200MHz DDR SDRAM比PC100 SDRAM的内存带宽高一倍,266 MHz DDR SDRAM的内存带宽更是达到了2.12 GB/s。DDR SDRAM比800MHz RDRAM的内存带宽还要高,采用2.5v工作电压,价格也便宜非常多。过去,DDR SDRAM只是应用在显示卡上,现在由于DDR SDRAM标准已定制好,所以正有许多主板芯片组支持使用它。不过,第一款支持DDR SDRAM的芯片组并不是Intel推出的。而是由Micron推出的,其名称为Samurai DDR芯片,其性能的优秀性无论是在商业,还是游戏运行方面都赶得上Intel i840芯片组。但后者提供双RDRAM通道,可高达3.2 GB/s的内存带宽,比Samurai DDR 266 MHz DDR SDRAM提供的2.12G/秒的内存带宽高出33%,整体性能也要好一些,这其是因为RDRAM的潜伏等待时间要比SDRAM长,所以PC133 SDRAM(参阅下面的内容)和DDR SDRAM使得RDRAM在低端和高端系统上的优势全无,而DDR SDRAM更是成为了市场的主流。如,现代电子出品的64MB DDR SDRAM在128 MB内存总线,4Mx16颗,工作频率为333MHz,提供了5.3 GB/s的数据带宽,市场前景不用说了,一定会是不错的。
5.RDRAM(Rambus DRAM)
RDRAM(存储器总线式动态随机存储器)是Rambus公司开发的具有系统带宽、芯片到芯片接口设计的新型DRAM,它能在很高的频率范围下通过一个简单的总线传输数据,同时使用低电压信号,在高速同步时钟脉冲的两边沿传输数据。
6.Flash Memory
Flash Memory(闪速存储器)是一种新型半导体存储器,主要特点是在不加电的情况下长期保持存储的信息。就其本质而言,Flash Memory属于EEPROM(电擦除可编程只读存储器)类型,既有ROM的特点,又有很高的存取速度,而且易于擦除和重写,功耗很小。目前其集成度已达4MB,同时价格也有所下降。由于这一独特优点,Flash Memory在一些较新的主板上普遍采用着,以便使得BIOS 升级非常方便,但时也会CIH这样的计算机病毒以可乘之机,让许多计算机饱受磨难。
Flash Memory可用作固态大容量存储器,但目前普遍使用的大容量存储器仍为硬盘。硬盘虽有容量大和价格低的优点,但它是机电设备,有机械磨损,可*性及耐用性相对较差,抗冲击、抗振动能力也弱,功耗也大。而Flash Memory集成度高,价格也在逐渐降低,专家们对它的应用前景相当乐观。
7.Shadow RAM
Shadow RAM也称为“影子内存”,是为了提高计算机系统效率而采用的一种专门技术,所使用的物理芯片仍然是CMOS DRAM(动态随机存取存储器,参阅本书后面的内容)芯片。Shadow RAM 占据了系统主存的一部分地址空间。其编址范围为C0000~FFFFF,即为1MB主存中的 768KB~1024KB区域。这个区域通常也称为内存保留区,用户程序不能直接访问。 Shadow RAM的功能就是是用来存放各种ROM BIOS的内容。也就是复制的ROM BIOS内容,因而又它称为ROM Shadow,这与Shadow RAM的意思一样,指得是ROM BIOS的“影 子”。现在的计算机系统,只要一加电开机,BIOS信息就会被装载到Shadow RAM中的指定区域里。由于Shadow RAM的物理编址与对应的ROM相同,所以当需要访问BIOS时, 只需访问Shadow RAM而不必再访问ROM,这就能大大加快计算机系统的运算时间。通常访问ROM的时间在200ns左右,访问DRAM的时间小于100ns、60ns,甚至更短。
在计算机系统运行期间,读取BIOS中的数据或调用BIOS中的程序模块的操作将是相当频繁的,采用了Shadow RAM技术后,无疑大大提高了工作效率。
8.ECC内存
ECC(Error Correction Coding或Error Cheching and Correcting)是一种具有自动纠错功能的内存,Intel的82430HX芯片组就支持它,使用该芯片的主板都可以安装使用ECC内存,但由于ECC内存成本比较高,所以主要应用在要求系统运算可*性比较高的商业计算机中。由于实际上存储器出错的情况不会经常发生,相关的主板产品还不多,一般的家用与办公计算机也不必采用ECC内存。
9. CDRAM(Cached DRAM)
CDRAM(Cached DRAM)带高速缓存动态随机存储器)是日本三菱电气公司开发的专有技术,它通过在DRAM芯片上集成一定数量的高速SRAM作为高速缓冲存储器和同步控制接口来提高存储器的性能。这种芯片使用单一的+3.3V电源,低压TTL输入输出电平。
10.DRDRAM(Direct Rambus DRAM)
DRDRAM (接口动态随机存储器)是Rambus在Intel支持下制定的新一代RDRAM标准,与传统DRAM的区别在于引脚定义会随命令而变,同一组引脚线可以被定义成地址,也可以被定义成控制线。其引脚数仅为正常DRAM的三分之一。当需要扩展芯片容量时,只需要改变命令,不需要增加芯片引脚。这种芯片可以支持400MHz外频,再利用上升沿和下降沿两次传输数据,可以使数据传输率达到800MHz。同时通过把单个内存芯片的数据输出通道从8位扩展成16位,这样在100MHz时就可以使最大数据输出率达1.6 GB/s。
11.SLDRAM(Synchnonous Link DRAM)
SLDRAM(同步链接动态内存)是由IBM、惠普、苹果、NEC、富士通、东芝、三星和西门子等大公司联合制定的,一种原本最有希望成为标准高速DRAM的存储器。这是一种在原DDR DRAM基础上发展起来的高速动态读写存储器,具有与DRDRAM相同的高数据传输率,但其工作频率要低一些,可用于通信、消费类电子产品、高档的个人计算机和服务器中。不过,由于各种各样的原因,这种动态存储器难以形成气候。
12.VCM(Virtual Channel Memory)
VCM(虚拟通道存储器)由NEC公司开发,是一种新兴的缓冲式DRAM,可用于大容量的SDRAM。此技术集成了“通道缓冲”功能,由高速寄存器进行配置和控制。在实现高速数据传输,让带宽增大的同时还维持着与传统SDRAM的高度兼容性,所以通常也把VCM内存称为VCM SDRAM。
13. FCRAM(Fast Cycle RAM)
FCRAM(快速循环动态存储器)是由富士通和东芝联合开发的内存技术,数据吞吐速度可超过DRAM/SDRAM的4倍,能应用于需要极高内存带宽的系统中,如服务器、3D图形及多媒体处理等场合,其主要的特点是:行、列地址同时(并行)访问,而不像普通DRAM那样首先访问行数据,再访问列数据。此外,在完成上一次操作之前,便开始下一次操作。不过这并用于主内存,而是用于诸如显示内存这样的其他存储器上 .
[ 此帖被梦、倾城在2009-01-19 20:34重新编辑 ]