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随着电脑各部件技术的飞速发展,速度已不再是我们对电脑配件的唯一要求。相对于高速而言,我们更看重的是电脑的稳定性。内存已经成为影响系统稳定和整体性能的一个重要因素。由于内存在一个系统中占有如此重要的位置,因此我们有必要详细谈谈内存的选购。
一.内存的种类与性能:
内存一般可分为SIMM、ECC、EDO DRAM、DIMM、SDRAM、RDRAM及DDR RAM几大类。SIMM内存已经绝迹;EDO RAM在一些老式机型上还有一定的市场(笔者就曾经在自己的P100老坦克上加装过64MB内存,)但一般只限于其72芯的产品,交易的品种也都是些二手货;DIMM就是普通的168芯内存,由于SDRAM的日益普及,其退出市场的日子也不远矣;而DDR RAM和RDRAM则存在着诸如周边配套支持不足,价格太高等因素,虽然其在性能上都有其过人之处,可离普及仍尚需时日;总而言之,SDRAM仍然是当今内存市场的主流。下面,我们来介绍一些主流产品的性能指标,希望对大家有所帮助:
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。72线,5V电压,带宽为32bit,速度基本都在60ns以上,目前已渐被淘汰,市场上的产品甚少;
2.EDO(Extended Data Out)(图1)
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,所以在大量存取操作时,可以大大地缩短存取时间,效率提高了20-30%。当EDO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。EDO(ExtendedDataOut)RAM也称"扩展数据输出内存"与FPM RAM有基本相同的应用范围,有72线和168线之分,5V电压,带宽32bit,速度基本都在40ns以上,目前处在被淘汰的边缘,市场上的存货也普遍不多了。由于奔腾及其以上级别的数据总线宽度都是64bit的,所以在使用中EDO RAM与FPM RAM都必须双条用。
一.内存的种类与性能:3.S(Synchronous)DRAM:(图2)
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。其采用168线、3.3V电压、带宽64bit、速度可达6ns。是双存储体结构,也就是有两个储存阵列,一个被CPU读取数据的时候,另一个已经做好被读取数据的准备,两者相互自动切换,使得存取效率成倍提高。并且将RAM与CPU以相同时钟频率控制,使RAM与CPU外频同步,取消等待时间,所以其传输速率比EDO DRAM快了13%。SDRAM采用了多体(Bank)存储器结构和突发模式,能传输一整数据而不是一段数据。
评价SDRAM的标准:
1.时钟周期。它代表SDRAM所能运行的最大频率。显然这个数字越小说明SDRAM芯片所能运行的频率就越高。对于一片普通的PC-100 SDRAM来说,它芯片上的标识-10代表了它的运行时钟周期为10ns,即可以在100MHZ的外频下正常工作。根据某厂家的产品表我们可以得出这种芯片存取数据的时间为为6ns。
2.存取时间。对于EDO和FPM DRAM来说,它代表了读取数据所延迟的时间。目前大多数SDRAM芯片的存取时间为5、6、7、8或10ns。这可不同于系统时钟频率,它们二者之间是有着本质的区别的。比如一种LG的PC-100 SDRAM,它芯片上的标识为-7J或-7K,这代表了它的存取时间为7ns。而许多人都把这个存取时间当作了它能跑的外频了,其实它的系统时钟频率依然是10ns,外频为100MHz。
3. CAS的延迟时间。这是纵向地址脉冲的反应时间,也是在一定频率下衡量支持不同规范的内存的重要标志之一。比如现在大多数的SDRAM(在外频为100MHz时)都能运行在CAS Latency = 2或3的模式下,也就是说这时它们读取数据的延迟时间可以是二个时钟周期也可以是三个时钟周期。(当然在延迟时间为二个时钟周期时,SDRAM会有更高的效能。)在SDRAM的制造过程中,可以将这个特性写入SDRAM的EEPROM(就是SPD)中,在开机时主板的BIOS就会检查此项内容,并以CL=2这一默认的模式运行。
4.综合性能的评价。对于PC 100内存来说,就是要求当CL=3的时候,tCK(System clock cycle time)的数值要小于10ns、tAC(Access time from CLK)要小于6ns。至于为什么要强调是CL=3的时候呢,这是因为对于同一个内存条当成设置不同CL数值时,tCK的值是很可能不相同的,当然tAC的值也是不太可能相同的。关于总延迟时间的计算一般用这个公式:总延迟时间=系统时钟周期*CL(CAS Latency)模式数+存取时间,比如某PC100内存的存取时间为6ns,我们设定CL模式数为2(即CAS Latency=2),则总延迟时间=10ns*2+6ns=26ns。这就是评价内存性能高低的重要数值。
关于PC100与PC133规范:
1. PC100 SDRAM规范包含:内存条上电路的各部分线长最大值与最小值;电路线宽与间距的精确规格;保证6层PCB板制作(分别为:信号层、电源层、信号层、基层、信号层),具备完整的电源层与地线层;具备每层电路板间距离的详细规格;精确符合发送、载入、终止等请求的时间;详细的EEPROM编程规格;详细的SDRAM组成规格;特殊的标记要求;电磁干扰抑制;可选镀金印刷电路板。
2.对规范的说明:内存条看似简单,其实它也是一种极为精密的半导体产品,制造的要求当然不能就是简单和随意的了。对一些数据的精准要求是为了保证内存对外能有很好的稳定性、兼容性与适用性,对内能有很好的一致性的。在做工与制造工艺上的要求也是为了是只能达到一定的标准的必要条件。虽然一些小厂生产的内存也使用的是高质量芯片,如LG、Hyundai、NEC、Micron、Hitachi等,但它们所用的印刷电路板(PCB)的质量却很差,这就是普通SDRAM内存条与高档SDRAM内存条之间的最大差异。要知道高档的SDRAM芯片配高质量的PCB跟配普通PCB板相比其间的性能当然是不可同日而语的。在印刷电路板上节约成本,往往会带来信号在传输中不稳定、易受干扰、易丢失等各种问题。为了降低材料成本,一些厂商制造SDRAM内存条使用的是4层PCB板而不是推荐的6层板或8层板。4层板的做工是很容易受到物理与机械损害的影响的,它对电磁干扰的屏蔽能力也不如6层板或8层板好。所以PC100规范才明确定义出了必须使用6层或更多层电路板进行制造。Intel对PC-100规范的要求是:当主板外部时钟频率为100MHz,且BIOS选项中CAS Latency设为2时,要求PC-100 SDRAM能稳定地与主板同步工作。虽说CAS设为3时,系统的稳定性可以得到进一步加强,但标准应该是2,而不是3!
对于PC133规范来说,它的进一步要求是tAC不超过5.4ns、tCK不超过7.5ns(对于PC100,这两项都是10ns)、稳定的工作频率为133MHz,所以对于PC133 SDRAM,若没有特别标明,大都是指CAS Latency=3,如果在CL设为2、跑133MHz的外频时发生错误,就不要认为这条内存有问题,因为PC-133的规范并不保证CL一定要等于2,所以能不能在150MHz(CL=3)下稳定运行,也是不确定的。
除此以外,市面上还有采用PC150甚至是PC166规格的,但目前,只是寥寥的几款产品,并没有形成规模,再此就不做过多阐述了。
3. DDR SDRAM(SDRAM II)(图3)
提起DDR SDRAM相信很多人并不会陌生,其实在显示卡产品飞速发展中DDR SDRAM早已被广泛使用,nVIDIA是较早使用该项技术的公司。
DDR SDRAM可以在一个Clock内同时利用上升和下降时进行两次资料传输,提供相当于现有频宽的两倍效率,从最基本的地方解决了困扰GeForce显示卡的问题。不同的AGP模式,例如2X,4X等,指得就是在每一个周期内传输资料的次数。Athlon处理器所采用EV6汇流排的工作频率100MHz DDR,其实际效果与普通的200MHz FSB完全一样。当然,还有后续的nVIDIA显示卡,包括GeForce、GeForce2以及GeForce2 Ultra在内都使用了DDR SDRAM或者DDR SGRAM。
把DDR SDRAM用做系统内存,主要是相对于RDRAM,DDR SDRAM更具优势。在价格方面DDR SDRAM容易被人们所接受,从采用DDR的显示卡可以看出该项技术的实现成本并不高。其次,与RDRAM不同,在实际运行各种应用时,DDR并不会出现delay问题。RDRAM所存在的一个很大的缺陷就是delay太长,导致Performance下降,无法充分发挥出相对优势。
与普通的PC133 SDRAM相比,RDRAM所提供的内存频宽要高出60%左右,具有绝对的优势;不过DDR SDRAM却可以将现有内存频宽提高两倍。与RDRAM一样,DDRSDRAM并非按照实际的工作频率,而是以理论传输速率标准进行划分。RDRAM包括PC600、PC700以及PC800三种不同类型,目前可以实现的最大理论值1.6GB/s。而DDR SDRAM则分PC1600和PC2100两种,其中,运行在100MHzDDR(实际相当于200MHz)下的PC 1600 DDR SDRAM的理论传输速率最高可以达到1.6GB/s,与PC800 RDRAM持平;PC2100 DDR SDRAM的工作频率133MHzDDR(实际相当于266MHz),最大频宽可以达到2.1GB/s。
DDR和SDRAM两种内存模组并不相容。168针的SDRAM DIMM我们已经使用很长一段时间,虽然DDR SDRAM DIMM的长度与其完全一样,但是却使用了184个针脚
5.RDRAM(Rambus DRAM):(图4)
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,可靠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靠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。
看了那么多内存的种类,大家一定会有个概念了,就是从长远而言,DDR无论在价格和技术方面都有着领军的优势,但现在,由于支持上和价格等方面的原因,真正的主流产品还是要算SDRAM了。那么,我们就先把选购的重点放到它身上来。市面上内存的品牌可称的上是种类繁多,如现代、宏基、micron、三星、金邦、樵风等,我们选择一些比较有知名度的品牌向大家介绍一下详细地性能:
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