在布满荆棘道路前行 DDR3内存路在何方(2)

迅速充电：内存基础知识解析

　　在全面了解内存之前，我们必须对内存的基础知识有充分的认识。通过对内存工作原理、作用以及结构的了解，大家将会更为深刻地明白为何内存如此受到重视。

1．内存的工作原理

内存是PC平台的重要组成部分

　　要直观地理解内存的原理的话，我不妨举例来说。当CPU载入一个应用程序，例如文字处理或页面编辑。当你以键盘输入指令开始，CPI诠释指令并命令硬盘将指令或程序载入到内存中，当数据被载入内存之后，CPU便能比从硬盘中存取从而更快速地取得数据。

2．内存的作用

　　从功能上理解，我们可以将内存看作是内存控制器（一般位于北桥芯片中）与CPU之间的桥梁或与仓库。显然，内存的容量决定“仓库”的大小，而内存的速度决定“桥梁”的宽窄，两者缺一不可，这也就是我们常常说道的“内存容量”与“内存速度”。

　　当CPU需要内存中的数据时，它会发出一个由内存控制器所执行的要求，内存控制器接著将要求发送至内存，并在接收数据时向CPU报告整个周期（从CPU到内存控制器，内存再回到CPU）所需的时间会。毫无疑问，缩短整个周期是提高内存速度的关键，而这一周期就是由内存的频率、存取时间、位款来决定。更快速的内存技术对整体性能表现有重大的贡献，但是提高内存速度只是解决方案的一部分，数据在CPU以及内存间传送所花的时间通常比处理器执行功能所花的时间更长，为此缓冲区被广泛应用。其实，所谓的缓冲器就是CPU中的一级缓存与二级缓存，它们是内存这座“大桥梁”与CPU之间的“小桥梁”。

3．内存带宽的重要性

　　通常我们所说的内存速度实际上应该用“内存带宽”来表述才更为确切。当CPU需要内存中的数据时，它会发出一个由内存控制器所执行的要求，内存控制器接著将要求发送至内存，并在接收数据时向CPU报告整个周期（从CPU到内存控制器，内存再回到CPU）所需的时间。毫无疑问，缩短整个周期也是提高内存速度的关键，这就好比在桥梁上工作的警察，其指挥疏通能力也是决定通畅度的因素之一。

　　内存带宽为何会如此重要呢？在回答这一问题之前，我们先来简单看一看系统工作的过程。CPU接收到指令后，它会最先向CPU中的一级缓存（L1 Cache）去寻找相关的数据，然一级缓存是与CPU同频运行的，但是由于容量较小，所以不可能每次都命中。这时CPU会继续向下一级的二级缓存（L2 Cache）寻找，同样的道理，当所需要的数据在二级缓存中也没有的话，会继续转向L3 Cache（如果有的话，如Xeon处理器）、内存和硬盘。由于目前系统处理的数据量都是相当巨大的，因此几乎每一步操作都得经过内存，这也是整个系统中工作最为频繁的部件。如此一来，内存的性能就在一定程度上决定了这个系统的表现，这点在多媒体设计软件和3D游戏中表现得更为明显。

　　内存带宽的计算方法并不复杂，大家可以遵循如下的计算公式：带宽＝总线宽度×总线频率×一个时钟周期内交换的数据包个数。很明显，在这些乘数因子中，每个都会对最终的内存带宽产生极大的影响。然而，如今在频率上已经没有太大文章可作，毕竟这受到制作工艺的限制，不可能在短时间内成倍提高。而总线宽度和数据包个数就大不相同了，简单的改变会令内存带宽突飞猛进。