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内存基础知识,http://www.5idzw.com
内存储器在PC设备中占有重要的席位，也正是内存储技术的发展才得以让如今的计算机呈现出一番勃勃生机的景象。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发展铺平的道理，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。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。
一、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
从一有计算机开始，就有了内存。内存物理实质就是一组或多组具备数据输入输出和数据存储功能的集成电路，内存只用于暂时存放程序和数据，一旦关闭电源或发生断电，其中的程序和数据就会丢失。我们平常所提到的计算机的内存指的是动态内存（即DRAM），动态内存中所谓的“动态”是指当我们将数据写入 DRAM后，经过一段时间数据会丢失，因此需要一个额外设电路进行内存刷新操作。具体的工作过程是这样的：一个DRAM的存储单元存储的是0还是1取决于电容是否有电荷，有电荷代表1，无电荷代表0。但时间一长，代表1的电容会放电，代表0的电容会吸收电荷，这就是数据丢失的原因；刷新操作定期对电容进行检查，若电量大于满电量的1／2，则认为其代表1，并把电容充满电；若电量小于1／2，则认为其代表0，并把电容放电，由此来保持数据的连续性。
每一个内存单元通过可以短暂存储电荷的电容组成，数据信息由无数个位（bit）组成，每一个位只有两种状态：0和1，内存将这些位的数据存储在内存单元组成的栅格里。当处理器进行运算时，通过前端总线和内存之间的通道将一些需要信息的存储到内存里的栅格里，当需要调用信息时，再向内存发出请求，这些请求都带有内存地址的信息，以此来定位数据在内存栅格内的位置。
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。
广义的内存分为随机存储器（RAM，RANDOM ACCESS MEMORY）和只读存储器（ROM，READ ONLY MEMORY）。
一、 RAM
RAM是指通过指令可以随机的、个别的对各个存储单元进行访问的存储器，一般访问时间基本固定，而与存储单元地址无关。RAM的速度比较快，但其保存的信息需要电力支持，一旦丢失供电即数据消失，所以又叫易失性存储器，还有一种很有趣的叫法是"挥发性存储器"，当然这里"挥发"掉的是数据而不是物理上的芯片。
RAM又分动态存储器（DRAM，DYNAMIC RAM）和静态存储器（SRAM，STATIC RAM）。SRAM是利用双稳态触发器来保存信息的，只要不断电，信息是不会丢失的，所以谓之静态；DRAM利用MOS （金属氧化物半导体）电容存储电荷来储存信息，大家都知道，电容是会漏电的，所以必须通过不停的给电容充电来维持信息，这个充电的过程叫再生或刷新（REFRESH）。由于电容的充放电是需要相对较长的时间的，DRAM的速度要慢于SRAM。但SRAM免刷新的优点需要较复杂的电路支持，如一个典型的SRAM的存储单元需要六个晶体管（三极管）构成，而DRAM的一个存储单元最初需要三个晶体管和一个电容，后来经过改进，就只需要一个晶体管和一个电容了。由此可见，DRAM的成本、集成度、功耗等明显优于SRAM。
（一） DRAM
DRAM就是我们常说的内存，这显然就是狭义的内存概念了。后面我们说的内存也是这个狭义的概念--DRAM。常见的DRAM有许多规格，如 FPM DRAM 、EDO DRAM、BEDO DRAM、SDRAM、DDR SDRAM、SLDRAM、RDRAM、DIRECT RDRAM等。
1． FPM DRAM（FAST PAGE MODE DRAM，快速页模式DRAM）
传统的DRAM在存取一个BIT的数据时，必须送出行地址和列地址各一次才能读写数据。FRM DRAM对此做了改进，在触发了行地址后，如果 CPU需要的地址在同一行内，则可以连续输出列地址而不必再输出行地址了。由于一般的程序和数据在内存中排列的地址是连续的，这种情况下输出行地址后连续输出列地址就可以得到所需要的数据。因此FPM DRAM的设计可以提高内存的传输速率。在96年以前，在486时代和PENTIUM时代的初期，FPM DRAM被大量使用。
2． EDO DRAM（EXTENDED DATA OUT DRAM，扩充数据输出DRAM）
传统的DRAM和FPM DRAM 在存取每一BIT 数据时必须输出行地址和列地址并使其稳定一段时间，然后才能读写有效的数据。而下一个 BIT的地址必须等待这次读写操作完成才能输出。EDO DRAM对FPM DRAM 的改进主要是缩短等待输出地址的时间。EDO DRAM不必等待资料的读写操作是否完成，只要规定的有效时间一到就可以准备输出下一个地址，由此可以减小等待时间。从另一个角度说，EDO DRAM 在读写数据的同时进行下一地址的准备工作，提高了工作效率。后期的486系统开始支持EDO DRAM，到96年后期，EDO DRAM开始执行。
3． BEDO DRAM （BURST EDO DRAM ，突发式EDO DRAM）
BEDO DRAM是突发式的读取方式，也就是当一个数据地址被送出后，剩下的三个数据每一个都只需要一个周期就能读取。BEDO 的主要加强之处是在芯片上增加了一个地址计数器来追踪下一个地址。BEDO DRAM可以一次存取一批数据而EDO DRAM只能存取一组数据，所以BEDO DRAM比EDO DRAM更快。但BEDO DRAM 在内存市场上只是昙花一现，只有很少的主板支持（如VIA APOLLO VP2），很快就被DRAM替代了。
，内存基础知识
一、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
从一有计算机开始，就有了内存。内存物理实质就是一组或多组具备数据输入输出和数据存储功能的集成电路，内存只用于暂时存放程序和数据，一旦关闭电源或发生断电，其中的程序和数据就会丢失。我们平常所提到的计算机的内存指的是动态内存（即DRAM），动态内存中所谓的“动态”是指当我们将数据写入 DRAM后，经过一段时间数据会丢失，因此需要一个额外设电路进行内存刷新操作。具体的工作过程是这样的：一个DRAM的存储单元存储的是0还是1取决于电容是否有电荷，有电荷代表1，无电荷代表0。但时间一长，代表1的电容会放电，代表0的电容会吸收电荷，这就是数据丢失的原因；刷新操作定期对电容进行检查，若电量大于满电量的1／2，则认为其代表1，并把电容充满电；若电量小于1／2，则认为其代表0，并把电容放电，由此来保持数据的连续性。
每一个内存单元通过可以短暂存储电荷的电容组成，数据信息由无数个位（bit）组成，每一个位只有两种状态：0和1，内存将这些位的数据存储在内存单元组成的栅格里。当处理器进行运算时，通过前端总线和内存之间的通道将一些需要信息的存储到内存里的栅格里，当需要调用信息时，再向内存发出请求，这些请求都带有内存地址的信息，以此来定位数据在内存栅格内的位置。
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。
广义的内存分为随机存储器（RAM，RANDOM ACCESS MEMORY）和只读存储器（ROM，READ ONLY MEMORY）。
一、 RAM
RAM是指通过指令可以随机的、个别的对各个存储单元进行访问的存储器，一般访问时间基本固定，而与存储单元地址无关。RAM的速度比较快，但其保存的信息需要电力支持，一旦丢失供电即数据消失，所以又叫易失性存储器，还有一种很有趣的叫法是"挥发性存储器"，当然这里"挥发"掉的是数据而不是物理上的芯片。
RAM又分动态存储器（DRAM，DYNAMIC RAM）和静态存储器（SRAM，STATIC RAM）。SRAM是利用双稳态触发器来保存信息的，只要不断电，信息是不会丢失的，所以谓之静态；DRAM利用MOS （金属氧化物半导体）电容存储电荷来储存信息，大家都知道，电容是会漏电的，所以必须通过不停的给电容充电来维持信息，这个充电的过程叫再生或刷新（REFRESH）。由于电容的充放电是需要相对较长的时间的，DRAM的速度要慢于SRAM。但SRAM免刷新的优点需要较复杂的电路支持，如一个典型的SRAM的存储单元需要六个晶体管（三极管）构成，而DRAM的一个存储单元最初需要三个晶体管和一个电容，后来经过改进，就只需要一个晶体管和一个电容了。由此可见，DRAM的成本、集成度、功耗等明显优于SRAM。
（一） DRAM
DRAM就是我们常说的内存，这显然就是狭义的内存概念了。后面我们说的内存也是这个狭义的概念--DRAM。常见的DRAM有许多规格，如 FPM DRAM 、EDO DRAM、BEDO DRAM、SDRAM、DDR SDRAM、SLDRAM、RDRAM、DIRECT RDRAM等。
1． FPM DRAM（FAST PAGE MODE DRAM，快速页模式DRAM）
传统的DRAM在存取一个BIT的数据时，必须送出行地址和列地址各一次才能读写数据。FRM DRAM对此做了改进，在触发了行地址后，如果 CPU需要的地址在同一行内，则可以连续输出列地址而不必再输出行地址了。由于一般的程序和数据在内存中排列的地址是连续的，这种情况下输出行地址后连续输出列地址就可以得到所需要的数据。因此FPM DRAM的设计可以提高内存的传输速率。在96年以前，在486时代和PENTIUM时代的初期，FPM DRAM被大量使用。
2． EDO DRAM（EXTENDED DATA OUT DRAM，扩充数据输出DRAM）
传统的DRAM和FPM DRAM 在存取每一BIT 数据时必须输出行地址和列地址并使其稳定一段时间，然后才能读写有效的数据。而下一个 BIT的地址必须等待这次读写操作完成才能输出。EDO DRAM对FPM DRAM 的改进主要是缩短等待输出地址的时间。EDO DRAM不必等待资料的读写操作是否完成，只要规定的有效时间一到就可以准备输出下一个地址，由此可以减小等待时间。从另一个角度说，EDO DRAM 在读写数据的同时进行下一地址的准备工作，提高了工作效率。后期的486系统开始支持EDO DRAM，到96年后期，EDO DRAM开始执行。
3． BEDO DRAM （BURST EDO DRAM ，突发式EDO DRAM）
BEDO DRAM是突发式的读取方式，也就是当一个数据地址被送出后，剩下的三个数据每一个都只需要一个周期就能读取。BEDO 的主要加强之处是在芯片上增加了一个地址计数器来追踪下一个地址。BEDO DRAM可以一次存取一批数据而EDO DRAM只能存取一组数据，所以BEDO DRAM比EDO DRAM更快。但BEDO DRAM 在内存市场上只是昙花一现，只有很少的主板支持（如VIA APOLLO VP2），很快就被DRAM替代了。
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