記憶體(內部存儲器):硬體介紹,分類,各種記憶體,擴充記憶體,擴展記憶體,高端記憶

記憶體是計算機中重要的部件之一，它是與CPU進行溝通的橋樑。計算機中所有程式的運行都是在記憶體中進行的，因此記憶體的性能對計算機的影響非常大。記憶體(Memory)也被稱為記憶體儲器和主存儲器，其作用是用於暫時存放CPU中的運算數據，以及與硬碟等外部存儲器交換的數據。只要計算機在運行中，CPU就會把需要運算的數據調到記憶體中進行運算，當運算完成後CPU再將結果傳送出來，記憶體的運行也決定了計算機的穩定運行。記憶體是由記憶體晶片、電路板、金手指等部分組成的。

基本介紹

中文名：記憶體
外文名：Memory
所屬：計算機
別稱：記憶體儲器

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硬體介紹

在計算機的組成結構中，有一個很重要的部分，就是存儲器。存儲器是用來存儲程式和數據的部件，對於計算機來說，有了存儲器，才有記憶功能，才能保證正常工作。存儲器的種類很多，按其用途可分為主存儲器和輔助存儲器，主存儲器又稱記憶體儲器（簡稱記憶體，港台稱之為記憶體）。

記憶體又稱主存，是CPU能直接定址的存儲空間，由半導體器件製成。記憶體的特點是存取速率快。記憶體是電腦中的主要部件，它是相對於外存而言的。我們平常使用的程式，如Windows作業系統、打字軟體、遊戲軟體等，一般都是安裝在硬碟等外存上的，但僅此是不能使用其功能的，必須把它們調入記憶體中運行，才能真正使用其功能，我們平時輸入一段文字，或玩一個遊戲，其實都是在記憶體中進行的。就好比在一個書房裡，存放書籍的書架和書櫃相當於電腦的外存，而我們工作的辦公桌就是記憶體。通常我們把要永久保存的、大量的數據存儲在外存上，而把一些臨時的或少量的數據和程式放在記憶體上，當然記憶體的好壞會直接影響電腦的運行速度。

記憶體就是暫時存儲程式以及數據的地方，比如當我們在使用WPS處理文稿時，當你在鍵盤上敲入字元時，它就被存入記憶體中，當你選擇存檔時，記憶體中的數據才會被存入硬（磁）盤。在進一步理解它之前，還應認識一下它的物理概念。

記憶體一般採用半導體存儲單元，包括隨機存儲器（RAM），唯讀存儲器（ROM），以及高速快取（CACHE）。只不過因為RAM是其中最重要的存儲器。（synchronous）SDRAM同步動態隨機存取存儲器：SDRAM為168腳，這是目前PENTIUM及以上機型使用的記憶體。SDRAM將CPU與RAM通過一個相同的時鐘鎖在一起，使CPU和RAM能夠共享一個時鐘周期，以相同的速度同步工作，每一個時鐘脈衝的上升沿便開始傳遞數據，速度比EDO記憶體提高50%。DDR（DOUBLE DATA RATE）RAM ：SDRAM的更新換代產品，他允許在時鐘脈衝的上升沿和下降沿傳輸數據，這樣不需要提高時鐘的頻率就能加倍提高SDRAM的速度。

●唯讀存儲器（ROM）

ROM表示唯讀存儲器（Read Only Memory），在製造ROM的時候，信息（數據或程式）就被存入並永久保存。這些信息只能讀出，一般不能寫入，即使機器停電，這些數據也不會丟失。ROM一般用於存放計算機的基本程式和數據，如BIOS ROM。其物理外形一般是雙列直插式（DIP）的集成塊。

●隨機存儲器（RAM）

隨機存儲器（Random Access Memory）表示既可以從中讀取數據，也可以寫入數據。當機器電源關閉時，存於其中的數據就會丟失。我們通常購買或升級的記憶體條就是用作電腦的記憶體，記憶體條（SIMM）就是將RAM集成塊集中在一起的一小塊電路板，它插在計算機中的記憶體插槽上，以減少RAM集成塊占用的空間。目前市場上常見的記憶體條有1G/條，2G/條，4G/條等。

●高速緩衝存儲器（Cache）

Cache也是我們經常遇到的概念，也就是平常看到的一級快取(L1 Cache）、二級快取(L2 Cache）、三級快取(L3 Cache）這些數據，它位於CPU與記憶體之間，是一個讀寫速度比記憶體更快的存儲器。當CPU向記憶體中寫入或讀出數據時，這個數據也被存儲進高速緩衝存儲器中。當CPU再次需要這些數據時，CPU就從高速緩衝存儲器讀取數據，而不是訪問較慢的記憶體，當然，如需要的數據在Cache中沒有，CPU會再去讀取記憶體中的數據。

●物理存儲器和地址空間

物理存儲器和存儲地址空間是兩個不同的概念。但是由於這兩者有十分密切的關係，而且兩者都用B、KB、MB、GB來度量其容量大小，因此容易產生認識上的混淆。初學者弄清這兩個不同的概念，有助於進一步認識記憶體儲器和用好記憶體儲器。

物理存儲器是指實際存在的具體存儲器晶片。如主機板上裝插的記憶體條和裝載有系統的BIOS的ROM晶片，顯示卡上的顯示RAM晶片和裝載顯示BIOS的ROM晶片，以及各種適配卡上的RAM晶片和ROM晶片都是物理存儲器。

存儲地址空間是指對存儲器編碼（編碼地址）的範圍。所謂編碼就是對每一個物理存儲單元（一個位元組）分配一個號碼，通常叫作“編址”。分配一個號碼給一個存儲單元的目的是為了便於找到它，完成數據的讀寫，這就是所謂的“定址”（所以，有人也把地址空間稱為定址空間）。

地址空間的大小和物理存儲器的大小並不一定相等。舉個例子來說明這個問題：某層樓共有17個房間，其編號為801～817。這17個房間是物理的，而其地址空間採用了三位編碼，其範圍是800～899共100個地址，可見地址空間是大於實際房間數量的。

對於386以上檔次的微機，其地址匯流排為32位，因此地址空間可達2的32次方，即4GB。（雖然如此，但是我們一般使用的一些作業系統例如windows xp、卻最多只能識別或者使用3.25G的記憶體，64位的作業系統能識別並使用4G和4G以上的的記憶體，

好了，現在可以解釋為什麼會產生諸如：常規記憶體、保留記憶體、上位記憶體、高端記憶體、擴充記憶體和擴展記憶體等不同記憶體類型。

分類

各種記憶體

這裡需要明確的是，我們討論的不同記憶體的概念是建立在定址空間上的。IBM推出的第一台PC機採用的CPU是8088晶片，它只有20根地址線，也就是說，它的地址空間是1MB。

PC機的設計師將1MB中的低端640KB用作RAM，供DOS及應用程式使用，高端的384KB則保留給ROM、視頻適配卡等系統使用。從此，這個界限便被確定了下來並且沿用至今。低端的640KB就被稱為常規記憶體即PC機的基本RAM區。保留記憶體中的低128KB是顯示緩衝區，高64KB是系統BIOS（基本輸入/輸出系統）空間，其餘192KB空間留用。從對應的物理存儲器來看，基本記憶體區只使用了512KB晶片，占用0000至7FFFF這512KB地址。顯示記憶體區雖有128KB空間，但對單色顯示器（MDA卡）只需4KB就足夠了，因此只安裝4KB的物理存儲器晶片，占用了B0000至B0FFF這4KB的空間，如果使用彩色顯示器（CGA卡）需要安裝16KB的物理存儲器，占用B8000至BBFFF這16KB的空間，可見實際使用的地址範圍都小於允許使用的地址空間。

在當時（1980年末至1981年初）這么“大”容量的記憶體對PC機使用者來說似乎已經足夠了，但是隨著程式的不斷增大，圖象和聲音的不斷豐富，以及能訪問更大記憶體空間的新型CPU相繼出現，最初的PC機和MS－DOS設計的局限性變得越來越明顯。

擴充記憶體

到1984年，即286被普遍接受不久，人們越來越認識到640KB的限制已成為大型程式的障礙，這時，Intel和Lotus，這兩家硬、軟體的傑出代表，聯手制定了一個由硬體和軟體相結合的方案，此方法使所有PC機存取640KB以上RAM成為可能。而Microsoft剛推出Windows不久，對記憶體空間的要求也很高，因此它也及時加入了該行列。

在1985年初，Lotus、Intel和Microsoft三家共同定義了LIM－EMS，即擴充記憶體規範，通常稱EMS為擴充記憶體。當時，EMS需要一個安裝在I/O槽口的記憶體擴充卡和一個稱為EMS的擴充記憶體管理程式方可使用。但是I/O插槽的地址線只有24位（ISA匯流排），這對於386以上檔次的32位機是不能適應的。所以，現在已很少使用記憶體擴充卡。現在微機中的擴充記憶體通常是用軟體如DOS中的EMM386把擴展記憶體模擬或擴充記憶體來使用。所以，擴充記憶體和擴展記憶體的區別並不在於其物理存儲器的位置，而在於使用什麼方法來讀寫它。下面將作進一步介紹。

前面已經說過擴充存儲器也可以由擴展存儲器模擬轉換而成。EMS的原理和XMS不同，它採用了頁幀方式。頁幀是在1MB空間中指定一塊64KB空間（通常在保留記憶體區內，但其物理存儲器來自擴展存儲器），分為4頁，每頁16KB。EMS存儲器也按16KB分頁，每次可交換4頁內容，以此方式可訪問全部EMS存儲器。符合EMS的驅動程式很多，常用的有EMM386.EXE、QEMM、TurboEMS、386MAX等。DOS和Windows中都提供了EMM386.EXE。

擴展記憶體

我們知道，286有24位地址線，它可定址16MB的地址空間，而386有32位地址線，它可定址高達4GB的地址空間，為了區別起見，我們把1MB以上的地址空間稱為擴展記憶體XMS（eXtend memory）。

在386以上檔次的微機中，有兩種存儲器工作方式，一種稱為實地址方式或實方式，另一種稱為保護方式。在實方式下，物理地址仍使用20位，所以最大定址空間為1MB，以便與8086兼容。保護方式採用32位物理地址，定址範圍可達4GB。DOS系統在實方式下工作，它管理的記憶體空間仍為1MB，因此它不能直接使用擴展存儲器。為此，Lotus、Intel、AST及Microsoft公司建立了MS－DOS下擴展記憶體的使用標準，即擴展記憶體規範XMS。我們常在Config.sys檔案中看到的Himem.sys就是管理擴展記憶體的驅動程式。

擴展記憶體管理規範的出現遲於擴充記憶體管理規範。

高端記憶體區

在實方式下，記憶體單元的地址可記為：

段地址：段內偏移

通常用十六進制寫為XXXX：XXXX。實際的物理地址由段地址左移4位再和段內偏移相加而成。若地址各位均為1時，即為FFFF：FFFF。其實際物理地址為：FFF0+FFFF=10FFEF，約為1088KB（少16位元組），這已超過1MB範圍進入擴展記憶體了。這個進入擴展記憶體的區域約為64KB，是1MB以上空間的第一個64KB。我們把它稱為高端記憶體區HMA（High Memory Area）。HMA的物理存儲器是由擴展存儲器取得的。因此要使用HMA，必須要有物理的擴展存儲器存在。此外HMA的建立和使用還需要XMS驅動程式HIMEM.SYS的支持，因此只有裝入了HIMEM.SYS之後才能使用HMA。

上位記憶體

為了解釋上位記憶體的概念，我們還得回過頭看看保留記憶體區。保留記憶體區是指640KB～1024KB（共384KB）區域。這部分區域在PC誕生之初就明確是保留給系統使用的，用戶程式無法插足。但這部分空間並沒有充分使用，因此大家都想對剩餘的部分打主意，分一塊地址空間（注意：是地址空間，而不是物理存儲器）來使用。於是就得到了又一塊記憶體區域UMB。

UMB（Upper Memory Blocks）稱為上位記憶體或上位記憶體塊。它是由擠占保留記憶體中剩餘未用的空間而產生的，它的物理存儲器仍然取自物理的擴展存儲器，它的管理驅動程式是EMS驅動程式。

影子記憶體

對於細心的讀者，可能還會發現一個問題：即是對於裝有1MB或1MB以上物理存儲器的機器，其640KB～1024KB這部分物理存儲器如何使用的問題。由於這部分地址空間已分配為系統使用，所以不能再重複使用。為了利用這部分物理存儲器，在某些386系統中，提供了一個重定位功能，即把這部分物理存儲器的地址重定位為1024KB～1408KB。這樣，這部分物理存儲器就變成了擴展存儲器，當然可以使用了。但這種重定位功能在當今高檔機器中不再使用，而把這部分物理存儲器保留作為Shadow存儲器。Shadow存儲器可以占據的地址空間與對應的ROM是相同的。Shadow由RAM組成，其速度大大高於ROM。當把ROM中的內容（各種BIOS程式）裝入相同地址的Shadow RAM中，就可以從RAM中訪問BIOS，而不必再訪問ROM。這樣將大大提高系統性能。因此在設定CMOS參數時，應將相應的Shadow區設為允許使用（Enabled）。

奇偶校驗

奇/偶校驗（ECC）是數據傳送時採用的一種校正數據錯誤的一種方式，分為奇校驗和偶校驗兩種。

如果是採用奇校驗，在傳送每一個位元組的時候另外附加一位作為校驗位，當原來數據序列中“1”的個數為奇數時，這個校驗位就是“0”，否則這個校驗位就是“1”，這樣就可以保證傳送數據滿足奇校驗的要求。在接收方收到數據時，將按照奇校驗的要求檢測數據中“1”的個數，如果是奇數，表示傳送正確，否則表示傳送錯誤。

同理偶校驗的過程和奇校驗的過程一樣，只是檢測數據中“1”的個數為偶數。

CL延遲

CL反應時間是衡定記憶體的另一個標誌。CL是CAS Latency的縮寫，指的是記憶體存取數據所需的延遲時間，簡單的說，就是記憶體接到CPU的指令後的反應速度。一般的參數值是2和3兩種。數字越小，代表反應所需的時間越短。在早期的PC133記憶體標準中，這個數值規定為3，而在Intel重新制訂的新規範中，強制要求CL的反應時間必須為2，這樣在一定程度上，對於記憶體廠商的晶片及PCB的組裝工藝要求相對較高，同時也保證了更優秀的品質。因此在選購品牌記憶體時，這是一個不可不察的因素。

還有另的詮釋：記憶體延遲基本上可以解釋成是系統進入數據進行存取操作就序狀態前等待記憶體回響的時間。打個形象的比喻，就像你在餐館裡用餐的過程一樣。你首先要點菜，然後就等待服務員給你上菜。同樣的道理，記憶體延遲時間設定的越短，電腦從記憶體中讀取數據的速度也就越快，進而電腦其他的性能也就越高。這條規則雙雙適用於基於英特爾以及AMD處理器的系統中。由於沒有比2-2-2-5更低的延遲，因此國際記憶體標準組織認為以現在的動態記憶體技術還無法實現0或者1的延遲。

通常情況下，我們用4個連著的阿拉伯數字來表示一個記憶體延遲，例如2-2-2-5。其中，第一個數字最為重要，它表示的是CAS Latency，也就是記憶體存取數據所需的延遲時間。第二個數字表示的是RAS-CAS延遲，接下來的兩個數字分別表示的是RAS預充電時間和Act-to-Precharge延遲。而第四個數字一般而言是它們中間最大的一個。

總結

經過上面分析，記憶體儲器的劃分可歸納如下：

●基本記憶體占據0～640KB地址空間。

●保留記憶體占據640KB～1024KB地址空間。分配給顯示緩衝存儲器、各適配卡上的ROM和系統ROM BIOS，剩餘空間可作上位記憶體UMB。UMB的物理存儲器取自物理擴展存儲器。此範圍的物理RAM可作為Shadow RAM使用。

●上位記憶體（UMB）利用保留記憶體中未分配使用的地址空間建立，其物理存儲器由物理擴展存儲器取得。UMB由EMS管理，其大小可由EMS驅動程式設定。

●高端記憶體（HMA）擴展記憶體中的第一個64KB區域（1024KB～1088KB）。由HIMEM.SYS建立和管理。

●XMS記憶體符合XMS規範管理的擴展記憶體區。其驅動程式為HIMEM.SYS。

●EMS記憶體符合EMS規範管理的擴充記憶體區。其驅動程式為EMM386.EXE等。

記憶體：隨機存儲器（RAM），主要存儲正在運行的程式和要處理的數據。

頻率

記憶體主頻和CPU主頻一樣，習慣上被用來表示記憶體的速度，它代表著該記憶體所能達到的最高工作頻率。記憶體主頻是以MHz（兆赫）為單位來計量的。記憶體主頻越高在一定程度上代表著記憶體所能達到的速度越快。記憶體主頻決定著該記憶體最高能在什麼樣的頻率正常工作。目前較為主流的記憶體頻率是800MHz的DDR2記憶體，以及一些記憶體頻率更高的DDR3記憶體。

大家知道，計算機系統的時鐘速度是以頻率來衡量的。晶體振盪器控制著時鐘速度，在石英晶片上加上電壓，其就以正弦波的形式震動起來，這一震動可以通過晶片的形變和大小記錄下來。晶體的震動以正弦調和變化的電流的形式表現出來，這一變化的電流就是時鐘信號。而記憶體本身並不具備晶體振盪器，因此記憶體工作時的時鐘信號是由主機板晶片組的北橋或直接由主機板的時鐘發生器提供的，也就是說記憶體無法決定自身的工作頻率，其實際工作頻率是由主機板來決定的。

DDR記憶體和DDR2記憶體的頻率可以用工作頻率和等效頻率兩種方式表示，工作頻率是記憶體顆粒實際的工作頻率，但是由於DDR記憶體可以在脈衝的上升和下降沿都傳輸數據，因此傳輸數據的等效頻率是工作頻率的兩倍；而DDR2記憶體每個時鐘能夠以四倍於工作頻率的速度讀/寫數據，因此傳輸數據的等效頻率是工作頻率的四倍。例如DDR 200/266/333/400的工作頻率分別是100/133/166/200MHz，而等效頻率分別是200/266/333/400MHz；DDR2 400/533/667/800的工作頻率分別是100/133/166/200MHz，而等效頻率分別是400/533/667/800MHz。

發展

在計算機誕生初期並不存在記憶體條的概念，最早的記憶體是以磁芯的形式排列線上路上，每個磁芯與電晶體組成的一個雙穩態電路作為一比特（BIT）的存儲器，每一比特都要有玉米粒大小，可以想像一間的機房只能裝下不超過百k位元組左右的容量。後來才出線現了焊接在主機板上集成記憶體晶片，以記憶體晶片的形式為計算機的運算提供直接支持。那時的記憶體晶片容量都特別小，最常見的莫過於256K×1bit、1M×4bit，雖然如此，但這相對於那時的運算任務來說卻已經綽綽有餘了。

記憶體條

記憶體晶片的狀態一直沿用到286初期，鑒於它存在著無法拆卸更換的弊病，這對於計算機的發展造成了現實的阻礙。有鑒於此，記憶體條便應運而生了。將記憶體晶片焊接到事先設計好的印刷線路板上，而電腦主機板上也改用記憶體插槽。這樣就把記憶體難以安裝和更換的問題徹底解決了。

在80286主機板發布之前，記憶體並沒有被世人所重視，這個時候的記憶體是直接固化在主機板上，而且容量只有64 ～256KB，對於當時PC所運行的工作程式來說，這種記憶體的性能以及容量足以滿足當時軟體程式的處理需要。不過隨著軟體程式和新一代80286硬體平台的出現，程式和硬體對記憶體性能提出了更高要求，為了提高速度並擴大容量，記憶體必須以獨立的封裝形式出現，因而誕生了“記憶體條”概念。

在80286主機板剛推出的時候，記憶體條採用了SIMM（Single In-lineMemory Modules，單邊接觸記憶體模組）接口，容量為30pin、256kb，必須是由8 片數據位和1 片校驗位組成1 個bank，正因如此，我們見到的30pin SIMM一般是四條一起使用。自1982年PC進入民用市場一直到現在，搭配80286處理器的30pin SIMM記憶體是記憶體領域的開山鼻祖。

隨後，在1988 ～1990 年當中，PC 技術迎來另一個發展高峰，也就是386和486時代，此時CPU 已經向16bit 發展，所以30pin SIMM記憶體再也無法滿足需求，其較低的記憶體頻寬已經成為急待解決的瓶頸，所以此時72pin SIMM 記憶體出現了，72pin SIMM支持32bit快速頁模式記憶體，記憶體頻寬得以大幅度提升。72pin SIMM記憶體單條容量一般為512KB ～2MB，而且僅要求兩條同時使用，由於其與30pin SIMM 記憶體無法兼容，因此這個時候PC業界毅然將30pin SIMM 記憶體淘汰出局了。

EDO DRAM（Extended Date Out RAM 外擴充數據模式存儲器）記憶體，這是1991 年到1995 年之間盛行的記憶體條，EDO DRAM同FPM DRAM（Fast Page Mode RAM 快速頁面模式存儲器）極其相似，它取消了擴展數據輸出記憶體與傳輸記憶體兩個存儲周期之間的時間間隔，在把數據傳送給CPU的同時去訪問下一個頁面，故而速度要比普通DRAM快15~30%。工作電壓為一般為5V，頻寬32bit，速度在40ns以上，其主要套用在當時的486及早期的Pentium電腦上。

在1991 年到1995 年中，讓我們看到一個尷尬的情況，那就是這幾年記憶體技術發展比較緩慢，幾乎停滯不前，所以我們看到此時EDO DRAM有72 pin和168 pin並存的情況，事實上EDO記憶體也屬於72pin SIMM 記憶體的範疇，不過它採用了全新的定址方式。EDO 在成本和容量上有所突破，憑藉著製作工藝的飛速發展，此時單條EDO記憶體的容量已經達到4 ～16MB。由於Pentium及更高級別的CPU數據匯流排寬度都是64bit甚至更高，所以EDO DRAM與FPM DRAM都必須成對使用。

SDRAM

自Intel Celeron系列以及AMD K6處理器以及相關的主機板晶片組推出後，EDO DRAM記憶體性能再也無法滿足需要了，記憶體技術必須徹底得到個革新才能滿足新一代CPU架構的需求，此時記憶體開始進入比較經典的SDRAM時代。

第一代SDRAM記憶體為PC66 規範，但很快由於Intel 和AMD的頻率之爭將CPU外頻提升到了100MHz，所以PC66記憶體很快就被PC100記憶體取代，接著133MHz 外頻的PIII以及K7時代的來臨，PC133規範也以相同的方式進一步提升SDRAM 的整體性能，頻寬提高到1GB/sec以上。由於SDRAM 的頻寬為64bit，正好對應CPU 的64bit 數據匯流排寬度，因此它只需要一條記憶體便可工作，便捷性進一步提高。在性能方面，由於其輸入輸出信號保持與系統外頻同步，因此速度明顯超越EDO 記憶體。

不可否認的是，SDRAM記憶體由早期的66MHz，發展後來的100MHz、133MHz，儘管沒能徹底解決記憶體頻寬的瓶頸問題，但此時CPU超頻已經成為DIY用戶永恆的話題，所以不少用戶將品牌好的PC100品牌記憶體超頻到133MHz使用以獲得CPU超頻成功，值得一提的是，為了方便一些超頻用戶需求，市場上出現了一些PC150、PC166規範的記憶體。

儘管SDRAM PC133記憶體的頻寬可提高頻寬到1064MB/S，加上Intel已經開始著手最新的Pentium 4計畫，所以SDRAM PC133記憶體不能滿足日後的發展需求，此時，Intel為了達到獨占市場的目的，與Rambus聯合在PC市場推廣Rambus DRAM記憶體（稱為RDRAM記憶體）。與SDRAM不同的是，其採用了新一代高速簡單記憶體架構，基於一種類RISC(Reduced Instruction Set Computing，精簡指令集計算機）理論，這個理論可以減少數據的複雜性，使得整個系統性能得到提高。

在AMD與Intel的競爭中，這個時候是屬於頻率競備時代，所以這個時候CPU的主頻在不斷提升，Intel為了蓋過AMD，推出高頻PentiumⅢ以及Pentium 4 處理器，因此Rambus DRAM記憶體是被Intel看著是未來自己的競爭殺手鐧，Rambus DRAM記憶體以高時鐘頻率來簡化每個時鐘周期的數據量，因此記憶體頻寬相當出色，如PC 1066 1066 MHz 32 bits頻寬可達到4.2G Byte/sec，Rambus DRAM曾一度被認為是Pentium 4 的絕配。

儘管如此，Rambus RDRAM記憶體生不逢時，後來依然要被更高速度的DDR“掠奪”其寶座地位，在當時，PC600、PC700的Rambus RDRAM 記憶體因出現Intel820晶片組“失誤事件”、PC800 Rambus RDRAM因成本過高而讓Pentium 4平台高高在上，無法獲得大眾用戶擁戴，種種問題讓Rambus RDRAM胎死腹中，Rambus曾希望具有更高頻率的PC1066 規範RDRAM來力挽狂瀾，但最終也是拜倒在DDR 記憶體面前。

DDR時代

DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM）簡稱DDR，也就是“雙倍速率SDRAM”的意思。DDR可以說是SDRAM的升級版本，DDR在時鐘信號上升沿與下降沿各傳輸一次數據，這使得DDR的數據傳輸速度為傳統SDRAM的兩倍。由於僅多採用了下降緣信號，因此並不會造成能耗增加。至於定址與控制信號則與傳統SDRAM相同，僅在時鐘上升緣傳輸。

DDR記憶體是作為一種在性能與成本之間折中的解決方案，其目的是迅速建立起牢固的市場空間，繼而一步步在頻率上高歌猛進，最終彌補記憶體頻寬上的不足。第一代DDR200 規範並沒有得到普及，第二代PC266 DDR SRAM（133MHz時鐘×2倍數據傳輸=266MHz頻寬）是由PC133SDRAM記憶體所衍生出的，它將DDR 記憶體帶向第一個高潮，目前還有不少賽揚和AMD K7處理器都在採用DDR266規格的記憶體，其後來的DDR333記憶體也屬於一種過度，而DDR400記憶體成為目前的主流平台選配，雙通道DDR400記憶體已經成為800FSB處理器搭配的基本標準，隨後的DDR533 規範則成為超頻用戶的選擇對象。

DDR2時代

隨著CPU 性能不斷提高，我們對記憶體性能的要求也逐步升級。不可否認，緊緊依高頻率提升頻寬的DDR遲早會力不從心，因此JEDEC 組織很早就開始醞釀DDR2 標準，加上LGA775接口的915/925以及最新的945等新平台開始對DDR2記憶體的支持，所以DDR2記憶體將開始演義記憶體領域的今天。

DDR2 能夠在100MHz 的發信頻率基礎上提供每插腳最少400MB/s 的頻寬，而且其接口將運行於1.8V 電壓上，從而進一步降低發熱量，以便提高頻率。此外，DDR2 將融入CAS、OCD、ODT 等新性能指標和中斷指令，提升記憶體頻寬的利用率。從JEDEC組織者闡述的DDR2標準來看，針對PC等市場的DDR2記憶體將擁有400、533、667MHz等不同的時鐘頻率。高端的DDR2記憶體將擁有800、1000MHz兩種頻率。DDR-II記憶體將採用200-、220-、240-針腳的FBGA封裝形式。最初的DDR2記憶體將採用0.13微米的生產工藝，記憶體顆粒的電壓為1.8V，容量密度為512MB。

記憶體技術在2005年將會毫無懸念，SDRAM為代表的靜態記憶體在五年內不會普及。QBM與RDRAM記憶體也難以挽回頹勢，因此DDR與DDR2共存時代將是鐵定的事實。

PC-100的“接班人”除了PC一133以外，VCM(VirXual Channel Memory）也是很重要的一員。VCM即“虛擬通道存儲器”，這也是目前大多數較新的晶片組支持的一種記憶體標準，VCM記憶體主要根據由NEC公司開發的一種“快取式DRAM”技術製造而成，它集成了“通道快取”，由高速暫存器進行配置和控制。在實現高速數據傳輸的同時，VCM還維持著對傳統SDRAM的高度兼容性，所以通常也把VCM記憶體稱為VCM SDRAM。VCM與SDRAM的差別在於不論是否經過CPU處理的數據，都可先交於VCM進行處理，而普通的SDRAM就只能處理經CPU處理以後的數據，所以VCM要比SDRAM處理數據的速度快20%以上。目前可以支持VCM SDRAM的晶片組很多，包括：Intel的815E、VIA的694X等。

3．RDRAM

Intel在推出：PC-100後，由於技術的發展，PC-100記憶體的800MB/s頻寬已經不能滿足需求，而PC-133的頻寬提高並不大（1064MB/s），同樣不能滿足日後的發展需求。Intel為了達到獨占市場的目的，與Rambus公司聯合在PC市場推廣Rambus DRAM(DirectRambus DRAM）。

Rambus DRAM是：Rambus公司最早提出的一種記憶體規格，採用了新一代高速簡單記憶體架構，基於一種RISC(Reduced Instruction Set Computing，精簡指令集計算機）理論，從而可以減少數據的複雜性，使得整個系統性能得到提高。Rambus使用400MHz的16bit匯流排，在一個時鐘周期內，可以在上升沿和下降沿的同時傳輸數據，這樣它的實際速度就為400MHz×2=800MHz，理論頻寬為（16bit×2×400MHz/8）1.6GB/s，相當於PC-100的兩倍。另外，Rambus也可以儲存9bit位元組，額外的一比特是屬於保留比特，可能以後會作為：ECC(ErroI·Checking and Correction，錯誤檢查修正）校驗位。Rambus的時鐘可以高達400MHz，而且僅使用了30條銅線連線記憶體控制器和RIMM(Rambus In-line MemoryModules，Rambus內嵌式記憶體模組），減少銅線的長度和數量就可以降低數據傳輸中的電磁干擾，從而快速地提高記憶體的工作頻率。不過在高頻率下，其發出的熱量肯定會增加，因此第一款Rambus記憶體甚至需要自帶散熱風扇。

DDR3時代

DDR3相比起DDR2有更低的工作電壓，從DDR2的1.8V降落到1.5V，性能更好更為省電；DDR2的4bit預讀升級為8bit預讀。DDR3目前最高能夠達到2000Mhz的速度，儘管目前最為快速的DDR2記憶體速度已經提升到800Mhz/1066Mhz的速度，但是DDR3記憶體模組仍會從1066Mhz起跳。

一、DDR3在DDR2基礎上採用的新型設計：

1．8bit預取設計，而DDR2為4bit預取，這樣DRAM核心的頻率只有接口頻率的1/8，DDR3-800的核心工作頻率只有100MHz。

2．採用點對點的拓樸架構，以減輕地址/命令與控制匯流排的負擔。

3．採用100nm以下的生產工藝，將工作電壓從1.8V降至1.5V，增加異步重置（Reset）與ZQ校準功能。部分廠商已經推出1.35V的低壓版DDR3記憶體。

DDR4時代

記憶體廠商預計在2012年，DDR4時代將開啟，起步頻率降至1.2V，而頻率提升至2133MHz，次年進一步將電壓降至1.0V，頻率則實現2667MHz。

新一代的DDR4記憶體將會擁有兩種規格。根據多位半導體業界相關人員的介紹，DDR4記憶體將會是Single-endedSignaling( 傳統SE信號）方式DifferentialSignaling( 差分信號技術）方式並存。其中AMD公司的PhilHester先生也對此表示了確認。預計這兩個標準將會推出不同的晶片產品，因此在DDR4記憶體時代我們將會看到兩個互不兼容的記憶體產品。

其他記憶體

SRAM

SRAM（Static RAM）意為靜態隨機存儲器。SRAM數據不需要通過不斷地刷新來保存，因此速度比DRAM（動態隨機存儲器）快得多。但是SRAM具有的缺點是：同容量相比DRAM需要非常多的電晶體，發熱量也非常大。因此SRAM難以成為大容量的主存儲器，通常只用在CPU、GPU中作為快取，容量也只有幾十K至幾十M。

SRAM目前發展出的一個分支是eSRAM（Enhanced SRAM），為增強型SRAM，具備更大容量和更高運行速度。

RDRAM

RDRAM是由RAMBUS公司推出的記憶體。RDRAM記憶體條為16bit，但是相比同期的SDRAM具有更高的運行頻率，性能非常強。

然而它是一個非開放的技術，記憶體廠商需要向RAMBUS公司支付授權費。並且RAMBUS記憶體的另一大問題是不允許空通道的存在，必須成對使用，空閒的插槽必須使用終結器。因此，除了短壽的Intel i820和i850晶片組對其提供支持外，PC平台沒有支持RAMBUS記憶體的晶片組。

可以說，它是一個優秀的技術，但不是一個成功的商業產品。

XDR RAM

XDR記憶體是RDRAM的升級版。依舊由RAMBUS公司推出。XDR就是“eXtreme Data Rate”的縮寫。

XDR依舊存在RDRAM不能大面普及的那些不足之處。因此，XDR記憶體的套用依舊非常有限。比較常見的只有索尼的PS3遊戲機。

Fe-RAM

鐵電存儲器是一種在斷電時不會丟失內容的非易失存儲器，具有高速、高密度、低功耗和抗輻射等優點。由於數據是通過鐵元素的磁性進行存儲，因此，鐵電存儲器無需不斷刷新數據。其運行速度將會非常樂觀。而且它相比SRAM需要更少的電晶體。它被業界認為是SDRAM的最有可能的替代者。

MRAM

磁性存儲器。它和Fe-RAM具有相似性，依舊基於磁性物質來記錄數據。

OUM

相變存儲器。

奧弗辛斯基（Stanford Ovshinsky）在1968年發表了第一篇關於非晶體相變的論文，創立了非晶體半導體學。一年以後，他首次描述了基於相變理論的存儲器：材料由非晶體狀態變成晶體，再變回非晶體的過程中，其非晶體和晶體狀態呈現不同的反光特性和電阻特性，因此可以利用非晶態和晶態分別代表“0”和“1”來存儲數據。

容量

記憶體容量同硬碟、軟碟等存儲器容量單位都是相同的，它們的基本單位都是位元組（B），並且：

1024B=1KB=1024位元組=2^10位元組（^代表次方）

1024KB=1MB=1048576位元組=2^20位元組1024MB=1GB=1073741824位元組=2^30位元組

1024GB=1TB=1099511627776位元組=2^40位元組

1024TB=1PB=1125899906842624位元組=2^50位元組

1024PB=1EB=115 292150 4606846976位元組=2^60位元組

1024EB=1ZB=1180591620717411303424位元組=2^70位元組

1024ZB=1YB=1208925819614629174706176位元組=2^80位元組

大小

記憶體的種類和運行頻率會對性能有一定影響，不過相比之下，容量的影響更加大。在其他配置相同的條件下記憶體越大機器性能也就越高。記憶體的價格小幅走低，2011年前後，電腦記憶體的配置越來越大，一般都在1G以上，更有2G、4G、6G記憶體的電腦。

記憶體作為電腦中重要的配件之一，記憶體容量的大小確實能夠直接關係到整個系統的性能。因此，記憶體容量已經越來越受到消費者的關注。尤其在目前WIN7作業系統已經開始取代XP之時，對於最新的WIN7作業系統，多數消費者都認為大容量能讓其記憶體評分得到提升。

記憶體的工作原理。從功能上理解，我們可以將記憶體看作是記憶體控制器與CPU之間的橋樑，記憶體也就相當於“倉庫”。顯然，記憶體的容量決定“倉庫”的大小，而記憶體的速度決定“橋樑”的寬窄，兩者缺一不可，這也就是我們常常說道的“記憶體容量”與“記憶體速度”。

記憶體頻寬的計算方法並不複雜，大家可以遵循如下的計算公式：頻寬=匯流排寬度×匯流排頻率×一個時鐘周期內交換的數據包個數。很明顯，在這些乘數因子中，每個都會對最終的記憶體頻寬產生極大的影響。在PCMark Vantage測試中，可以看到2GB和4GB DDR3-1600記憶體性能比較接近，其中2GB記憶體僅在啟動一些辦公軟體時候比較落後，畢竟少了一半容量所以運行起來比較吃力。而在3DmarkVantage遊戲性能測試中，我們可以看出在Win7系統下，2GB和4GB記憶體的性能區別不是很大，成績非常接近。同時，在WIN7環境下，2GB記憶體與4GB記憶體差別很小，有些情況下甚至沒有差別，這時如果想提高記憶體性能，光想著升級容量意義並不是很大。

頻寬

何謂記憶體頻寬

從功能上理解，我們可以將記憶體看作是記憶體控制器（一般位於北橋晶片中）與CPU之間的橋樑或與倉庫。顯然，記憶體的容量決定“倉庫”的大小，而記憶體的頻寬決定“橋樑”的寬窄，兩者缺一不可，這也就是我們常常說道的“記憶體容量”與“記憶體速度”。除了記憶體容量與記憶體速度，延時周期也是決定其性能的關鍵。當CPU需要記憶體中的數據時，它會發出一個由記憶體控制器所執行的要求，記憶體控制器接著將要求傳送至記憶體，並在接收數據時向CPU報告整個周期（從CPU到記憶體控制器，記憶體再回到CPU）所需的時間。毫無疑問，縮短整個周期也是提高記憶體速度的關鍵，這就好比在橋樑上工作的警察，其指揮疏通能力也是決定通暢度的因素之一。更快速的記憶體技術對整體性能表現有重大的貢獻，但是提高記憶體頻寬只是解決方案的一部分，數據在CPU以及記憶體間傳送所花的時間通常比處理器執行功能所花的時間更長，為此緩衝區被廣泛套用。其實，所謂的緩衝器就是CPU中的一級快取與二級快取，它們是記憶體這座“大橋樑”與CPU之間的“小橋樑”。事實上，一級快取與二級快取採用的是SRAM，我們也可以將其寬泛地理解為“記憶體頻寬”，不過現在似乎更多地被解釋為“前端匯流排”，所以我們也只是簡單的提一下。事先預告一下，“前端匯流排”與“記憶體頻寬”之間有著密切的聯繫，我們將會在後面的測試中有更加深刻的認識。

頻寬重要性

記憶體頻寬為何會如此重要呢？在回答這一問題之前，我們先來簡單看一看系統工作的過程。基本上當CPU接收到指令後，它會最先向CPU中的一級快取（L1Cache）去尋找相關的數據，雖然一級快取是與CPU同頻運行的，但是由於容量較小，所以不可能每次都命中。這時CPU會繼續向下一級的二級快取（L2Cache）尋找，同樣的道理，當所需要的數據在二級快取中也沒有的話，會繼續轉向L3Cache（如果有的話，如K6-2+和K6-3）、記憶體和硬碟。由於目前系統處理的數據量都是相當巨大的，因此幾乎每一步操作都得經過記憶體，這也是整個系統中工作最為頻繁的部件。如此一來，記憶體的性能就在一定程度上決定了這個系統的表現，這點在多媒體設計軟體和3D遊戲中表現得更為明顯。3D顯示卡的記憶體頻寬（或許稱為顯存頻寬更為合適）的重要性也是不言而喻的，甚至其作用比系統的記憶體頻寬更為明顯。大家知道，顯示卡在進行像素渲染時，都需要從顯存的不同緩衝區中讀寫數據。這些緩衝區中有的放置描述像素ARGB（阿爾法通道，紅，綠，藍）元素的顏色數據，有的放置像素Z值（用來描述像素的深度或者說可見性的數據）。顯然，一旦產生Z軸數據，顯存的負擔會立即陡然提升，在加上各種材質貼圖、深度複雜性渲染、3D特效.

提高記憶體頻寬

記憶體頻寬的計算方法並不複雜，大家可以遵循如下的計算公式：頻寬=匯流排寬度×匯流排頻率×一個時鐘周期內交換的數據包個數。很明顯，在這些乘數因子中，每個都會對最終的記憶體頻寬產生極大的影響。然而，如今在頻率上已經沒有太大文章可作，畢竟這受到製作工藝的限制，不可能在短時間內成倍提高。而匯流排寬度和數據包個數就大不相同了，簡單的改變會令記憶體頻寬突飛猛進。DDR技術就使我們感受到提高數據包個數的好處，它令記憶體頻寬瘋狂地提升一倍。當然，提高數據包個數的方法不僅僅局限於在記憶體上做文章，通過多個記憶體控制器並行工作同樣可以起到效果，這也就是如今熱門的雙通道DDR晶片組（如nForce2、I875/865等）。事實上，雙通道DDR記憶體控制器並不能算是新發明，因為早在RAMBUS時代，RDRAM就已經使用了類似技術，只不過當時RDRAM的匯流排寬度只有16Bit，無法與DDR的64Bit相提並論。記憶體技術發展到如今這一階段，四通道記憶體控制器的出現也只是時間問題，VIA的QBM技術以及SiS支持四通道RDRAM的晶片組，這些都是未來的發展方向。至於顯示卡方面，我們對其顯存頻寬更加敏感，這甚至也是很多廠商用來區分高低端產品的重要方面。同樣是使用DDR顯存的產品，128Bit寬度的產品會表現出遠遠勝過64Bit寬度的產品。當然提高顯存頻率也是一種解決方案，不過其效果並不明顯，而且會大幅度提高成本。值得注意的是，目前部分高端顯示卡甚至動用了DDRII技術，不過至少在目前看來，這項技術還為時過早。

識別記憶體頻寬

對於記憶體而言，辨別記憶體頻寬是一件相當簡單的事情，因為SDRAM、DDR、RDRAM這三種記憶體在外觀上有著很大的差別，大家通過下面這副圖就能清楚地認識到。唯一需要我們去辨認的便是不同頻率的DDR記憶體。目前主流DDR記憶體分為DDR266、DDR333以及DDR400，其中後三位數字代表工作頻率。通過記憶體條上的標識，自然可以很方便地識別出其規格。相對而言，顯示卡上顯存頻寬的識別就要困難一些。在這裡，我們應該抓住“顯存位寬”和“顯存頻率”兩個重要的技術指標。顯存位寬的計算方法是：單塊顯存顆粒位寬×顯存顆粒總數，而顯存頻率則是由"1000/顯存顆粒納秒數"來決定。一般來說，我們可以從顯存顆粒上一串編號的最後2兩位看出其納秒數，從中也就得知其顯存頻率。至於單塊顯存顆粒位寬，我們只能在網上查詢。HY、三星、EtronTech（鈺創）等都提供專用的顯存編號查詢網站，相當方便。如三星的顯存就可以到如下的地址下載，只要輸入相應的顯存顆粒編號即可。此外，使用RivaTuner也可以檢測顯示卡上顯存的總位寬，大家打開RivaTuner在MAIN選單即可看到。

選購方法

做工要精良

對於選擇記憶體來說，最重要的是穩定性和性能，而記憶體的做工水平直接會影響到性能、穩定以及超頻。

記憶體顆粒的好壞直接影響到記憶體的性能，可以說也是記憶體最重要的核心元件。所以大家在購買時，儘量選擇大廠生產出來的記憶體顆粒，一般常見的記憶體顆粒廠商有三星、現代、鎂光、南亞、茂矽等，它們都是經過完整的生產工序，因此在品質上都更有保障。而採用這些頂級大廠記憶體顆粒的記憶體條品質性能，必然會比其他雜牌記憶體顆粒的產品要高出許多。

記憶體PCB電路板的作用是連線記憶體晶片引腳與主機板信號線，因此其做工好壞直接關係著系統穩定性。目前主流記憶體PCB電路板層數一般是6層，這類電路板具有良好的電氣性能，可以有效禁止信號干擾。而更優秀的高規格記憶體往往配備了8層PCB電路板，以起到更好的效能。

SPD隱藏信息

SPD信息可以說非常重要，它能夠直觀反映出記憶體的性能及體制。它裡面存放著記憶體可以穩定工作的指標信息以及產品的生產，廠家等信息。不過，由於每個廠商都能對SPD進行隨意修改，因此很多雜牌記憶體廠商會將SPD參數進行修改或者直接COPY名牌產品的SPD，但是一旦上機用軟體檢測就會原形畢露。

因此，大家在購買記憶體以後，回去用常用的Everest、CPU-Z等軟體一查即可明白。不過需要注意的是，對於大品牌記憶體來說SPD參數是非常重要的，但是對於雜牌記憶體來說，SPD的信息並不值得完全相信。

假冒返修產品

目前有一些記憶體往往使用了不同品牌、型號的記憶體顆粒，大家一眼就可以看出區別。同時有些無孔不入的JS也會採用打磨記憶體顆粒的作假手段，然後再加印上新的編號參數。不過仔細觀察，就會發現打磨過後的晶片比較暗淡無光，有起毛的感覺，而且加印上的字跡模糊不清晰。這些一般都是假冒的記憶體產品，需要注意。

此外，大家還要觀察PCB電路板是否整潔，有無毛刺等等，金手指是否很明顯有經過插拔所留下的痕跡，如果有，則很有可能是返修記憶體產品（當然也不排除有廠家出廠前經過測試，不過比較少數）。需要提醒大家的是，返修和假冒記憶體無論多么便宜都不值得購買，因為其安全隱患十分嚴重。

故障修復

一、開機無顯示

由於記憶體條原因出現此類故障一般是因為記憶體條與主機板記憶體插槽接觸不良造成，只要用橡皮擦來回擦試其金手指部位即可解決問題（不要用酒精等清洗），還有就是記憶體損壞或主機板記憶體槽有問題也會造成此類故障。

由於記憶體條原因造成開機無顯示故障，主機揚聲器一般都會長時間蜂鳴（針對Award Bios而言）二、windows系統運行不穩定，經常產生非法錯誤

出現此類故障一般是由於記憶體晶片質量不良或軟體原因引起，如若確定是記憶體條原因只有更換一途。

三、windows註冊表經常無故損壞，提示要求用戶恢復

此類故障一般都是因為記憶體條質量不佳引起，很難予以修復，唯有更換一途。

四、windows經常自動進入安全模式

此類故障一般是由於主機板與記憶體條不兼容或記憶體條質量不佳引起，常見於PC133記憶體用於某些不支持PC133記憶體條的主機板上，可以嘗試在CMOS設定內降低記憶體讀取速度看能否解決問題，如若不行，那就只有更換記憶體條了。

五、隨機性當機

此類故障一般是由於採用了幾種不同晶片的記憶體條，由於各記憶體條速度不同產生一個時間差從而導致當機，對此可以在CMOS設定內降低記憶體速度予以解決，否則，唯有使用同型號記憶體。還有一種可能就是記憶體條與主機板不兼容，此類現象一般少見，另外也有可能是記憶體條與主機板接觸不良引起電腦隨機性當機，此類現象倒是比較常見。

六、記憶體加大後系統資源反而降低

此類現象一般是由於主機板與記憶體不兼容引起，常見於PC133記憶體條用於某些不支持PC133記憶體條的主機板上，即使系統重裝也不能解決問題。

七、windows啟動時，在載入高端記憶體檔案himem.sys時系統提示某些地址有問題

此問題一般是由於記憶體條的某些晶片損壞造成，解決方法可參見下面記憶體維修一法。

八、運行某些軟體時經常出現記憶體不足的提示

此現象一般是由於系統盤剩餘空間不足造成，可以刪除一些無用檔案，多留一些空間即可，一般保持在300M左右為宜。

九、從硬碟引導安裝windows進行到檢測磁碟空間時，系統提示記憶體不足

此類故障一般是由於用戶在config.sys檔案中加入了emm386.exe檔案，只要將其禁止掉即可解決問題。

十、安裝windows進行到系統配置時產生一個非法錯誤

此類故障一般是由於記憶體條損壞造成，可以按記憶體維修一法來解決，如若不行，那就只有更換記憶體條了。

十一、啟動windows時系統多次自動重新啟動

此類故障一般是由於記憶體條或電源質量有問題造成，當然，系統重新啟動還有可能是CPU散熱不良或其他人為故障造成，對此，唯有用排除法一步一步排除。

十二、記憶體維修一法

出現上面幾種故障後，倘若記憶體損壞或晶片質量不行，如條件不允許可以用烙鐵將記憶體一邊的各晶片卸下，看能否解決問題，如若不行再換卸另一邊的晶片，直到成功為止（如此焊工只怕要維修手機的人方可達到）。當然，有條件用示波器檢測那就事半功倍了），採用此法後，因為已將記憶體的一邊晶片卸下，所以記憶體只有一半可用，例如，64M還有32M可用，為此，對於小容量記憶體就沒有維修的必要了。

常見誤解

內部外存儲器

這種情況主要是發生在描述移動設備的內部集成的數據存放空間時。比如一台手機具備8G的數據存儲空間，不少人將其描述為“8G記憶體”，事實上，這種表述是錯誤的，因為所謂的“8G記憶體”是一個外存儲器。不能將“內部的外存儲器”簡稱為”記憶體，因為記憶體是一個特定的概念，為記憶體儲器的簡稱。

存儲卡的容量

存儲卡的容量不應當簡稱為“記憶體”，因其也是外存儲器。

記憶體