記憶體類型

記憶體類型

記憶體類型是指不同類型的記憶體傳輸類型各有差異,在傳輸率、工作頻率、工作方式、工作電壓等方面都有不同的各種類型記憶體。市場中主要有的記憶體類型有SDRAM、DDR SDRAM和RDRAM三種。

三種記憶體類型中DDR SDRAM記憶體占據了市場的主流,而SDRAM記憶體規格已不再發展,處於被淘汰的行列。RDRAM則始終未成為市場的主流,只有部分晶片組支持,而這些晶片組也逐漸退出了市場,RDRAM前景並不被看好。

基本介紹

  • 中文名:記憶體類型
  • 差異:不同類型的記憶體傳輸類型
  • 地方:傳輸率、工作頻率
  • 類型:FPM記憶體
類型,主要技術,筆記本記憶體,DDR2,定義,區別,採用新技術,記憶體儲器,

類型

FPM記憶體
FPM是Fast Page Mode(快頁模式)的簡稱,是較早的PC機 記憶體類型
普遍使用的記憶體,它每隔3個時鐘脈衝周期傳送一次數據。現在早就被淘汰掉了。
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EDO記憶體
EDO是Extended Data Out(擴展數據輸出)的簡稱,它取消了主機板與記憶體兩個存儲周期之間的時間間隔,每隔2個時鐘脈衝周期傳輸一次數據,大大地縮短了存取時間,使存取速度提高30%,達到60ns。EDO記憶體主要用於72線的SIMM記憶體條,以及採用EDO記憶體晶片的PCI顯示卡。這種記憶體流行在486以及早期的奔騰計算機系統中,它有72線和168線之分,採用5V工作電壓,頻寬32 bit,必須兩條或四條成對使用,可用於英特爾430FX/430VX甚至430TX晶片組主機板上。也已經被淘汰,只能在某些老爺機上見到。
SDRAM
SDRAM,即Synchronous DRAM(同步動態隨機存儲器),曾經是PC電腦上最為廣泛套用的一種記憶體類型,即便在今天SDRAM仍舊還在市場占有一席之地。既然是“同步動態隨機存儲器”,那就代表著它的工作速度是與系統匯流排速度同步的。SDRAM記憶體又分為PC66、PC100、PC133等不同規格,而規格後面的數字就代表著該記憶體最大所能正常工作系統匯流排速度,比如PC100,那就說明此記憶體可以在系統匯流排為100MHz的電腦中同步工作。與系統匯流排速度同步,也就是與系統時鐘同步,這樣就避免了不必要的等待周期,減少數據存儲時間。同步還使存儲控制器知道在哪一個時鐘脈衝期由數據請求使用,因此數據可在脈衝上升期便開始傳輸。SDRAM採用3.3伏工作電壓,168Pin的DIMM接口頻寬為64位。SDRAM不僅套用在記憶體上,在顯存上也較為常見。
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DDR SDRAM
嚴格地說,DDR應該叫DDR SDRAM,人們習慣稱為DDR,部分初學者也常看到DDR SDRAM,就認為是SDRAM。DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的縮寫,是雙倍速率同步動態隨機存儲器的意思。DDR記憶體是在SDRAM記憶體基礎上發展而來的,仍然沿用SDRAM生產體系,因此對於記憶體廠商而言,只需對製造普通SDRAM的設備稍加改進,即可實現DDR記憶體的生產,可有效的降低成本。SDRAM在一個時鐘周期內只傳輸一次數據,它是在時鐘的上升期進行數據傳輸;而DDR記憶體則是一個時鐘周期內傳輸兩次數據,它能夠在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次數據,因此稱為雙倍速率同步動態隨機存儲器。DDR記憶體可以在與SDRAM相同的匯流排頻率下達到更高的數據傳輸率。與SDRAM相比:DDR運用了更先進的同步電路,使指定地址、數據的輸送和輸出主要步驟既獨立執行,又保持與CPU完全同步;DDR使用了DLL(Delay Locked Loop,延時鎖定迴路提供一個數據濾波信號)技術,當數據有效時,存儲控制器可使用這個數據濾波信號來精確定位數據,每16次輸出一次,並重新同步來自不同存儲器模組的數據。DDL本質上不需要提高時鐘頻率就能加倍提高SDRAM的速度,它允許在時鐘脈衝的上升沿和下降沿讀出數據,因而其速度是標準SDRAM的兩倍。
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從外形體積上DDR與SDRAM相比差別並不大,他們具有同樣的尺寸和同樣的針腳距離。但DDR為184針腳,比SDRAM多出了16個針腳,主要包含了新的控制、時鐘、電源和接地等信號。DDR記憶體採用的是支持2.5V電壓的SSTL2標準,而不是SDRAM使用的3.3V電壓的LVTTL標準
RDRAM
RDRAM(Rambus DRAM)是美國的RAMBUS公司開發的一種記憶體。與DDR和SDRAM不同,它採用了串列的數據傳輸模式。在推出時,因為其徹底改變了記憶體的傳輸模式,無法保證與原有的製造工藝相兼容,而且記憶體廠商要生產RDRAM還必須要繳納一定專利費用,再加上其本身製造成本,就導致了RDRAM從一問世就高昂的價格讓普通用戶無法接受。而同時期的DDR則能以較低的價格,不錯的性能,逐漸成為主流,雖然RDRAM曾受到英特爾公司的大力支持,但始終沒有成為主流。RDRAM的數據存儲位寬是16位,遠低於DDR和SDRAM的64位。但在頻率方面則遠遠高於二者,可以達到400MHz乃至更高。同樣也是在一個時鐘周期內傳輸兩次數據,能夠在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次數據,記憶體頻寬能達到1.6Gbyte/s。
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普通的DRAM行緩衝器的信息在寫回存儲器後便不再保留,而RDRAM則具有繼續保持這一信息的特性,於是在進行存儲器訪問時,如行緩衝器中已經有目標數據,則可利用,因而實現了高速訪問。另外其可把數據集中起來以分組的形式傳送,所以只要最初用24個時鐘,以後便可每1時鐘讀出1個位元組。一次訪問所能讀出的數據長度可以達到256位元組。

主要技術

伺服器及小型機記憶體也是記憶體(RAM),它與普通PC(個人電腦)機記憶體在外觀和結構上沒有什麼明顯實質性的區別,主要是在記憶體上引入了一些新的特有的技術,如ECC、ChipKill、熱插拔技術等,具有極高的穩定性和糾錯性能。
記憶體主要技術:
(1)ECC
在普通的記憶體上,常常使用一種技術,即Parity,同位檢查碼(Parity check codes)被廣泛地使用在偵錯碼(error detectioncodes)上,它們增加一個檢查位給每個資料的字元(或位元組),並且能夠偵測到一個字元中所有奇(偶)同位的錯誤,但Parity有一個缺點,當計算機查到某個Byte有錯誤時,並不能確定錯誤在哪一個位,也就無法修正錯誤。基於上述情況,產生了一種新的記憶體糾錯技術,那就是ECC,ECC本身並不是一種記憶體型號,也不是一種記憶體專用技術,它是一種廣泛套用於各種領域的計算機指令中,是一種指令糾錯技術。ECC的英文全稱是“ Error Checking and Correcting”,對應的中文名稱就叫做“錯誤檢查和糾正”,從這個名稱我們就可以看出它的主要功能就是“發現並糾正錯誤”,它比奇偶校正技術更先進的方面主要在於它不僅能發現錯誤,而且能糾正這些錯誤,這些錯誤糾正之後計算機才能正確執行下面的任務,確保伺服器的正常運行。之所以說它並不是一種記憶體型號,那是因為並不是一種影響記憶體結構和存儲速度的技術,它可以套用到不同的記憶體類型之中,就象前講到的“奇偶校正”記憶體,它也不是一種記憶體,最開始套用這種技術的是EDO記憶體,SD也有套用,而ECC記憶體主要是從SD記憶體開始得到廣泛套用,而新的DDR、RDRAM也有相應的套用,主流的ECC記憶體其實是一種SD記憶體。
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(2)Chipkill
Chipkill技術是IBM公司為了解決伺服器記憶體中ECC技術的不足而開發的,是一種新的ECC記憶體保護標準。我們知道ECC記憶體只能同時檢測和糾正單一比特錯誤,但如果同時檢測出兩個以上比特的數據有錯誤,則一般無能為力。ECC技術之所以在伺服器記憶體中泛採用,一則是因為在這以前其它新的記憶體技術還不成熟,再則在伺服器中系統速度還是很高,在這種頻率上一般來說同時出現多比特錯誤的現象很少發生,正因為這樣才使得ECC技術得到了充分地認可和套用,使得ECC記憶體技術成為幾乎所有伺服器上的記憶體標準。
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但隨著基於Intel處理器架構的伺服器的CPU性能在以幾何級的倍數提高,而硬碟驅動器的性能同期只提高了少數的倍數,因此為了獲得足夠的性能,伺服器需要大量的記憶體來臨時保存CPU上需要讀取的數據,這樣大的數據訪問量就導致單一內
存晶片上每次訪問時通常要提供4(32位)或8(64位)位元組以上的數據,一次性讀取這么多數據,出現多位數據錯誤的可能性會大大地提高,而ECC又不能糾正雙比特以上的錯誤,這樣就很可能造成全部比特數據的丟失,系統就很快崩潰了。IBM的Chipkill技術是利用記憶體的子結構方法來解決這一難題。記憶體子系統的設計原理是這樣的,單一晶片,無論數據寬度是多少,只對於一個給定的ECC識別碼,它的影響最多為一比特。舉個例子來說明的就是,如果使用4比特寬的DRAM,4比特中的每一位的奇偶性將分別組成不同的ECC識別碼,這個ECC識別碼是用單獨一個數據位來保存的,也就是說保存在不同的記憶體空間地址。因此,即使整個記憶體晶片出了故障,每個ECC識別碼也將最多出現一比特壞數據,而這種情況完全可以通過ECC邏輯修復,從而保證記憶體子系統的容錯性,保證了伺服器在出現故障時,有強大的自我恢復能力。採用這種記憶體技術的記憶體可以同時檢查並修復4個錯誤數據位,伺服器的可靠性和穩定得到了更加充分的保障。
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(3)Register
Register即暫存器或目錄暫存器,在記憶體上的作用我們可以把它理解成書的目錄,有了它,當記憶體接到讀寫指令時,會先檢索此目錄,然後再進行讀寫操作,這將大大提高伺服器記憶體工作效率。帶有Register的記憶體一定帶Buffer(緩衝),並且能見到的Register記憶體也都具有ECC功能,其主要套用在中高端伺服器圖形工作站上,如IBM Netfinity 5000。
記憶體典型類型:伺服器及小型機常用的記憶體有SDRAM和DDR兩種記憶體。

筆記本記憶體

筆記本使用的記憶體,都是採用優質的元件和先進的工藝,擁有體積小、容量大、速度快、耗電低、散熱好等特性。對於一般的文字處理、上網辦公的需求,安裝Windows 98的作業系統,使用128MB記憶體就可以滿足需要了,如果安裝的是Windows 2000的作業系統,那么最好128MB+64MB擁有總計192MB以上的記憶體,如果運行的是Windows XP,那么256MB記憶體是必須的。由於筆記本的記憶體擴展槽很有限,因此單位容量大一些的記憶體會顯得比較重要。而且這樣做還有一點好處,就是單位容量大的記憶體在保證相同容量的時候,會有更小的發熱量,這對移動PC的穩定也是大有好處的。
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SDRAM記憶體:SDRAM的全稱是Synchronous Dynamic Random Access Memory(同步動態隨機存儲器),就象它的名字所表明的那樣,這種RAM可以使所有的輸入輸出信號保持與系統時鐘同步。由於SDRAM的頻寬為64Bit,因此它只需要一條記憶體就可以工作,數據傳輸速度比EDO記憶體至少快了25%。SDRAM包括PC66、PC100、PC133等幾種規格。DDR記憶體:顧名思義,Double Data Rate(雙倍數據傳輸)的SDRAM。隨著台式機DDR記憶體的推出,移動PC也使用DDR記憶體,目前有DDR266DDR333等規格。其實DDR的原理並不複雜,它讓原來一個脈衝讀取一次資料的SDRAM可以在一個脈衝之內讀取兩次資料,也就是脈衝的上升緣和下降緣通道都利用上,因此DDR本質上也就是SDRAM。而且相對於EDO和SDRAM,DDR記憶體更加省電(工作電壓僅為2.25V)、單條容量更加大(已經可以達到1GB)。
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DDR2

定義

DDR2
(Double Data Rate 2) SDRAM是由JEDEC(電子設備工程聯合委員會)進行開發的新生代記憶體技術標準,它與上一代DDR記憶體技術標準最大的不同就是,雖然同是採用了在時鐘的上升/下降延同時進行數據傳輸的基本方式,但DDR2記憶體卻擁有兩倍於上一代DDR記憶體預讀取能力(即:4bit數據讀預取)。換句話說,DDR2記憶體每個時鐘能夠以4倍外部匯流排的速度讀/寫數據,並且能夠以內部控制匯流排4倍的速度運行。
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此外,由於DDR2標準規定所有DDR2記憶體均採用FBGA封裝形式,散熱性,為DDR2記憶體的穩定工作與未來頻率的發展提供了堅實的基礎。回想起DDR的發展歷程,從第一代套用到個人電腦的DDR200經過DDR266、DDR333到今天的雙通道DDR400技術,第一代DDR的發展也走到了技術的極限,已經很難通過常規辦法提高記憶體的工作速度;隨著Intel最新處理器技術的發展,前端匯流排對記憶體頻寬的要求是越來越高,擁有更高更穩定運行頻率的DDR2記憶體將是大勢所趨。

區別

在了解DDR2記憶體諸多新技術前,先讓我們看一組DDR和DDR2技術對比的數據。
對比數據
1、延遲問題:
從上表可以看出,在同等核心頻率下,DDR2的實際工作頻率是DDR的兩倍。這得益於DDR2記憶體擁有兩倍於標準DDR記憶體的4BIT預讀取能力。換句話說,雖然DDR2和DDR一樣,都採用了在時鐘的上升延和下降延同時進行數據傳輸的基本方式,但DDR2擁有兩倍於DDR的預讀取系統命令數據的能力。也就是說,在同樣100MHz的工作頻率下,DDR的實際頻率為200MHz,而DDR2則可以達到400MHz。
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這樣也就出現了另一個問題:在同等工作頻率的DDR和DDR2記憶體中,後者的記憶體延時要慢於前者。舉例來說,DDR 200和DDR2-400具有相同的延遲,而後者具有高一倍的頻寬。實際上,DDR2-400和DDR 400具有相同的頻寬,它們都是3.2GB/s,但是DDR400的核心工作頻率是200MHz,而DDR2-400的核心工作頻率是100MHz,也就是說DDR2-400的延遲要高於DDR400。
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2、封裝和發熱量:
DDR2記憶體技術最大的突破點其實不在於用戶們所認為的兩倍於DDR的傳輸能力,而是在採用更低發熱量、更低功耗的情況下,DDR2可以獲得更快的頻率提升,突破標準DDR的400MHZ限制。DDR記憶體通常採用TSOP晶片封裝形式,這種封裝形式可以很好的工作在200MHz上,當頻率更高時,它過長的管腳就會產生很高的阻抗和寄生電容,這會影響它的穩定性和頻率提升的難度。這也就是DDR的核心頻率很難突破275MHZ的原因。而DDR2記憶體均採用FBGA封裝形式。不同於廣泛套用的TSOP封裝形式,FBGA封裝提供了更好的電氣性能與散熱性,為DDR2記憶體的穩定工作與未來頻率的發展提供了良好的保障。DDR2記憶體採用1.8V電壓,相對於DDR標準的2.5V,降低了不少,從而提供了明顯的更小的功耗與更小的發熱量,這一點的變化是意義重大的。

採用新技術

除了以上所說的區別外,DDR2還引入了三項新的技術,它們是OCD、ODT和
Post CAS。
OCD(Off-Chip Driver):也就是所謂的離線驅動調整,DDR II通過OCD可以提高信號的完整性。DDR II通過調整上拉(pull-up)/下拉(pull-down)的電阻值使兩者電壓相等。使用OCD通過減少DQ-DQS的傾斜來提高信號的完整性;通過控制電壓來提高信號品質。
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ODT:ODT是內建核心的終結電阻器。我們知道使用DDR SDRAM的主機板上面為了防止數據線終端反射信號需要大量的終結電阻。它大大增加了主機板的製造成本。實際上,不同的記憶體模組對終結電路的要求是不一樣的,終結電阻的大小決定了數據線的信號比和反射率,終結電阻小則數據線信號反射低但是信噪比也較低;終結電阻高,則數據線的信噪比高,但是信號反射也會增加。因此主機板上的終結電阻並不能非常好的匹配記憶體模組,還會在一定程度上影響信號品質。DDR2可以根據自已的特點內建合適的終結電阻,這樣可以保證最佳的信號波形。使用DDR2不但可以降低主機板成本
,還得到了最佳的信號品質,這是DDR不能比擬的。
Post CAS:它是為了提高DDR II記憶體的利用效率而設定的。在Post CAS操作中,CAS信號(讀寫/命令)能夠被插到RAS信號後面的一個時鐘周期,CAS命令可以在附加延遲(Additive Latency)後面保持有效。原來的tRCD(RAS到CAS和延遲)被AL(Additive Latency)所取代,AL可以在0,1,2,3,4中進行設定。由於CAS信號放在了RAS信號後面一個時鐘周期,因此ACT和CAS信號永遠也不會產生碰撞衝突。
總的來說,DDR2採用了諸多的新技術,改善了DDR的諸多不足,雖然它目前有成本高、延遲慢能諸多不足,但相信隨著技術的不斷提高和完善,這些問題終將得到解決。

記憶體儲器

●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。

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