雙通道記憶體技術

雙通道記憶體技術其實是一種記憶體控制和管理技術，它依賴於記憶體控制器發生作用，在理論上能夠使兩條同等規格記憶體所提供的頻寬增長一倍。它最早被套用於伺服器和工作站系統中，後來為了解決台式機日益窘迫的記憶體頻寬瓶頸問題它又走到了台式機主機板技術的前台。

基本介紹

• 中文名：雙通道記憶體技術
• 分類：記憶體控制和管理技術

簡單定義

雙通道，其實就是兩個記憶體控制器。什麼叫記憶體控制器呢？如果把CPU比如成工廠，記憶體比喻成倉庫，那么記憶體控制器就是倉庫管理員。單通道就是工廠到倉庫只有一個門，一個管理員，每次只能提一批貨。雙通道就是又蓋了一個倉庫，又多了一個管理員，同時給工廠提供原料，每次提供的原料多了一倍。

雙通道記憶體控制器

我們加大記憶體就等於加大倉庫，倉庫大了，備貨足，工廠不用老上外面買東西去，生產速度自然快。倉庫管理員多了一個，多了一個給工廠提供原料的出口，倉庫向工廠提供原料的速度加快，工廠自然也快了。大概就是這個道理。

技術支持

（1）對於Intel所有的CPU，和soket462架構的AMD K7產品，是否支持雙通道，主要看主機板或CPU有沒有兩個記憶體控制器

控制器示意圖

（2）AMD所有的K8，以及現在新出的754架構的閃龍，他們的系統記憶體控制器做到CPU裡面了，也就是說倉庫管理員的組織關係歸CPU管，所以，這個系統，是否支持雙通道，CPU說了算，跟主機板沒關係。例如所有754針腳的CPU都只能支持單通道，並不支持雙通道。所有939針腳的CPU都支持雙通道。

至於支持雙通道的主機板有哪些？我們常見的Intel的晶片組，848，865PE（沒有E不行）以上的，都會支持雙通道。其他VIA，以及SIS等的晶片組主機板，你應當在它產品信息裡面查到是否雙通道。如果是上面第二種情況，你只用考慮是買939的AMD，還是754的AMD就好了。

科學定義

雙通道記憶體技術其實是一種記憶體控制和管理技術，它依賴於晶片組的記憶體控制器發生作用，在理論上能夠使兩條同等規格記憶體所提供的頻寬增長一倍。它並不是什麼新技術，早就被套用於伺服器和工作站系統中了，只是為了解決台式機日益窘迫的記憶體頻寬瓶頸問題它才走到了台式機主機板技術的前台。在幾年前，英特爾公司曾經推出了支持雙通道記憶體傳輸技術的i820晶片組，它與RDRAM記憶體構成了一對黃金搭檔，所發揮出來的卓絕性能使其一時成為市場的最大亮點，但生產成本過高的缺陷卻造成了叫好不叫座的情況，最後被市場所淘汰。由於英特爾已經放棄了對RDRAM的支持，所以目前主流晶片組的雙通道記憶體技術均是指雙通道DDR記憶體技術，主流雙通道記憶體平台英特爾方面是英特爾 865/875系列，而AMD方面則是NVIDIA Nforce2系列。

解決問題

雙通道記憶體技術是解決CPU匯流排頻寬與記憶體頻寬的矛盾的低價、高性能的方案。現在CPU的FSB（前端匯流排頻率）越來越高，英特爾 Pentium 4比AMD Athlon XP對記憶體頻寬具有高得多的需求。英特爾 Pentium 4處理器與北橋晶片的數據傳輸採用QDR（Quad Data Rate，四次數據傳輸）技術，其FSB是外頻的4倍。英特爾 Pentium 4的FSB分別是400/533/800MHz，匯流排頻寬分別是3.2GB/sec，4.2GB/sec和6.4GB/sec，而DDR 266/DDR 333/DDR 400所能提供的記憶體頻寬分別是2.1GB/sec，2.7GB/sec和3.2GB/sec。在單通道記憶體模式下，DDR記憶體無法提供CPU所需要的數據頻寬從而成為系統的性能瓶頸。而在雙通道記憶體模式下，雙通道DDR 266/DDR 333/DDR 400所能提供的記憶體頻寬分別是4.2GB/sec，5.4GB/sec和6.4GB/sec，在這裡可以看到，雙通道DDR 400記憶體剛好可以滿足800MHz FSB Pentium 4處理器的頻寬需求。而對AMD Athlon XP平台而言，其處理器與北橋晶片的數據傳輸技術採用DDR（Double Data Rate，雙倍數據傳輸）技術，FSB是外頻的2倍，其對記憶體頻寬的需求遠遠低於英特爾 Pentium 4平台，其FSB分別為266/333/400MHz，匯流排頻寬分別是2.1GB/sec，2.7GB/sec和3.2GB/sec，使用單通道的DDR 266/DDR 333/DDR 400就能滿足其頻寬需求，所以在AMD K7平台上使用雙通道DDR記憶體技術，可說是收效不多，性能提高並不如英特爾平台那樣明顯，對性能影響最明顯的還是採用集成顯示晶片的整合型主機板。

樣式不同的雙通道控制器

相關產品

NVIDIA推出的nForce晶片組是第一個把DDR記憶體接口擴展為128-bit的晶片組，隨後英特爾在它的E7500伺服器主機板晶片組上也使用了這種雙通道DDR記憶體技術，SiS和VIA也紛紛回響，積極研發這項可使DDR記憶體頻寬成倍增長的技術。但是，由於種種原因，要實現這種雙通道DDR（128 bit的並行記憶體接口）傳輸對於眾多晶片組廠商來說絕非易事。DDR SDRAM記憶體和RDRAM記憶體完全不同，後者有著高延時的特性並且為串列傳輸方式，這些特性決定了設計一款支持雙通道RDRAM記憶體晶片組的難度和成本都不算太高。但DDR SDRAM記憶體卻有著自身局限性，它本身是低延時特性的，採用的是並行傳輸模式，還有最重要的一點：當DDR SDRAM工作頻率高於400MHz時，其信號波形往往會出現失真問題，這些都為設計一款支持雙通道DDR記憶體系統的晶片組帶來不小的難度，晶片組的製造成本也會相應地提高，這些因素都制約著這項記憶體控制技術的發展。

晶片

普通的單通道記憶體系統具有一個64位的記憶體控制器，而雙通道記憶體系統則有2個64位的記憶體控制器，在雙通道模式下具有128bit的記憶體位寬，從而在理論上把記憶體頻寬提高一倍。雖然雙64位記憶體體系所提供的頻寬等同於一個128位記憶體體系所提供的頻寬，但是二者所達到效果卻是不同的。雙通道體系包含了兩個獨立的、具備互補性的智慧型記憶體控制器，理論上來說，兩個記憶體控制器都能夠在彼此間零延遲的情況下同時運作。比如說兩個記憶體控制器，一個為A、另一個為B。當控制器B準備進行下一次存取記憶體的時候，控制器A就在讀/寫主記憶體，反之亦然。兩個記憶體控制器的這種互補“天性”可以讓等待時間縮減50%。雙通道DDR的兩個記憶體控制器在功能上是完全一樣的，並且兩個控制器的時序參數都是可以單獨編程設定的。這樣的靈活性可以讓用戶使用二條不同構造、容量、速度的DIMM記憶體條，此時雙通道DDR簡單地調整到最低的記憶體標準來實現128bit頻寬，允許不同密度/等待時間特性的DIMM記憶體條可以可靠地共同運作。

支持雙通道DDR記憶體技術的台式機晶片組，英特爾平台方面有英特爾的865P/865G/865GV/865PE/875P以及之後的915/925系列；VIA的PT880，ATI的Radeon 9100 IGP系列，SIS的SIIS 655，SIS 655FX和SIS 655TX；AMD平台方面則有VIA的KT880，NVIDIA的nForce2 Ultra 400，nForce2 IGP，nForce2 SPP及其以後的晶片。

原理

隨著前端匯流排為800MHz P4的推出，處理器對記憶體系統的頻寬要求越來越高，記憶體頻寬成為系統越來越大的瓶頸。記憶體廠商只要提高記憶體的運行頻率，就可以增加頻寬，但是由於受到電晶體本身的特性和製造技術的制約，記憶體頻率不可能無限制地提升，所以在全新的記憶體研發出來之前，雙通道記憶體技術就成了一種可以有效地提高記憶體頻寬的技術。它最大的優勢在於只要更改記憶體的控制方式，就可以在現有記憶體的基礎上帶來記憶體頻寬的提升。從理論指標來看，雙通道記憶體技術具有相當的優勢。雙通道DDR400的理論頻寬為64GB/s，和英特爾的前端匯流排為800MHz的P4處理器及i865、i875晶片組完全匹配。前端匯流排為800MHz的P4平台選用雙通道DDR400，與雙通道的記憶體控制和管理機制及高頻寬有很大關係。

雙通道記憶體技術

雙通道記憶體技術其實就是雙通道記憶體控制技術，它能有效地提高記憶體總頻寬，從而適應新的微處理器的數據傳輸、處理的需要。雙通道DDR有兩個64bit記憶體控制器，雙64bit記憶體體系所提供的頻寬等同於一個128bit記憶體體系所提供的頻寬。

雙通道體系包含了兩個獨立的、具備互補性的智慧型記憶體控制器，兩個記憶體控制器都能夠並行運作。例如，當控制器B準備進行下一次存取記憶體的時候，控制器A就在讀/寫主記憶體，反之亦然。兩個記憶體控制器的這種互補“天性”可以讓有效等待時間縮減50%，因此雙通道技術使記憶體的頻寬翻了一翻。它的技術核心在於：晶片組（北橋）可以在兩個不同的數據通道上分別定址、讀取數據，RAM可以達到128bit的頻寬。

發展

雙通道記憶體技術最初是從RAMBUS推出的RDRAM記憶體條開始的。RAMBUS的記憶體速度非常快，但是匯流排寬度卻比SDRAM記憶體還要小，因此它不得不結合Intel的雙通道記憶體控制技術提高頻寬，達到高速數據傳輸速率的目的。不過RAMBUS由於生產成本過高的原因，逐步被市場淘汰，但是雙通道記憶體控制技術得到了發揚光大。如今Pentium 4採用的NetBurst架構對記憶體頻寬要求非常高，如果記憶體無法提供相應的數據傳輸率，這么快的處理器匯流排速度也是無用的。

晶片技術

因此只有通過雙通道記憶體控制技術才能夠解決這個問題。最近金邦推出了DDR500記憶體條，單條的數據頻寬達到4GB，如果使用雙通道技術，頻寬將達到8GB。

套用

雙通道記憶體主要是依靠主機板北橋的控制技術，與記憶體本身無關。目前支持雙通道記憶體技術的主機板有Intel的i865和i875系列，SIS的SIS655、658系列，nVIDIAD的nFORCE2系列等。Intel最先推出的支持雙通道記憶體技術的晶片組為E7205和E7500系列。

雙通道記憶體的安裝有一定的要求。主機板的記憶體插槽的顏色和布局一般都有區分。如果是Intel的i865和i875系列，主機板一般有4個DIMM插槽，每兩根一組，每組顏色一般不一樣，每一個組代表一個記憶體通道，只有當兩組通道上都同時安裝了記憶體條時，才能使記憶體工作在雙通道模式下。另外要注意對稱安裝，即第一個通道第1個插槽搭配第二個通道第1個插槽，依此類推。用戶只要按不同的顏色搭配，對號入座地安裝即可。

如果在相同顏色的插槽上安裝記憶體條，則只能工作在單通道模式。而nFORCE2系列主機板同樣有兩個64bit的記憶體控制器，其中A控制器只支持一根記憶體插槽，B通道則支持兩根。A、B插槽之間有一段距離，以方便用戶識別。A通道的記憶體插槽在顏色上也可能與B通道兩個記憶體插槽不同，用戶只要將一根記憶體插入獨立的記憶體插槽而將另外一根插到另外兩個彼此靠近的記憶體插槽就能組建成雙通道模式。此外，如果全部插滿記憶體，也能建立雙通道模式，而且nForce2主機板在組建雙通道模式時對記憶體容量乃至型號都沒有嚴格的要求，使用方便。

晶片

如果安裝方法正確，在主機板開機自檢時，螢幕顯示記憶體的工作模式（如DDR333 Dual Channel Mode Enabled、激活雙通道模式等），則記憶體已經工作在雙通道模式。

存在問題

雙通道記憶體控制技術的出現對使用P4的用戶性能有了一定的提升，也是未來發展的趨勢。組裝雙通道記憶體系統時要注意記憶體條的搭配，Intel的要求比其他主機板要高，最好使用相同品牌、相同型號的記憶體條，以確保穩定性。

運用雙通道技術生產的晶片

任何一項技術都有其優點也有其缺點，雙通道DDR記憶體技術也不例外。首先，雙通道記憶體都需要成對地使用，這樣就大大降低了記憶體配置的靈活性。更重要的一點是在採購記憶體的時候至少要選擇2×64MB、2×128MB……，這會使用戶在記憶體方面的預算成倍地增加。其次，雙通道記憶體技術的理論值雖然非常誘人，但是由於各種因素，其實際套用的性能並不能比單通道DDR記憶體高1倍，當然也無法比PC133 SDRAM高出4倍，因為畢竟在現有的系統條件下，系統性能瓶頸不僅僅是記憶體。從一些測試結果可以看到，採用128bit記憶體通道的系統性能比採用64bit記憶體通道的系統性能高出3%～5%，最高的可以獲得15%～18%的性能提升。