發表於 : 週五 8月 24, 2001 10:00 pm
各種記憶體及技術特點
記憶體,或內記憶體,又稱為主記憶體,是關係到電腦運行性能高低的關鍵部件之一,無疑是非常重要的。為了加快系統的速度,提高系統的整體性能,我們看到,電腦中配置的記憶體數量越來越大,而記憶體的種類也越來越多。
記憶體新技術
電腦指令的存取時間主要取決於記憶體。對於現今的大多數電腦系統,記憶體的存取時間都是一個主要的制約系統性能提高的因素。因此在判斷某一系統的性能時,就不能單憑記憶體數量的大小,還要看一看其所用記憶體的種類,工作速度。
有關記憶體的名詞
關於記憶體的名詞眾多。為了便於讀者查鴃A下面集中進行介紹。
ROM:唯讀記憶體
RAM(Random Access Memory):隨機記憶體
DRAM(Dynamic RAM):動態隨機記憶體
PM RAM(Page Mode RAM):頁模式隨機記憶體(即普通記憶體)
FPM RAM(Fast Page Mode RAM):快速頁模式隨機記憶體
EDO RAM(Extended Data Output RAM)擴充資料輸出隨機記憶體
BEDO RAM(Burst Extended Data Output RAM):突發擴充資料輸出隨機記憶體
SDRAM(Sychronous Dynamic RAM):同步動態隨機記憶體
SRAM(Static RAM):靜態隨機記憶體
Async SRAM(Asynchronous Static RAM):非同步靜態隨機記憶體
Sync Burst SRAM(Synchronous Burst Stacic RAM):同步突發靜態隨機記憶體
PB SRAM(Pipelined Burst SRAM):管道(流水線)突發靜態隨機記憶體
Cache:快取記憶體
L2 Cache(Level 2 Cache):二級快取記憶體(通常由SRAM組成)
VRAM(Video RAM):視頻隨機記憶體
CVRAM(Cached Vedio RAM):緩存型視頻隨機記憶體
SVRAM(Synchronous VRAM):同步視頻隨機記憶體
CDRAM(Cached DRAM):緩存型動態隨機記憶體
EDRAM(Enhanced DRAM):增強型動態隨機記憶體
各種記憶體及技術特點
DRAM 動態隨機記憶體
DRAM主要用作主記憶體。長期以來,我們所用的動態隨機記憶體都是PM RAM,稍晚些的為FPM RAM。為了跟上CPU越來越快的速度,一些新類型的主記憶體被研製出來。它們是EDO RAM、BEDO RAM、SDRAM等。
DRAM晶片設計得象一個二進位位元的矩陣,每一個位有一個行位址一個列位址。記憶體控制器要給出晶片位址才能從晶片中讀出指定位元的資料。一個標明為70ns的晶片要用70ns的時間讀出一個位的資料。並且還要用額外的時間從CPU得到位址資訊設置下一條指令。晶片製作技術的不斷進步使這種處理效率越來越高。
FPM RAM 快速頁模式隨機記憶體
這裏的所謂“頁”,指的是DRAM晶片中存儲陣列上的2048位片斷。FPM RAM是最早的隨機記憶體,在過去一直是主流PC機的標準配置,以前我們在談論記憶體速度時所說的“杠7”,“杠6”,指的即是其存取時間為70ns,60ns。60ns的FPM RAM可用於總線速度為66MHz(兆赫茲)的奔騰系統(CPU主頻為100,133,166和200MHz)。
快速頁模式的記憶體常用於視頻卡,通常我們也叫它“DRAM”。其中一種經過特殊設計的記憶體的存取時間僅為48ns,這時我們就叫它VRAM。這種經過特殊設計的記憶體具有“雙口”,其中一個埠可直接被CPU存取,而另一個埠可獨立地被RAM“直接存取通道”存取,這樣記憶體的“直接存取通道”不必等待CPU完成存取就可同時工作,從而比一般的DRAM要快些。
EDO RAM 擴充資料輸出隨機記憶體
在DRAM晶片之中,除存儲單元之外,還有一些附加邏輯電路,現在,人們已注意到RAM晶片的附加邏輯電路,通過增加少量的額外邏輯電路,可以提高在單位時間內的資料流程量,即所謂的增加帶寬。EDO正是在這個方面作出的嘗試。擴展資料輸出(Extended data out——EDO,有時也稱為超頁模式——hyper-page-mode)DRAM,和突髮式EDO(Bust EDO-BEDO)DRAM是兩種基於頁模式記憶體的記憶體技術。EDO大約1996年被引入主流PC機,從那以後成為釵h系統廠商的主要記憶體選擇。BEDO相對更新一些,對市場的吸引還未能達到EDO的水平。
EDO的工作方式頗類似於FPM DRAM,EDO還具有比FPM DRAM更快的理想化突髮式讀週期時鐘安排。這使得在66MHz匯流排上從DRAM中讀取一組由四個元素組成的資料塊時能節省3個時鐘週期。
BEDO RAM 突發擴充資料輸出隨機記憶體
BEDO RAM,就像其名字一樣,是在一個“突發動作”中讀取資料,這就是說在提供了記憶體位址後,CPU假定其後的資料位址,並自動把它們預取出來。這樣,在讀下三個資料中的每一個資料時,只用僅僅一個時鐘週期,CPU能夠以突發模式讀數據(採用52ns BEDO和66MHz匯流排),這種方式下指令的傳送速度就大大提高,處理器的指令佇列就能有效地填滿。現今這種RAM只被VIA晶片組580VP,590VP,860VP支援。這種真正快速的BEDO RAM也是有缺陷的,這就是它無法與頻率高於66MHz的匯流排相匹配。
SDRAM 同步動態隨機記憶體
SDRAM 可以說是最有前途的一種內部記憶體,當前這種RAM很受歡迎。目前市面上的絕大多數奔騰級主板和Pentium Ⅱ主板都支援這種記憶體。就像這種記憶體的名字所表明的,這種RAM可以使所有的輸入輸出信號保持與系統時鐘同步。而在不久以前,這只有SRAM 才能辦到。
SDRAM與系統時鐘同步,採用管道處理方式,當指定一個特定的位址,SDRAM就可讀出多個資料,即實現突發傳送。
具體來說,第一步,指定位址;第二步,把資料從存儲位址傳到輸出電路;第三步,輸出資料到外部。關鍵是以上三個步驟是各自獨立進行的,且與CPU同步,而以往的記憶體只有從頭到尾執行完這三個步驟才能輸出資料。這就是SDRAM高速的秘訣。SDRAM的讀寫週期為10至15ns。
SDRAM基於雙存儲體結構,內含兩個交錯的存儲陣列,當CPU從一個存儲體或陣列訪問資料的同時,另一個已準備好讀寫資料。通過兩個存儲陣列的緊密切換,讀取效率得到成倍提高。1996年推出的SDRAM最高速度可達100MHz,與中檔Pentium同步,存儲時間短達5~8ns,可將Pentium系統性能提高140%,與Pentium 100、133、166等每一檔次只能提高性能百分之幾十的CPU相比,換用SDRAM似乎是更明智的升級策略。目前市場上的奔騰級以上的主板幾乎都支持SDRAM。
SDRAM不僅可用作主存,在顯示卡專用記憶體方面也有廣泛應用。對顯示卡來說,資料帶寬越寬,同時處理的資料就越多,顯示的資訊就越多,顯示質量也就越高。以前用一種可同時進行讀寫的雙埠視頻記憶體(VRAM)來提高帶寬,但這種記憶體成本高,應用受到很大限制。因此在一般顯示卡上,廉價的DRAM和高效的EDO DRAM應用很廣。但隨著64位元顯示卡的上市,帶寬已擴大到EDO DRAM所能達到的帶寬的極限,要達到更高的1600×1200的解析度,而又儘量降低成本,就只能採用頻率達66MHz、高帶寬的SDRAM了。
SDRAM也將應用於共用記憶體結構(UMA),一種集成主存和顯示記憶體的結構。這種結構在很大程度上降低了系統成本,因為釵h高性能顯示卡價格高昂,就是因為其專用顯示記憶體成本極高,而UMA技術將利用主存作顯示記憶體,不再需要增加專門顯示記憶體,因而降低了成本。
SRAM Statu RAM 靜態隨機記憶體
按產生時間和工作方式來分,靜態隨機記憶體也分為非同步和同步。在一定的納米製造技術下,SRAM容量比其他類型記憶體低,這是因為SRAM需要用更多的電晶體存儲一個位(bit),因而造價也貴得多。靜態隨機記憶體多用於二級快取記憶體(Level 2 Cache)。
1. Async SRAM 非同步靜態隨機記憶體
自從第一個帶有二級快取記憶體(Cache)的386電腦出現以來,這種老型號的屬於“Cache RAM(緩存型隨機記憶體)”類型的記憶體就開始應用了。非同步靜態隨機記憶體比DRAM快些,並依賴於CPU的時鐘,其存取速度有12ns、15ns和18ns三種,值越小,表示存取資料的速度越快。但在存取資料時,它還沒有快到能夠與CPU保持同步,CPU必須等待以匹配其速度。
2. Sync Burst SRAM同步突發靜態隨機記憶體
在電腦界存在這樣的爭論:Sync Burst SRAM 和FB SRAM 誰更快些?誠然,在總線速度為66MHz的系統上,Sync Burst SRAM確實是最快的,但當總線速度超過66MHz時(比如Cyrix公司的6x86p200+型號),Sync burst SRAM就超負荷了,大大低於PB SRAM 傳輸速度。因此用現行的Pentium主板(總線速度為66MHz),我們應該採用Sync Burst SRAM,這樣效率最高、速度最快。但目前的問題是:生產支持Sync Burst SRAM的主板供應商很少,所以能支持Sync Burst SRAM的主板的價格都很高。
3. PB SRAM 管道突發靜態隨機記憶體
管道(Pipeline,或流水線)的意思是:通過使用輸入輸出寄存器,一個SRAM可以形成像“管道”那樣的資料流水線傳輸模式。在裝載填充寄存器時,雖然需要一個額外的啟動週期,但寄存器一經裝載,就可產生這樣的作用:在用現行的位址提供資料的同時能提前存取下一位址。在總線速度為75MHz和高於75MHz時,這種記憶體是最快的緩存型隨機記憶體(Cache RAM)。實際上,PB SRAM可以匹配總線速度高達133MHz的系統。同時,在較慢的系統中,PB SRAM也並不比Sync Burst SRAM慢多少。
應用PB SRAM,可達到4.5到8ns的“位址-資料”時間。
L2 Cache 二級快取記憶體
現今解決CPU與主記憶體之間的速度匹配的主要方法是在CPU與DRAM間加上基於SRAM的二級快取記憶體,這種記憶體系統可以承擔85%的記憶體請求,而不需CPU增加額外的等待週期。
在用DOS、Windows3.1、Windows3.2和WFW3.11(Windows for Workgroups)作為主要的作業系統時,確實沒有必要設置高於256KB的L2 Cache。但自從Windows95作業系統推出以來,經測試,在系統的RAM只有16MB時,設置512KB的緩存比256KB的緩存更能大大提高系統的性能。
再者,應用多媒體軟體日益普遍,而以前的系統不能緩存大多數圖形和視頻資訊,這使得CPU不斷地與速度較慢的主記憶體打交道,降低了系統的性能,而增加CPU的二級快取記憶體就能解決這個問題。
目前,人們越來越傾向應用32位元的作業系統。在多工的作業系統中,增加L2 Cache直到2MB都具有實際意義,能夠增強系統性能,這是因為應用程式越來越大,並且越來越多的程式在同一時間運行,當CPU在多工之間切換時,如果Cache沒有足夠大的空間來裝入所有被執行代碼,就必須從速度非常慢的主記憶體器獲得它所需的資訊,多工作業系統就不能充分發揮其作用。因此,在應用現代的作業系統時,在系統裝入512KB的L2 Cachee是電腦系統發展的需要。
基於以下特點,Sync Burst SRAM比Async SRAM更適合作二級快取記憶體:
(1)同步於系統時鐘
(2)突發能力
(3)管道能力
以上這些特點使得微處理器在存取連續記憶體位置時用同步SRMA比非同步SRAM更快。目前,有些RAM供應商提供的3.3V非同步的SRAM的“時鐘到資料時間”(clock-to-data指開始加入時鐘脈衝到資料輸出的時間)為15ns,而採用類似技術的同步SRAM的“時鐘到資料時間”甚至不到6ns。
隨著總線速度的增加,性能價格比最佳點的SRAM技術是從非同步到同步,再到管道同步的。
但目前只有少數供應商能提供採用同步的SRAM,所以在系統性能不是非常重要時,設計者在總線速度為50MHz到66MHz時採用“管道同步”技術的記憶體是一種明智的選擇。
有些記憶體設計方案把Cache、DRAM、SRAM結合起來,如CDRAM、EDRAM、CVRAM、SVRAM、EDO SRAM、EDO VRAM。也有些記憶體設計方案在記憶體中增加了一些內置式微處理器,如智慧RAM(Smart RAM)、3D RAM(用於3維視頻信號處理的RAM)、RDRAM(Rambus DRAM)、WRAM(Windows RAM,一種採用雙埠記憶體視頻加速技術的記憶體)。記憶體的多樣性可見一斑,不一而論。
快閃記憶體,快擦寫記憶體和鐵電體隨機記憶體
快閃記憶體是1983年推出的電可擦非易失性半導體記憶體,它採用一種非揮發性存儲技術,即若不對其施加大電壓進行擦除,可一直保持其狀態,在不加電狀態下可安全保存資訊長達十年;它也具有固態電子學特性,即沒有可移動部件,抗震性能好;同時,它具有優越的性能,它的存取時間僅為30ns。與以往的電可擦記憶體EEPROM相比,快閃記憶體的最大差別是採用了塊可擦除的陣列結構,這種結構不僅使其有了快的擦除速度,而且具有了像EEPROM那樣的單管結構的高密度,由此帶來了低的製造成本和小的體積。快閃記憶體兼有了ROM和RAM二者的性能及高密度,是目前為數不多的同時具備大容量、高速度、非易失性、可線上擦寫特性的記憶體。
快閃記憶體多用於系統的BIOS、Modem(數據機)和一些網路設備(Hub、路由器)。
鐵電體隨機記憶體也採用非揮發性存儲技術,在生產中使用了鐵氧體,它優越於快閃記憶體的特點是其經過多次寫操作後性能不退化,而快閃記憶體存在退化問題。這使得鐵電體隨機記憶體更具有廣闊的前景。
各種記憶體條及技術特點
目前市場上電腦產品升級頻繁。CPU已進入奔騰時代,與此同時,記憶體系列產品的技術與性能也逐漸更新提高。
記憶體條的格式分30線、72線和168線。當今流行的記憶體條有EDO和SDRAM。現在的Pentium級以上的電腦在設計上均支援EDO和SDRAM記憶體條。
衡量記憶體條技術的一個重要指標是DRAM晶片的存取時間,常見的有60ns、70ns、80ns,數值越小,速度越快。
SIMM記憶體條
SIMM記憶體條的全稱為單列記憶體模組,是一塊裝有3~36片DRAM的電路板。早期PC機的主記憶體採用的是雙列直插封裝(DIP)的DRAM晶片,因其安裝位置較大,不便於擴展,故現在普遍採用SIMM記憶體條,安裝一條SIMM相當於安裝原來的9片DIP型DRAM晶片。目前在SIMM記憶體條集成的多為EDO/FPM記憶體,其主要參數有:
1.引腳數
SIMM記憶體條上的引腳,俗稱為“金手指”。使用時,記憶體條引腳數必須與主板上SIMM槽口的針數相匹配。SIMM槽口有30針、72針兩種,相對應記憶體條的引腳有30線和72線兩種。在72針系統中,有奇偶校驗使用36位元的記憶體條,無奇偶校驗使用32位元的記憶體條;在30針的普通系統中,有奇偶校驗使用9位元的記憶體條,無奇偶校驗則使用8位元的記憶體條。目前30針的SIMM記憶體條已被淘汰。
2.容量
30線記憶體條常見容量有256KB、1MB和4MB。72線記憶體條常見容量有4MB、8MB、16MB和32MB。30針引腳系統中,8位元或9位元記憶體條的資料寬度為8位元,286、386SX、486SX CPU資料寬度為16位元,因此必須成對使用;386DX、486DX CPU資料寬度為32位元,因此必須4條一組使用。72針引腳系統中,32位元或36位元記憶體條的資料寬度為32位元,適用於386DX、486DX和Pentium(586)微機,可以單條或成對使用。
3.速率
記憶體條的一個重要性能指標是速率,以納秒(ns)表示,代表系統給予記憶體在無錯情況下作出反應的時間。一般有60ns、70ns、80ns、120ns等幾種,相應在記憶體條上標有“-6”、“-7”、“-8”、“-12”等字樣。這個數值越小,表示記憶體條速度越快。只有當記憶體與主板速度相匹配時才能發揮最大效率。
4.奇偶校驗
微機要求記憶體有奇偶校驗,但沒有奇偶校驗也能運行。奇偶校驗需要額外的記憶體晶片。選購記憶體條時常會聽到2片、3片、真3片、假3片、8片、9片等說法,這是指記憶體條是否帶奇偶校驗。2片和8片記憶體條肯定不帶奇偶校驗;3片和9片記憶體條應該帶奇偶校驗,但有些生產廠商為了謀取更高利潤,將壞的晶片作為奇偶校驗,被稱為假3片或假9片,假3片或假9片一般能正常使用,只是製造成本低。鑒別記憶體是否帶奇偶校驗比較簡單,裝好記憶體開機後執行BIOS SETUP程式,選擇允釧_偶校驗,如果機器可正常引導,則說明記憶體帶奇偶校驗,如果螢幕出現奇偶校驗錯的提示後死機,則說明記憶體不帶奇偶校驗。
DIMM記憶體條
在記憶體條模組生產技術上,新型的168線DIMM記憶體條模組為當今最流行的記憶體條,如下圖所示。DIMM是指雙線上模組,它與早期的SIMM單線上模組有著很大區別。
它使記憶體條在長度增加不多的情況下將模組的匯流排寬度增加一倍。DIMM技術的另一個優點是能夠製作非常小的32位元模組。這就是所謂的SODIMM。它的尺寸僅是72針的SIMM模組的一半,因此釵h筆記本電腦製造商均採用SODIMM作為記憶體條的標準模式。
其實,無論是記憶體條技術的革新還是記憶體條模組的改造,最終目的還是適應
廣大電腦用戶的多層次需求。世界著名的記憶體條生產廠商金士頓(Kingston)公司在其產品的生產上強調了專業性與針對性,根據每一種不同的系統進行特別設計。今後的市場是技術與服務並重的市場,優秀的技術革新與優質的服務保障會使電腦用戶收益無窮。
記憶體,或內記憶體,又稱為主記憶體,是關係到電腦運行性能高低的關鍵部件之一,無疑是非常重要的。為了加快系統的速度,提高系統的整體性能,我們看到,電腦中配置的記憶體數量越來越大,而記憶體的種類也越來越多。
記憶體新技術
電腦指令的存取時間主要取決於記憶體。對於現今的大多數電腦系統,記憶體的存取時間都是一個主要的制約系統性能提高的因素。因此在判斷某一系統的性能時,就不能單憑記憶體數量的大小,還要看一看其所用記憶體的種類,工作速度。
有關記憶體的名詞
關於記憶體的名詞眾多。為了便於讀者查鴃A下面集中進行介紹。
ROM:唯讀記憶體
RAM(Random Access Memory):隨機記憶體
DRAM(Dynamic RAM):動態隨機記憶體
PM RAM(Page Mode RAM):頁模式隨機記憶體(即普通記憶體)
FPM RAM(Fast Page Mode RAM):快速頁模式隨機記憶體
EDO RAM(Extended Data Output RAM)擴充資料輸出隨機記憶體
BEDO RAM(Burst Extended Data Output RAM):突發擴充資料輸出隨機記憶體
SDRAM(Sychronous Dynamic RAM):同步動態隨機記憶體
SRAM(Static RAM):靜態隨機記憶體
Async SRAM(Asynchronous Static RAM):非同步靜態隨機記憶體
Sync Burst SRAM(Synchronous Burst Stacic RAM):同步突發靜態隨機記憶體
PB SRAM(Pipelined Burst SRAM):管道(流水線)突發靜態隨機記憶體
Cache:快取記憶體
L2 Cache(Level 2 Cache):二級快取記憶體(通常由SRAM組成)
VRAM(Video RAM):視頻隨機記憶體
CVRAM(Cached Vedio RAM):緩存型視頻隨機記憶體
SVRAM(Synchronous VRAM):同步視頻隨機記憶體
CDRAM(Cached DRAM):緩存型動態隨機記憶體
EDRAM(Enhanced DRAM):增強型動態隨機記憶體
各種記憶體及技術特點
DRAM 動態隨機記憶體
DRAM主要用作主記憶體。長期以來,我們所用的動態隨機記憶體都是PM RAM,稍晚些的為FPM RAM。為了跟上CPU越來越快的速度,一些新類型的主記憶體被研製出來。它們是EDO RAM、BEDO RAM、SDRAM等。
DRAM晶片設計得象一個二進位位元的矩陣,每一個位有一個行位址一個列位址。記憶體控制器要給出晶片位址才能從晶片中讀出指定位元的資料。一個標明為70ns的晶片要用70ns的時間讀出一個位的資料。並且還要用額外的時間從CPU得到位址資訊設置下一條指令。晶片製作技術的不斷進步使這種處理效率越來越高。
FPM RAM 快速頁模式隨機記憶體
這裏的所謂“頁”,指的是DRAM晶片中存儲陣列上的2048位片斷。FPM RAM是最早的隨機記憶體,在過去一直是主流PC機的標準配置,以前我們在談論記憶體速度時所說的“杠7”,“杠6”,指的即是其存取時間為70ns,60ns。60ns的FPM RAM可用於總線速度為66MHz(兆赫茲)的奔騰系統(CPU主頻為100,133,166和200MHz)。
快速頁模式的記憶體常用於視頻卡,通常我們也叫它“DRAM”。其中一種經過特殊設計的記憶體的存取時間僅為48ns,這時我們就叫它VRAM。這種經過特殊設計的記憶體具有“雙口”,其中一個埠可直接被CPU存取,而另一個埠可獨立地被RAM“直接存取通道”存取,這樣記憶體的“直接存取通道”不必等待CPU完成存取就可同時工作,從而比一般的DRAM要快些。
EDO RAM 擴充資料輸出隨機記憶體
在DRAM晶片之中,除存儲單元之外,還有一些附加邏輯電路,現在,人們已注意到RAM晶片的附加邏輯電路,通過增加少量的額外邏輯電路,可以提高在單位時間內的資料流程量,即所謂的增加帶寬。EDO正是在這個方面作出的嘗試。擴展資料輸出(Extended data out——EDO,有時也稱為超頁模式——hyper-page-mode)DRAM,和突髮式EDO(Bust EDO-BEDO)DRAM是兩種基於頁模式記憶體的記憶體技術。EDO大約1996年被引入主流PC機,從那以後成為釵h系統廠商的主要記憶體選擇。BEDO相對更新一些,對市場的吸引還未能達到EDO的水平。
EDO的工作方式頗類似於FPM DRAM,EDO還具有比FPM DRAM更快的理想化突髮式讀週期時鐘安排。這使得在66MHz匯流排上從DRAM中讀取一組由四個元素組成的資料塊時能節省3個時鐘週期。
BEDO RAM 突發擴充資料輸出隨機記憶體
BEDO RAM,就像其名字一樣,是在一個“突發動作”中讀取資料,這就是說在提供了記憶體位址後,CPU假定其後的資料位址,並自動把它們預取出來。這樣,在讀下三個資料中的每一個資料時,只用僅僅一個時鐘週期,CPU能夠以突發模式讀數據(採用52ns BEDO和66MHz匯流排),這種方式下指令的傳送速度就大大提高,處理器的指令佇列就能有效地填滿。現今這種RAM只被VIA晶片組580VP,590VP,860VP支援。這種真正快速的BEDO RAM也是有缺陷的,這就是它無法與頻率高於66MHz的匯流排相匹配。
SDRAM 同步動態隨機記憶體
SDRAM 可以說是最有前途的一種內部記憶體,當前這種RAM很受歡迎。目前市面上的絕大多數奔騰級主板和Pentium Ⅱ主板都支援這種記憶體。就像這種記憶體的名字所表明的,這種RAM可以使所有的輸入輸出信號保持與系統時鐘同步。而在不久以前,這只有SRAM 才能辦到。
SDRAM與系統時鐘同步,採用管道處理方式,當指定一個特定的位址,SDRAM就可讀出多個資料,即實現突發傳送。
具體來說,第一步,指定位址;第二步,把資料從存儲位址傳到輸出電路;第三步,輸出資料到外部。關鍵是以上三個步驟是各自獨立進行的,且與CPU同步,而以往的記憶體只有從頭到尾執行完這三個步驟才能輸出資料。這就是SDRAM高速的秘訣。SDRAM的讀寫週期為10至15ns。
SDRAM基於雙存儲體結構,內含兩個交錯的存儲陣列,當CPU從一個存儲體或陣列訪問資料的同時,另一個已準備好讀寫資料。通過兩個存儲陣列的緊密切換,讀取效率得到成倍提高。1996年推出的SDRAM最高速度可達100MHz,與中檔Pentium同步,存儲時間短達5~8ns,可將Pentium系統性能提高140%,與Pentium 100、133、166等每一檔次只能提高性能百分之幾十的CPU相比,換用SDRAM似乎是更明智的升級策略。目前市場上的奔騰級以上的主板幾乎都支持SDRAM。
SDRAM不僅可用作主存,在顯示卡專用記憶體方面也有廣泛應用。對顯示卡來說,資料帶寬越寬,同時處理的資料就越多,顯示的資訊就越多,顯示質量也就越高。以前用一種可同時進行讀寫的雙埠視頻記憶體(VRAM)來提高帶寬,但這種記憶體成本高,應用受到很大限制。因此在一般顯示卡上,廉價的DRAM和高效的EDO DRAM應用很廣。但隨著64位元顯示卡的上市,帶寬已擴大到EDO DRAM所能達到的帶寬的極限,要達到更高的1600×1200的解析度,而又儘量降低成本,就只能採用頻率達66MHz、高帶寬的SDRAM了。
SDRAM也將應用於共用記憶體結構(UMA),一種集成主存和顯示記憶體的結構。這種結構在很大程度上降低了系統成本,因為釵h高性能顯示卡價格高昂,就是因為其專用顯示記憶體成本極高,而UMA技術將利用主存作顯示記憶體,不再需要增加專門顯示記憶體,因而降低了成本。
SRAM Statu RAM 靜態隨機記憶體
按產生時間和工作方式來分,靜態隨機記憶體也分為非同步和同步。在一定的納米製造技術下,SRAM容量比其他類型記憶體低,這是因為SRAM需要用更多的電晶體存儲一個位(bit),因而造價也貴得多。靜態隨機記憶體多用於二級快取記憶體(Level 2 Cache)。
1. Async SRAM 非同步靜態隨機記憶體
自從第一個帶有二級快取記憶體(Cache)的386電腦出現以來,這種老型號的屬於“Cache RAM(緩存型隨機記憶體)”類型的記憶體就開始應用了。非同步靜態隨機記憶體比DRAM快些,並依賴於CPU的時鐘,其存取速度有12ns、15ns和18ns三種,值越小,表示存取資料的速度越快。但在存取資料時,它還沒有快到能夠與CPU保持同步,CPU必須等待以匹配其速度。
2. Sync Burst SRAM同步突發靜態隨機記憶體
在電腦界存在這樣的爭論:Sync Burst SRAM 和FB SRAM 誰更快些?誠然,在總線速度為66MHz的系統上,Sync Burst SRAM確實是最快的,但當總線速度超過66MHz時(比如Cyrix公司的6x86p200+型號),Sync burst SRAM就超負荷了,大大低於PB SRAM 傳輸速度。因此用現行的Pentium主板(總線速度為66MHz),我們應該採用Sync Burst SRAM,這樣效率最高、速度最快。但目前的問題是:生產支持Sync Burst SRAM的主板供應商很少,所以能支持Sync Burst SRAM的主板的價格都很高。
3. PB SRAM 管道突發靜態隨機記憶體
管道(Pipeline,或流水線)的意思是:通過使用輸入輸出寄存器,一個SRAM可以形成像“管道”那樣的資料流水線傳輸模式。在裝載填充寄存器時,雖然需要一個額外的啟動週期,但寄存器一經裝載,就可產生這樣的作用:在用現行的位址提供資料的同時能提前存取下一位址。在總線速度為75MHz和高於75MHz時,這種記憶體是最快的緩存型隨機記憶體(Cache RAM)。實際上,PB SRAM可以匹配總線速度高達133MHz的系統。同時,在較慢的系統中,PB SRAM也並不比Sync Burst SRAM慢多少。
應用PB SRAM,可達到4.5到8ns的“位址-資料”時間。
L2 Cache 二級快取記憶體
現今解決CPU與主記憶體之間的速度匹配的主要方法是在CPU與DRAM間加上基於SRAM的二級快取記憶體,這種記憶體系統可以承擔85%的記憶體請求,而不需CPU增加額外的等待週期。
在用DOS、Windows3.1、Windows3.2和WFW3.11(Windows for Workgroups)作為主要的作業系統時,確實沒有必要設置高於256KB的L2 Cache。但自從Windows95作業系統推出以來,經測試,在系統的RAM只有16MB時,設置512KB的緩存比256KB的緩存更能大大提高系統的性能。
再者,應用多媒體軟體日益普遍,而以前的系統不能緩存大多數圖形和視頻資訊,這使得CPU不斷地與速度較慢的主記憶體打交道,降低了系統的性能,而增加CPU的二級快取記憶體就能解決這個問題。
目前,人們越來越傾向應用32位元的作業系統。在多工的作業系統中,增加L2 Cache直到2MB都具有實際意義,能夠增強系統性能,這是因為應用程式越來越大,並且越來越多的程式在同一時間運行,當CPU在多工之間切換時,如果Cache沒有足夠大的空間來裝入所有被執行代碼,就必須從速度非常慢的主記憶體器獲得它所需的資訊,多工作業系統就不能充分發揮其作用。因此,在應用現代的作業系統時,在系統裝入512KB的L2 Cachee是電腦系統發展的需要。
基於以下特點,Sync Burst SRAM比Async SRAM更適合作二級快取記憶體:
(1)同步於系統時鐘
(2)突發能力
(3)管道能力
以上這些特點使得微處理器在存取連續記憶體位置時用同步SRMA比非同步SRAM更快。目前,有些RAM供應商提供的3.3V非同步的SRAM的“時鐘到資料時間”(clock-to-data指開始加入時鐘脈衝到資料輸出的時間)為15ns,而採用類似技術的同步SRAM的“時鐘到資料時間”甚至不到6ns。
隨著總線速度的增加,性能價格比最佳點的SRAM技術是從非同步到同步,再到管道同步的。
但目前只有少數供應商能提供採用同步的SRAM,所以在系統性能不是非常重要時,設計者在總線速度為50MHz到66MHz時採用“管道同步”技術的記憶體是一種明智的選擇。
有些記憶體設計方案把Cache、DRAM、SRAM結合起來,如CDRAM、EDRAM、CVRAM、SVRAM、EDO SRAM、EDO VRAM。也有些記憶體設計方案在記憶體中增加了一些內置式微處理器,如智慧RAM(Smart RAM)、3D RAM(用於3維視頻信號處理的RAM)、RDRAM(Rambus DRAM)、WRAM(Windows RAM,一種採用雙埠記憶體視頻加速技術的記憶體)。記憶體的多樣性可見一斑,不一而論。
快閃記憶體,快擦寫記憶體和鐵電體隨機記憶體
快閃記憶體是1983年推出的電可擦非易失性半導體記憶體,它採用一種非揮發性存儲技術,即若不對其施加大電壓進行擦除,可一直保持其狀態,在不加電狀態下可安全保存資訊長達十年;它也具有固態電子學特性,即沒有可移動部件,抗震性能好;同時,它具有優越的性能,它的存取時間僅為30ns。與以往的電可擦記憶體EEPROM相比,快閃記憶體的最大差別是採用了塊可擦除的陣列結構,這種結構不僅使其有了快的擦除速度,而且具有了像EEPROM那樣的單管結構的高密度,由此帶來了低的製造成本和小的體積。快閃記憶體兼有了ROM和RAM二者的性能及高密度,是目前為數不多的同時具備大容量、高速度、非易失性、可線上擦寫特性的記憶體。
快閃記憶體多用於系統的BIOS、Modem(數據機)和一些網路設備(Hub、路由器)。
鐵電體隨機記憶體也採用非揮發性存儲技術,在生產中使用了鐵氧體,它優越於快閃記憶體的特點是其經過多次寫操作後性能不退化,而快閃記憶體存在退化問題。這使得鐵電體隨機記憶體更具有廣闊的前景。
各種記憶體條及技術特點
目前市場上電腦產品升級頻繁。CPU已進入奔騰時代,與此同時,記憶體系列產品的技術與性能也逐漸更新提高。
記憶體條的格式分30線、72線和168線。當今流行的記憶體條有EDO和SDRAM。現在的Pentium級以上的電腦在設計上均支援EDO和SDRAM記憶體條。
衡量記憶體條技術的一個重要指標是DRAM晶片的存取時間,常見的有60ns、70ns、80ns,數值越小,速度越快。
SIMM記憶體條
SIMM記憶體條的全稱為單列記憶體模組,是一塊裝有3~36片DRAM的電路板。早期PC機的主記憶體採用的是雙列直插封裝(DIP)的DRAM晶片,因其安裝位置較大,不便於擴展,故現在普遍採用SIMM記憶體條,安裝一條SIMM相當於安裝原來的9片DIP型DRAM晶片。目前在SIMM記憶體條集成的多為EDO/FPM記憶體,其主要參數有:
1.引腳數
SIMM記憶體條上的引腳,俗稱為“金手指”。使用時,記憶體條引腳數必須與主板上SIMM槽口的針數相匹配。SIMM槽口有30針、72針兩種,相對應記憶體條的引腳有30線和72線兩種。在72針系統中,有奇偶校驗使用36位元的記憶體條,無奇偶校驗使用32位元的記憶體條;在30針的普通系統中,有奇偶校驗使用9位元的記憶體條,無奇偶校驗則使用8位元的記憶體條。目前30針的SIMM記憶體條已被淘汰。
2.容量
30線記憶體條常見容量有256KB、1MB和4MB。72線記憶體條常見容量有4MB、8MB、16MB和32MB。30針引腳系統中,8位元或9位元記憶體條的資料寬度為8位元,286、386SX、486SX CPU資料寬度為16位元,因此必須成對使用;386DX、486DX CPU資料寬度為32位元,因此必須4條一組使用。72針引腳系統中,32位元或36位元記憶體條的資料寬度為32位元,適用於386DX、486DX和Pentium(586)微機,可以單條或成對使用。
3.速率
記憶體條的一個重要性能指標是速率,以納秒(ns)表示,代表系統給予記憶體在無錯情況下作出反應的時間。一般有60ns、70ns、80ns、120ns等幾種,相應在記憶體條上標有“-6”、“-7”、“-8”、“-12”等字樣。這個數值越小,表示記憶體條速度越快。只有當記憶體與主板速度相匹配時才能發揮最大效率。
4.奇偶校驗
微機要求記憶體有奇偶校驗,但沒有奇偶校驗也能運行。奇偶校驗需要額外的記憶體晶片。選購記憶體條時常會聽到2片、3片、真3片、假3片、8片、9片等說法,這是指記憶體條是否帶奇偶校驗。2片和8片記憶體條肯定不帶奇偶校驗;3片和9片記憶體條應該帶奇偶校驗,但有些生產廠商為了謀取更高利潤,將壞的晶片作為奇偶校驗,被稱為假3片或假9片,假3片或假9片一般能正常使用,只是製造成本低。鑒別記憶體是否帶奇偶校驗比較簡單,裝好記憶體開機後執行BIOS SETUP程式,選擇允釧_偶校驗,如果機器可正常引導,則說明記憶體帶奇偶校驗,如果螢幕出現奇偶校驗錯的提示後死機,則說明記憶體不帶奇偶校驗。
DIMM記憶體條
在記憶體條模組生產技術上,新型的168線DIMM記憶體條模組為當今最流行的記憶體條,如下圖所示。DIMM是指雙線上模組,它與早期的SIMM單線上模組有著很大區別。
它使記憶體條在長度增加不多的情況下將模組的匯流排寬度增加一倍。DIMM技術的另一個優點是能夠製作非常小的32位元模組。這就是所謂的SODIMM。它的尺寸僅是72針的SIMM模組的一半,因此釵h筆記本電腦製造商均採用SODIMM作為記憶體條的標準模式。
其實,無論是記憶體條技術的革新還是記憶體條模組的改造,最終目的還是適應
廣大電腦用戶的多層次需求。世界著名的記憶體條生產廠商金士頓(Kingston)公司在其產品的生產上強調了專業性與針對性,根據每一種不同的系統進行特別設計。今後的市場是技術與服務並重的市場,優秀的技術革新與優質的服務保障會使電腦用戶收益無窮。