1.2.3 内存解析与选购技巧
内存储器也叫主存储器,是CPU可以直接寻址的存储空间。作为暂时用于存放计算机运行所需的指令或数据,关机后数据丢失。与外存储器(辅助存储器)相比,存储容量较小,但工作速度较快。决定存储器性能的指标有存储容量、存取速度和延时周期。内存历经了第一代(SDR SDRAM)、第二代(DDR SDRAM)、第三代(DDR2 SDRAM)、第四代(DDR3 SDRAM)和第五代(DDR4 SDRAM)发展,呈现出频率愈高、电压愈低的趋势。SDRAM在一个时钟周期内仅时钟上升期传输一次数据。DDR内存则能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据,即一个时钟周期内传输两次数据。DDR2较DDR内存技术拥有两倍内存预读取能力(即:4bit数据预读取)。DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据,并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。DDR3则为DDR2核心同频率下数据传输量的两倍。SDRAM、DDR、DDR2、DDR3和DDR4位宽都是64bit。如果组成双通道,位宽可以达到128bit。不同型号的内存条在外形上存在差异,如图1-16所示。
图1-16 内存条对比图
1.内存的组成
内存主要包括PCB板、内存芯片、金手指、内存固定卡缺口和内存缺口(定位卡口、防呆口)等部分。SPD是8脚EEPROM芯片,记载内存条容量、速度、电压、行列地址和宽度等信息,开机时BIOS自动读取SPD中记录的信息。打开计算机时,由BIOS检验,先读EEPROM内容,再检测和显示。
2.内存带宽
内存带宽,即数据传输率,指每秒钟访问内存的最大位节数。带宽是影响CPU和内存数据交换的关键因素,要让两者发挥最佳性能,CPU的外频和总线带宽最好与内存相匹配。内存工作频率宁大毋小,以免造成内存瓶颈。当内存带宽比前端总线大或者相等时,内存不会影响CPU性能。
(1)内存带宽的计算
内存带宽(MB/s)=最大时钟频率(MHz)×总线宽度(bit)×每时钟周期数据包数量÷8
其中:每时钟周期数据包数量:SDRAM=1,DDR SDRAM或RDRAM=2,DDR2=4,DDR3=8,DDR4=16。
PC2100 DDR内存,最大时钟频率为133MHz,总线宽度为64位,每时钟周期数据包为2,则133MHz×64bit×2÷8=2128MB≈2GB。
(2)内存带宽的表示方式
PC3 10700与DDR3 1333实际指的是同一性能的内存条。PC3 10700是用内存带宽命名,DDR3 1333是用频率命名。
(3)内存的工作模式
1)同步模式:内存工作频率与CPU外频一致。
2)异步模式:内存工作频率与CPU外频不一致,内存工作频率高于或低于系统总线速率或者按一定比例工作,避免超频导致的内存瓶颈问题。
3.内存频率
内存频率分核心频率(物理频率)、工作频率和等效频率三种。
1)核心频率:为内存电路实际工作时的一个振荡频率,代表着该内存芯片所能达到的最高工作频率。DDR 266、DDR 333、DDR 400芯片的核心频率分别为133MHz、166MHz、200MHz。受制造工艺影响,从DDR到DRR4,内存核心频率基本在133MHz~200MHz。
2)工作频率:为内存实际工作的频率,工作频率=内存芯片核心频率×2。
3)等效频率:即标称频率,是内存有效数据传输频率。DDR内存在脉冲上升或下降时均能传输数据,其传输数据的等效频率是工作频率的两倍。例如DDR 266/333/400等效频率(标称频率)为266/333/400,工作频率分别是133/166/200。DDR2内存每个时钟以四倍于工作频率的速度读写数据,等效频率是工作频率的四倍。例如DDR2 800/667/533等效频率分别为800/667/533,工作频率分别为200/166/133。标称频率=核心频率×倍增系数。核心频率与标称频率对照见表1-4。
表1-4 核心频率与标称频率对照表
4.通道技术
通道技术旨在解决内存带宽的瓶颈,常见的通道技术有双通道和三通道技术等。
1)双通道:在芯片中设计两个可相互独立工作的内存控制器,CPU可以分别寻址与读取数据,使内存带宽增加一倍。因前端总线FSB与内存带宽不匹配,为解决内存带宽的瓶颈,在CPU和内存之间增加一个数据传输通道,内存总线带宽变为原来的两倍,更好地与CPU传输数据。DDR2 667内存总线实际带宽=667MHz×64bit/8≈5300MB/s≈5GB/s,组成双通道后内存总线实际带宽=667MHz×64bit×2/8≈10600MB/s≈11GB/s,计算机性能提升了一倍。CPU 6.4GB/s带宽成系统瓶颈时采取超频技术。
双通道对内存的要求:两条内存容量相同,内存芯片相同,总线带宽相同,须同时是单面或双面(即成套购买),尽可能依据主板厂商推荐的放入同一颜色插槽不同的通道。
双通道分为对称双通道模式与非对称双通道模式(两个通道容量可以不等,但双通道内存容量取决于较小内存的通道)。利用双通道技术,两条2GB内存要比单条4GB内存存取速度快。
2)三通道:Intel Core i7平台发布三通道技术。例如,前端总线频率为800Hz,前端总线带宽800MHz×64bit/8=6.4GB/s。使用单通道DDR400内存,单通道内存位宽64bit,内存总线带宽400MHz×64bit/8=3.2GB/s,可见前端总线有一半被浪费。采用三通道内存将内存总线位宽扩大到64bit×3=192bit,比如DDR3 1066,内存总线带宽1066MHz×192bit/8=25.5GB/s,内存带宽大大提升了。
5.CPU与内存的搭配
内存与CPU进行合理搭配可以实现最高的性价比,避免出现瓶颈。
1)双核CPU:搭配2GB~4GB内存。
2)四核CPU:搭配8GB内存。
3)高端四核、6核心CPU:搭配8GB~16GB内存。
4)八核CPU:搭配32GB或者更高内存。
注意:32bit系统最大只支持3.2GB内存。64bit系统CPU主频多大,内存就用多大,例如i3-550的CPU主频是3.2GB,双核是6.4GB,内存搭配6GB即可。
6.内存的选购
内存品质影响着计算机运行的稳定性,因此,选购内存时应关注内存品质。
1)关注内存芯片:内存芯片分为原厂芯片和OEM芯片。原厂芯片内存相对OEM芯片内存质量好,价格更高。市场反馈是现代、三星和镁光等内存芯片品质好。
2)关注内存PCB板质量:内存PCB板并不是层数越多质量越好。
3)注意金手指:金手指不能存在色斑或氧化现象,防止买到二手翻新产品。