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RAM 内存 解说

 wwp13 2013-02-13

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[教学]RAM 内存 解说

RAM - Random Access Memory, 是随机存取内存。它的内部是一个矩阵式的电路, 每一个直行横列所交叉的一个点就代表着内存内的一个bit, 每一个bit的位置储存一个电位, 所以只要输入适当的行、列地址, 就可以存取到该地址的数据。由于这一些资料可以随时存取、修改, 所以称之为 Random Access Memory, 此一类型的内存是计算机内主要使用的内存。
RAM 性能指针:
数据存取位
「数据存取位」是内存一次输出/输入的数据量。168-Pin184-Pin的内存「每次」传输的数据频率是64位,由于Pentium级以上 (Pentium III)CPU与内存之间的数据总线是64位,所以只要插上一条168-Pin184-Pin的内存模块(1Bank)就可以配合CPU作业 了。早期72-Pin内存的数据频率则为32位,所以早期
Pentium主机板在使用72-Pin内存时,必须插满272-Pin内存模
组才可以开机(32bits + 32bits = 64bits)
存取时间
内存的「存取时间」(Access Time)指的是:从CPU向内存提出索取数据的要求,一直到内存把数据送出的这段时间。可以想象得到,这个时间当然是越短越好,如果内存的存取时 间太久,CPU必须停下来等待数据,整体效率便会下降。通常内存的存取时间会标示在芯片上。
有些内存会标示「7,这个「7」在「EDO DRAM」上表示70ns(奈秒,10-9次方秒),也就是从CPU开始要数据到取得数据为止,可在70ns内完成;但对于SDRAM而言,各家厂商的 时间标示意义并不相同,所以我们无法直接从SDRAM上面的表示来判定存取的速度。最可靠的办法,就是依照内存型号去查阅Data Sheet(产品规格书),才能知道正确的存取时间。
CAS Latency
CAS Latency简称为CL,简单而言是指内存需经过多少的时间周期后,才能开始读写数据。常见的CL值有23,所以CL=2的内存会比CL=3的内存来的佳,当然价格也会贵上一些。
Parity Check
Parity Check称为「同位检查」,这是一种检查数据是否正确的技术,它可以侦测出某段资料是否发生错误。一般以维持固定长度(通常为1Byte)的数据中有 奇数或偶数个「1(这是计算机使用的二进制制,不是我们日常说的123)而分为奇同位为或偶同位两种,我们以奇同位说明其运作方式。
ECC(Error Checking & Correction)
ECC称为「错误自动检查与更正」,这也是一种数据检查的技术,可以检查数据是否正确;和Parity Check主要的不同点是在只有一个错误的状况下,ECC具有自动更正的能力。
内存要具有检查与修复的功能,就必须记录更多的信息,因此这类的内存除了负责数据的记录之外,还要更多的内存来保存核对与更正所需的信息。以前述的 Parity Check为例,每8个位需要增加1个位来处理。ECC也是类似的做法,但每家厂商的做法并不完全相同,必须视处理资料的方式而定,例如Intel 64个数据位搭配8ECC位,另外也有以8个数据位搭配4ECC位的做法。
一般来说,现今制作内存的技术已趋稳定,所以并非所有的内存模块都具备ECC功能;换句话说,您若是要求购买具有ECC能力的内存,可能会稍微贵一点。
RAM 种类:
FPM DRAM
FPM DRAM - Fast Page Mode DRAM, 这是一种改良型的DRAM。它的特性是, 如果需要存取的前后数据在同一个列地址或同一页page , 那么内存控制器将不会重复送出列地址,只需要指示出下一个行地址就可以了, 所以整体上的效率会增加了一点,使用FPM内存就好像是阅读一本字典一样,有许多单字存放在同一页内,非常容易可以前后找到的单字。
EDO DRAM
传统的DRAM 每写入一个bit的数据, 就必须送出「列」以及「行」地址各一次, 用来定出这一个bit的所在位置,并且每一个地址都必须有一段稳定的时间,然后才能读取或写入有效的数据, 在这一段稳定的时间之前所写入或读取的数据都是无效的。
FPM DRAM 的作法是, 在送出一个列地址之后, 只要是要存取同一列地址的数据, 就持续送出不同的行地址, 如此, 可以省去重复送列地址的时间; EDO的作法, 是缩短等待送出地址的时间; 也就是说, 不必等到数据完整的读去或写入, 只要一到有效的时间, 就可以准备送出下一个地址, 不必等到有效的时间完毕。 举例来说, 假设指定一个完整的地址完成之后, 需要等待一秒钟之后数据总线 上头才是有效的数据; 然后可以读取或写入五秒钟; 之后,再继续下一个地址的动作 。想想看, 如果在一开始的等待一秒钟过后, 开始读取或写入有效的数据时, 就开始送出另一个地址, 等到下一个有效地址成立之后( 因为也需 要等待一段稳定的时间) , 这个时候资料也已经读写完成了, 马上就可以进行下一个地址的读写动作, 省却了一点等待的时间,这就是EDO DRAM强调的地方。
理论上, EDO DRAM会比传统的DRAM快。但是实际上, 因为计算机内已经有了Cache , 所以EDO DRAM并没有很明显的效率增益; 虽然理论上会有约2%的效益增加比, 但是除非系统没有Cache Memory, 才会很明显的感受出效率变快了, 所以EDO DRAM在从前的运用上多偏向于适配卡( 例如VGA ) 近来由于EDO DRAM的产能增加, 生产与销售的成本大幅的调降,EDO DRAM已成功地代传统的DRAM,成为制作内存模块的主要材料。
要注意的是, 要用EDO DRAM 的优点是有条件的。如果主机板的芯片不支持 EDO DRAM的存取特性,EDO DRAM将会被视为一般的内存,甚至不能开机。
DRAM
DRAM - Dynamic RAM, 是指动态内存, 也是目前计算机内最常被使用到的内存。 一般我们说的主存储器 (SD-RAM), 就是指DRAM芯片所制成一条条的内存模块( Memory Module ) 在计算机运作时, 系统用DRAM来储存暂时性的数据, 程序以及运算过程当中的各 种信息; 而这些数据是由CPU, 显示卡以及其它的计算机周边所存放或读取。会称之 Dynamic RAM, 是因为此类内存 需要refreshed, 因为其内存储存的单位cells 以极微小的电容器储存电荷, 因为如同一个极微小的电容器, 所以如同电容必须 在一段时间之内要充电, 才能保持住原本的电压。在计算机内只要针对该bit的地址读 取数据一次, 就可以对该bit充电一次, 不需要额外设计充电的电路, 这个动作称之 refreshed, 这是DRAM独特的特性, 也是严重的缺点之一; 因为要refreshed, 以总是需要占用系统一部份的时间, 降低系统的效率。
SRAM
SRAM - Static RAM, 静态内存, 同样也是采用「行 列」方式来寻址储存数据。但是SRAM至少快过DRAM五倍以上的速度, 价位比DRAM 贵两倍以上, 体积也比DRAM大两倍以上。SRAM 也需要用电源来保持数据, 但是不需要如同DRAM般的需要持续不断的refreshed SRAM主要的储存单位为晶体管, 所以速度会比较快, 并且储存的 电荷不会像电容器般的会漏电, 所以不需要refreshed动作, 在计算机内是用来作为cache内存使用。
Cache RAM
Cache RAM - Cache RAM 是一种高速度的内存, 通常是由SRAM 组成, 它放在CPU及主 内存之间, 用来储存经常被使用到的数据及指令; CPU需要数据时, 会先检查这一 Cache, 如果数据在这Cache, 就直接使用; 否则, CPU才会从主记忆 体读取数据。 Cache内存就像把档案存在硬盘中, 如果硬盘中已有档案就直接开启,没有才从软盘中读取, 节省了放磁盘, 找档案的时间。
SDRAM
SDRAM - Synchronous DRAM, 它可以做到与CPU clock同步, 去除掉时间上的延迟, 藉以提高内存存取的效率
DDR SDRAM
DDR (Double Data Rate,双倍数据速率)SDRAM从名称上即可猜测出它是拥有「双倍」传输速率的SDRAM
由于它沿用SDRAM的基础,所以制造成本并不会比SDRAM内存高出太多。而市场上DDR SDRAM常以PC1600/PC2100/PC2700来标示速度,其实它指的是DDR200/DDR266/DDR333,也就是每秒可传送的数据量 分别是1.62.12.7GB。目前DDR SDRAM都采用184-Pin模块。
SGRAM
SGRAM - Synchronous Graphics RAM, SGRAM是由SDRAM再改良的内存,它的设计允许以block为单位个别分开地取回或修改其中的数据 , 减少整体内存读写的次数, 增加绘图控制器的效率。
RDRAM
RDRAM - Rambus DRAM, RDRAM完全由Rambus公司独立设计完成。它非常的快, 约是 一般DRAM十倍以上的速度, 但是内存控制器需要相当大的改变; 当然系统内存方面的接口也要有所更改才能使用。目前绝大部份使用在游戏机器上头, 或者专门处理图形应用的系统上。
VRAM
VRAM - Video RAM, 图形内存。它的特性是可以很快的更新数据, 通常用在高速处理图形的环境下。要在很短的时间内处理更新到CRT以及CPU上头的资料, 这对传统的内存而言, 因为只拥有一个数据端口( 单一个输出入bit), 有极大的数据传输瓶颈; VRAM拥有两个分开的数据端口( 两个单独的输出入bits) 所以可以解决上述的问题。一个数据端口可以专门用来处理CRT的数据, 更新在屏幕上的显像; 另外一个数据端口由CPU或绘图控制器用来改变内存内的显像数据。
WRAM - Window RAM, WRAM是另外一种使用双数据端口的内存, 也是集中在专门从事绘图工作的系统内, WRAM是采用EDO的方式, 此点与VRAM不同。
ROM

ROM - Read Only Memory, 只读存储器。由字面上的意义可以很明显的看出, 这一种内存只能读, 不能写入。它主要用来存放firmware韧体 , 例如系统的BIOS, 影像显示卡上的BIOS等等, 因为这一类型的程序或数据将来会变动的机会很低, 所以可以采用ROM类型的内存来存放, 除了降低成本之外, 储存在ROM里头的数据也不会因为误动作而丧失数据。
MASK ROM
MASK ROM - 为了将韧体大量生产, 工厂常会先制作好一颗有原始资料的ROMEPROM, 然后大量的制造生产出与原始ROM内容完全相同的ROM, 这一种大量生产的ROM就叫做MASK ROM, 可以在影像显示卡, 游戏机等硬件上找到它。
PROM
PROM - Programmable ROM, one-time programmable (OTP) ROM由字面上可以很明显的看出这是一种可以程序规画的只读存储器, 因为可以允许写入一次数据, 以称之为PROM。一般运用在制作第一颗原始数据存储器, 准备将来生产MASK ROM 其它用途的内存。因为只允许数据写入一次, 所以如果写入错误, 或者是数据错误, 则这一颗PROM都将无法回收重复使用。
EPROM
EPROM - Erasable Programmable ROM, EPROM也是属于只读存储器的一种, 但是它可以透过紫外线的照射, 将其内部的数据清除掉之后,再透过烧录器之类的设备,将数据烧录进EPROM内。所以 ,PROM最大的不同点,在于EPROM可以重复烧录数据, 不像PROM般的仅能烧录资料一次。在研发firmware,总是会修修改改的,如果不是用EPROM而是用PROM 或其它的内存,真是太浪费了
EEPROM
EEPROM - Electrically Erasable Programmable ROM, 也是属于一种不需要电源就可以保存住数据的内存。数据写入内存之后, 即使在电源关闭的情况下, 也可以保留很长一段时间; 而在写入数据时, 亦不需要额外的提高电压, 要写入某一些句柄, 就可以将数据写入EEPROM里头 。在许多随插即用的适配卡中, 都将本身的设定值存放在EEPROM里头,系统可以随时至EEPROM内读取到适配卡的设定数据, 并且系统也可以很快的更改这一些设定, 不需要如同以往般的调整 Jumper。其它如网络卡, 声卡, 甚至主机板都有厂商使用EEPROM当成BIOS的设定数据处存装置。
另外也有许多的「保护」措施采用EEPROM, 例如常听到的「硬件锁」。 因为EEPROM不需要额外的电源供应来保存数据, 不怕计算机将电源关闭。因此, 可以将部份资料写入 EEPROM内保存, 需要的时候再由EEPROM取回数据查核, 达到保护的目的。
FLASH
FLASH - Flash内存比较像是一个储存装置, 而不像是一般的RAM; 因为当一部计算机关掉电源之后, 储存在Flash内存的数据并不会流失掉。它读取数据时的速 度如同一般的ROM, 但是写入数据时必须将原本的数据清除掉, 然后再写 入新的数据, 所以所需耗费的时间会比较长, 这是Flash内存的缺点。, 有许多采用 PCMCIA接口的储存装置, 采用了高容量的Flash内存, Flash的优点是不需要电源也能保存数据,缺点是写入数据的速度太慢。
Direct Rambus DRAM
Direct Rambus DRAM是由Intel主推的内存规格,其最大的特色是工作频率可达800MHz!不过其制作成本过高,导致许多内存大厂兴趣缺缺,所以市场上并不是很普遍。至于未来有无可能成为内存市场的主流,就要看过程能否将降低成本了。
VCM
VCM(Virtual Channel Memory,虚拟信道内存)是由NEC公司所发展出来新一代的DRAM IC,其数据的传输速度与功率的需求较现行SDRAM为佳!VCM的做法是在SDRAM的颗粒中嵌入1-2KStatic Register Cache(静态缓存器快取),以提供16个虚拟通道(Virtual Channel)来加快多任务环境下的处理速度。
RAM 采购指南:

内存的种类这么多,其实我们要注意的只有搭配主机板的内存和显示卡上的内存而已,现在市面上的主机板有 SD-RAMDDR-RAM插槽的分别
SD-RAMDDR-RAM的区别如下
意别买错了,而显示卡的内存是直接焊在板子上的,购买时注意外包装上所标示的内存种类,这关系到显示卡运作的速度。此外,不同速度的内存同时工作,常会造成程序执行错误,最好能搭配同厂牌同型号的内存。
一般来说内存愈大愈好,Windows 会将运作的程序暂存在内存中,当内存不够用时,就利用硬盘的空间来暂存数据,速度会明显下降,一般 Windows 运作只要 256MB就够用了,除非您要执行专业的绘图软件或伺服主机需要大量的数据运作空间或满足3D游戏的顺畅度,才有加大内存的需求,至于内存速度就当然 是愈快愈好,不过这也要主机板能支持才行。
市面上内存亦有盒装及散装的分别,当然买盒装的产品有厂商的完整保固,散装的虽便宜,但稳不稳定就要碰运气了。

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