内存知识问答.doc

一. 内存的基本知识1.电脑上的存储器按用途是怎样分类的？答：按用途分，存储器可分为主存储器（MainMemory，简称主存）和辅助存储器（Auxiliary Memory，简称辅存）两种。主存储器又称内存储器（简称内存），辅助存储器又称外存储器（简称外存）。外存通常是磁性介质（如硬盘和软盘）或光盘。外存能长期保存信息，并且，断电后，保存在上面的信息不会丢失，而且容量可以很大，但是，它们的速度很慢，不便和CPU交换数据。凡是不能直接跟CPU交换数据的存储器都是“外”存储器。内存储器是由半导体芯片构成的，断电后上面的信息就不存在了，而且，跟硬盘相比，它的容量通常不是很大。但是，相对来说，内存的速度比外存快得多，只有它才能跟CPU交换数据。因此，外存相当是一个大仓库，内存则是一个供临时承载信息的大表演舞台。2.内存的主要功能是什么？答：下图是计算机的原理图，从图中可以看出，内存在计算机中扮演着极其重要的角色。例如，当你初次打开文件时，实际上是在把保存在硬盘上的文件调入内存的过程；当我们在电脑上写文章时，实际上是往内存上写的；当你玩游戏时，实际上是你把游戏内容调入内存后才能展示的；如果你需要进行运算时，是由内存提供数据的；如果你的文章还没有写完，要把它暂时保存起来时，实际上这是把文件由内存往硬盘的转移过程；如果你想把写好的文章打印出来，其内容也是由内存提供给输出设备的。当然，内存的以上功能都是由CPU控制器操纵的。可是，控制器之所以能够进行操纵，其指令又是由内存提供的。内存实在是太重要了。图1 内存在电脑中的作用示意图内存是由动态随机存储器（DRAM)构成的，从外型看，它是一个面积仅有几十平方厘米的小薄片，因此，在业界，一般把内存俗称“条子”。可是它在计算机中的作用却非同小可。在计算机中却跟CPU、主板（也有的说是硬盘）并称为计算机的“三大件”，可见内存的重要了。计算机的故障有相当一部分是由内存引起来的。3.存储器按功能是怎样分类的？答：存储器都是由半导体芯片构成的。按存储信息的功能可分为只读存储器ROM（Read Only Memory）、可改写的只读存储器EPROM（Erasable Programmable ROM）和随机存储器RAM（Random Access Memory）。ROM中的信息只能被读出，而不能被操作者修改或删除，故一般用于存放固定的程序，如各种监控程序、汇编程序等。EPROM（Electrically Erasable Programmable ROM）称电可擦写可编程只读存储器。它和一般的ROM不同点在于它可以用特殊的装置擦除和重写它的内容，一般用于软件的开发过程。内存条上的SPD就是这种类型的内存。随机存储器RAM(Random Access Memory )就是我们平常所说的内存，主要用来存放各种现场的输入、输出数据，中间计算结果，以及与外部存储器交换信息和作堆栈用。它的存储单元根据具体需要可以读出，也可以写入或改写。由于RAM是由电子器件组成的，所以只能用于暂时存放程序和数据，一旦关闭电源或发生断电，其中的数据就会丢失。4.静态RAM和动态RAM各有什么特点？答：RAM(Random Access Memory )称为随机存取存储器，现在的RAM多为MOS型半导体电路，它分为静态随机存储器SRAM（Static RAM）和动态随机存储器DRAM（Dynamic RAM）两种。静态随机存储器是靠双稳态触发器来记忆信息的。通常比一般的动态随机存储器处理速度更快更稳定。所谓“静态的”（ Static）其意义是指内存资料可以常驻而不须随时存取。因为它有此种特性，所以，静态随机存储器通常被用来做CPU的高速缓存（Cache）。动态RAM是靠MOS电路中的栅极电容来记忆信息的。由于动态RAM电容上的电荷会泄漏，需要定时给予补充，所以，需要设置充电刷新（refresh）电路，如果不充电，数据只能保存很短的时间。静态RAM则不必设置刷新电路。但动态RAM比静态RAM集成度高、功耗低，从而成本也低，适于作大容量存储器。所以，我们通常说的内存（如SDRAM、DDR、DDR2等）都是采用DRAM 。5.什么叫闪存？答：闪存（Flash ROM或Flash Memory）也称闪速存储器，是一种新型的半导体存储器。主要特点是在不加电压的情况下也能长期保持信息。它跟EEPROM的区别在于EEPROM只能对数据进行块书写，不能对数据进行字节的读写，而Flash ROM则可以，而且功耗也低，升级也容易。所以，目前主板的BIOS都使用闪速存储器。我们平时使用的闪存盘（U盘）、MP3、PCMCIA卡等也都是Flash ROM，如果容量能够有更大的突破，将来很有可能成为硬盘的替代品。6.什么叫Remark内存？答：Remark内存（Remark Memory Module）是遭奸商恶意修改过的内存。7.什么是内存的时钟频率？答：和CPU一样，内存本身是一个数字逻辑芯片，它本身并不会产生频率。频率是主板上的频率发生器外加给它的。人们把主板上产生的这个频率称为时钟频率（Clock Frequency或TCK），在台湾则称“时脉”。加于内存的频率则被称为内存的时钟频率、DRAM频率、工作频率、内存总线频率、内存总线速度（Bus Speed）等等。8.什么是内存的核心频率？答：内存是由数字芯片组成的，芯片中的晶体管全都工作在开关状态，它们的导通和关断动作都是按照时钟信号的节奏进行的。如果时钟频率过高，就可能出现晶体管的开关状态来不及变化的情况，产生死锁或蓝屏。所以，每一款芯片都有自己的频率极限。这个极限频率就是内存的核心频率(Core Frequency)或者说是它能正常工作的频率，因此，也把内存的频率称为内存的真实频率。核心频率的大小是内存本身的属性，与制造水平有关，也跟制造厂的主观标注有关。例如，有的制造厂为了提高信誉，可能把能耐受300MHz的芯片标注为250MHz或更低，人们就会说这钟种芯片的“体质强”。9.什么是内存的数据频率？什么是等效频率？答：数据频率指的是内存与系统交换数据的频率。由于DDR内存可以在脉冲的上升沿和下降沿都传输数据，因此，传输数据的频率（Data Frequency）是核心频率（Core Freconcy）的两倍，例如型号为DDR 200的内存，其核心频率是100 MHz，其数据传输频率就是200 MHz；DDR2内存每个时钟能够以4倍于核心频率的速度读/写数据，因此，数据传输频率是核心频率的4倍，是时钟频率的两倍。例如，型号为DDR2-800的内存，其核心频率是200 MHz，时钟频率是400 MHz，而数据传输频率则是800 MHz；DDR3内存每个时钟能够以8倍于核心频率的速度读/写数据，因此，数据传输频率是核心频率的8倍，是时钟频率的两倍。例如，型号为DDR3-1600的内存，其核心频率是200MHz，时钟频率是800MHz，而数据传输频率则是1600 MHz。内存的数据传输频率也经常称为内存的等效频率或接口频率。10.电脑上的频率是怎样产生的？答：电脑上的频率有许多种，它们是由设在主板北桥上的频率发生器产生并分类供出的。电脑上的频率如此众多，如果相位不同是要乱套的，为了使的各部件能同步工作，必须有一个基准频率，通过锁相环节，使各个频率都跟它同步运行，这个频率就称为“外频”，“外频”英文名称直译应该是External Frequency或External Clock，但是，在许多场合它被称为CPU Host Frequency、CPU FSB frequency或Bus Speed。其实它应该称为“内频”，之所以称它为外频，是出于以CPU为中心的提法，因为这个频率跟CPU内设的倍频器倍率相乘就是CPU的主频。正因为外频有以上特性，所以，也经常把外频称为CPU的时钟频率、前端总线的时钟频率、内存的时钟频率或电脑的系统时钟频率等。在很多场合至今仍然把外频和前端总线FSB相混用。虽然是有历史渊源的，却是错误的，应该注意辨别和区分。例如，对于Intel平台来说，如果它的FSB是800MHz，则它的外频就是200MHz。但是，在许多场合误把200MHz称为前端总线频率。11.什么是内存的主频？答：所谓内存的主频是指内存的数据传输频率，用以表示内存的速度。例如，DDR2-800内存的主频就是800MHz。这似乎是仿效对CPU主频的称呼，因为经常把CPU的主频称为CPU的速度。12. 为什么经常把频率称为速度？答：电脑的频率经常被称为速度，这是因为频率高，电脑运行速度也高的原因。如经常把外频称为总线速度；把数据总线频率称为接口速度(Interface Speed)等。但是，在不同的资料中，对同一种频率可能有不同的叫法，应注意区分。13. 内存的频率为什么那么重要？答：内存负责向CPU提供运算所需的原始数据，而目前CPU运行速度远远超过内存的速度，因此很多情况下CPU都需要等待内存提供数据，这就是常说的“CPU等待时间”。内存传输速度越慢，CPU等待时间就会越长，系统整体性能受到的影响就越大。因此，快速的内存是有效提升CPU效率和整机性能的关键之一。14.内存的国际标准是什么？答：JEDEC（Joint Electron Device Engineering Council）即电子元件工业联合会，是1958年世界上最著名的300家半导体生产厂商们组成的一个国际组织，主要任务是为计算机内存制定行业标准。本人曾搜索过ISO和IEC的标准，没有找到有关内存方面的标准。因此，目前，JEDEC发布的标准和规范实际上也就是国际标准。据说，来自中国的企业已占JEDEC 会员总数的20%。2008年还在上海召开过一次为期一个星期的会议。15.什么是内存传输类型？答：传输类型指内存所采用的内存类型，不同类型的内存传输类型各有差异，在传输频率、工作频率、工作方式、工作电压等方面都有不同。目前市场中主要的内存类型有SDRAM、DDR、DDR2和DDR3四种。其中SDRAM早已经被淘汰，DDR也已经退出了市场，DDR3还没有普及，因此，目前DDR2内存占据了市场的主流。在DDR时代，还曾有过RDRAM（RAMBUS DRAM）存储器总线式动态随机存取存储器，因价格昂贵，PC机基本不用。当然，再往前推，还曾有过FPA（Fast Page Mode）RAM 快速页面模式随机存取存储器、EDO（Extended Data Out）RAM 扩展数据输出随机存取存储器。16.衡量内存质量的主要技术指标是什么？答：衡量内存质量的最主要技术指标是它的工作频率、容量、时序(主要是CL)和存取时间。频率决定它的存取速度；容量决定它处理数据的能力；时序则影响计算机的速度。17. 什么是内存的容量？内存的容量有那些？答：内存容量是指该内存条的存储容量，是内存条的关键性参数之一。内存容量以MB作为单位，可以简写为M。内存的容量一般都是2的整次方倍，比如64 MB、128 MB、256 MB、256 MB、512 MB、1024 MB、2048 MB等规格。内存容量越大，数据的处理能力就越强。一般而言，在采用SDRAM内存的台式机中，内存容量最大为128MB；在采用DDR内存的台式机中，内存容量最大为512MB；在采用DDR2内存的台式机中，内存的容量最大可以达到4GB;行将普及的DDR3的最大容量可以达到8GB。内存容量的上限一般由主板芯片组和内存插槽决定。不同主板芯片组可以支持的容量不同。系统中内存的数量等于插在主板内存插槽上所有内存条容量的总和18.什么是SDRAM内存？答：SDRAM，即Synchronous DRAM（同步动态随机存储器），曾经是PC电脑上最为广泛应用的一种内存类型，现在，SDRAM已经退出市场了。我的紫光笔记本和IBM黑金刚，在2001年前后还是红极一时的，它们用的都是SDRAM内存。但是，2005年打算升级内存时，就很难再找到SDRAM的身影了，价钱反倒贵了。说它是“同步动态随机存储器”，那就是说它的工作速度是与系统总线速度（Bus Speed，即外频）是同步的，它在一个时钟周期内只在上升沿传输一次数据，因此，这种内存的核心频率（Core frequency）、时钟频率（Clock freq.）和数据频率（Data freq.）是一致的。见下图。 图2 SDRAM频率图SDRAM内存有PC66、PC100、PC133等不同规格，而规格后面的数字就代表着该内存最大所能正常工作系统总线速度，比如PC100，那就说明此内存的核心频率是100MHz，时钟频率也是100MHz，可以在外频为100MHz的电脑中同步工作。19.SDRAM内存的传输标准是什么？答：传输标准是内存的规范，只有完全符合该规范才能说该内存采用了此传输标准。SDRAM的商品型号及传输标准见下表20.什么是DDR内存？答：DDR应该叫DDR SDRAM（Double Data Rate SDRAM）或倍速率同步动态随机存储器，人们习惯称为DDR或DDR 1。DDR是双倍速率同步动态随机存储器的意思，DDR内存是在SDRAM内存基础上发展而来的，仍然沿用SDRAM生产体系。SDRAM在一个时钟周期内只传输一次数据，它是在时钟的上升期进行数据传输；而DDR内存则是一个时钟周期内传输两次次数据，它能够在时钟频率的上升期和下降期各传输一次数据，因此称为双倍速率同步动态随机存储器。其各频率的曲线表示见下图。图3 DDR内存频率图从外形体积上看，DDR与SDRAM相比差别并不大，他们具有同样的尺寸和同样的针脚距离。但是，他们的针脚数和电压等都有差别。因此，并不兼容。21.DDR内存的传输标准是什么？答：DDR的常见商品类型和内存的传输标准见下表，其特点是核心频率跟时钟频率一致,数据传输频率则是工作频率的两倍：注：DDR的时钟频率等于核心频率，时钟频率也称工作频率.22.SDRAM的PC133型和DDR的PC2100有什么关系？答：SDRAM内存型号的示方法和DDR内存的表示方法是不同的。在SDRAM中，“PC”后面的数字表示的是内存的工作频率，例如PC133表示这种内存的工作频率和传输频率都是133MHz。在DDR中，PC后的数字代表它的传输带宽，例如PC 2100后的2100就是这种内存的带宽，单位是MB/s，它相当于传输频率是266MHz(即核心频率是133MHz)的DDR SDRAM内存。不过，DDR内存的型号经常是用DDR后加传输频率的方法表示，例如，PC 2100经常表示为DDR266。数据频率跟带宽的关系，见后面的问答。23.什么是DDR2内存？答：在内存的核心频率相同的情况下，DDR是通过利用脉冲的上沿和下沿同时传递数据的方法，把传输频率比SDRAM提高了一倍的。DDR2则是在利用这种技术的同时，还利用并行存取技术（即利用时钟延迟，在一个总线上运行两个正弦波，这相当时钟频率比内存的核心频率增大了一倍），可以在每次存取中处理4个数据而不是两个数据，从而实现了在每个时钟周期处理多达4bit的数据，比传统DDR内存可以处理的数据又高出了一倍。其频率关系见下图。图4 DDR2内存的频率24.当前DDR2的传输标准是什么？答：见下表：注：DDR2-1066并非JEDEC的正式标准系列产品。25.DDR的PC3200和DDR2的PC2-3200有什么差别？答：从数据传输能力来看是相同的，都是3200MB/s，但是，DDR内存要想达到这样的传输能力，其核心频率必须是200MHz，即DDR400；而DDR2的核心频率是100MHz(即DDR2-400)就可以达到这样的传输能力。26.DDR3内存有什么改进之处?答：DDR3可以看作DDR2的改进版。与DDR2相比，至少有以下三点：1.由于DDR3采取了8bit预取设计（DDR2是4位预取），因此，在相同的核心频率下，数据频率比DDR2提高了2倍；目前，DDR2标准的最高数据频率是800 MHz(实际可以达到1066MHz或更高)；DDR3的起步标准就是800 MHz，最高标准是1600MHz，今后会更高。2.采用100nm以下的生产工艺，将工作电压从1.8V降至1.5V,因此，DDR3能耗进一步降低了，这对笔记本电脑意义更大；3.DDR3内存的颗粒密度有所增加。而且其起始的逻辑Bank就是8个（DDR2一般为 4个），所以，DDR3内存的容量做得更大了，达到单条8GB容量。此外，DDR3新引入的“重置(Reset)”功能也使DDR3可以保持较低的功耗指标;DDR3的刷新机制也获得低功耗适应的改良。此外，在封装（Packages）技术、突发长度（BL，Burst Length）、寻址时序（Timing）等方面较DDR2有了显著改善。DDR3内存还有部分DDR2内存所不具备的功能，如：重置（Reset）功能、ZQ校准功能、参考电压分成两个、根据温度自动自刷新、局部自刷新等。下表是DDR1、DDR2和DDR3三种内存的一般比较。27DDR3的传输标准是怎样的？答：根据JEDEC推出的规范，DDR3的传输标准见下表： 注1: 由于生产厂商的竞争，肯定会有更高频率的DDR3内存出现。 注2：和DDR2内存不同，DDR3的核心频率：时钟频率：数据频率=1：4：828。请说明以上四种内存中的三个频率间的关系答：四种内存的三个频率间关系（以核心频率为100MHz为例）见下表：通常把内存的时钟频率称为工作频率，也称为总线频率。在SDRAM中，时钟频率和数据频率相等；在DDR、DDR2和DDR3中，时钟频率是数据频率的1/2。29.什么是内存的位宽？答：内存的位宽是指内存在一个时钟周期内所能传送数据的位数，以bit为单位，位数越大，则瞬间所能传输的数据量越大，这是内存的重要参数之一。目前，内存的传输位宽都是64比特。30.什么是带宽？内存的带宽是如何计算的？答：带宽表示传输数据的速率，用字节每秒表示。内存带宽的计算公式是：内存带宽的计算公式总线位宽（bit）x内存数据频率/8；如DDR2-800带宽即为64bitx800MHz/86.4GB/s=6400MB/S，如果是双通道还要乘以2，即为12.8.即DDR 400的内存可以表示为PC 3200。上述计算可以简记为“数据频率乘以8 就是带宽”。当然，单位不能搞错。31.内存是怎样编号的？答：因为内存编号的问题很多，我专门写了一篇文章，比较详细地谈这个问题。二. 内存结构的知识32. 按插槽分，内存有哪几种形式？ 答：按内存条的插槽（接口）形式，常见内存条有两种：单列直插内存条（模块）SIMM（Single Inline Memory Module）和双列直插内存条（模块）DIMM（Dual Inline Memory Module）。SIMM内存条分为30线，72线两种，早已被淘汰了，目前以DIMM插槽为主了。下表是目前不同的内存使用插槽的情况，由表可见，虽然都是DIMM插槽，但是，SDRAM、DDR1和DDR2的插槽是不能通用的：一般情况下，一块主板只支持一种内存类型，但也有例外。过去，有些主板具有两种内存插槽，有颜色区分，可以使用两种内存。但是，值得注意的是，在这些主板上不能同时使用两种内存，而只能使用其中的一种，这是因为其电气规范和工作电压是不同的，混用会引起内存损坏和主板损坏的问题。33. 什么是双通道内存插槽？答：双通道内存技术，就是在主板北桥芯片组里制作两个内存控制器，这两个内存控制器是可以相互独立工作的（原理图见第91问）。在这两个内存通道上，CPU可以分别寻址、读取数据，从而在理论上可以使内存的带宽增加一倍，数据存取速度也相应增加一倍，其带宽一般可以达到128bit。在主板上的内存插槽有三种：两槽式、三槽式和四槽式。现在的主板大都支持双通道。但是，怎样成双成对地插才能构成双通道，还要看主板的说明书。也可以参照本文在后面关于双通道的介绍。34. 什么是内存模组？什么是内存的颗粒？答：内存模组（Memory module）顾名思义就是内存芯片的组合，在大陆称其为“内存条”；在香港和台湾则称内存模组。内存颗粒是港台对内存条上的芯片（chip）的称呼。芯片也称晶片，但是，只对内存上的芯片称颗粒。从外观看，内存颗粒就是附着在内存条上的那些黑色小长方块，其数量都是2的方幂，常见的有8片16片等。4 片和32片的就少见了。图6 内存模组的外型35.单面的内存好，还是双面的好？答：一般讲，从超频特性讲，单面的要好些，因为颗粒少了，连接线就少了，相互干扰也就小了，发生故障的概率也就小了。但是，不能一概而论，主要取决于厂家颗粒的质量和工艺水平。36. 安装内存条时应该注意些什么？ 答：SDRAM内存、DDR1内存和DDR2内存的插槽是不相同的，要看清你的主板支持哪种内存。在金手指侧的槽口位置是不同的，哪边长、哪边短要认清楚。如果是在冬天安装，要导出手上的静电。插入内存条时除了条子的整体要对准插槽外，条子的一端还要对准活动卡子上的槽口，插时可适当用一些力，听到一声清脆的响声后，说明卡子已经卡住内存条了。 图7 内存和插槽 37.什么是金手指？答：金手指（connecting finger）是内存条上与内存插槽之间的连接部件，所有的信号都是通过金手指进行传送的。因为它的颜色是金黄色的，所以被称为金手指。其实，金手指是在覆铜板上通过特殊工艺再覆上一层金，因为金的抗氧化性极强，而且传导性也很强。不过因为金价昂贵，目前较多的内存都采用镀锡来代替，金手指上的导电触片也习惯称为针脚（Pin）。由于集尘或氧化的关系，金手指跟插槽之间的接触会有不良的情况发生，这时就会出现电脑的故障。为此，可以把内存条拔来，用橡皮轻轻地擦拭一下即可。但是，不可用水或酒精等清洗。38.什么是SPD答：SPD（Serial Presence Detect，串行存在检测）是一颗8针的EEPROM芯片（见图5），大约为3mm4mm1.5mm。它一般位于内存条正面的中间或右侧，容量为256字节。SPD芯片内记录了该内存的许多重要信息，诸如内存的芯片及模组厂商、工作频率、工作电压、速度、容量、带宽、主要时序（如CL、tRCD、tRP、tRAS等）。SPD信息一般都是在出厂前，由内存模组制造商根据内存芯片的实际性能写入到ROM芯片中的。普通用户虽然不能改变SPD的设置参数，但是，也可以通过BIOS另行设置（即不选择“By SPD”选项）。可以用专用软件（如CPU-Z）查看计算机对SPD的设置情况。39.请介绍内存芯片寻址的基本原理答：在存储器（包括内存、软盘、硬盘和光盘等）中保存着大量数据。为了方便保存和提取它们，必须为这些数据编上号。但是，这个号不是按系列顺序编的，而是按行和列的顺序编的。因此，当提取它们的时侯，只要指明行数（称行址）和列数（称列址）就可以很轻易地找到它们了。这就是内存芯片寻址的基本原理。由此看来，内存芯片的内部结构就相当是一张大的矩阵网，由行（Row）线和列（Column）线相互交叉得到一系列单元格（cell），数据都被依序放在单元格中。我们把矩阵中的每个单元格称为单元（Cell），它是内存中存储数据的最小逻辑单位。把这个大矩阵就称为逻辑Bank（Logical Bank），简写为L-Bank。Bank是存储块的意思。40.什么是逻辑Bank? 什么是存储单元？答：见上题的答案。41.一个芯片就是一个逻辑Bank吗？答：理论上，是可以把一个芯片（颗粒）设计为一个逻辑Bank的，但是，由于工艺上的原因，这个阵列不可能做得太大。此外，如果一个芯片（颗粒）就是一个L-Bank，也会形成严重的寻址冲突。所以一般内存芯片中都是将内存容量分成几个阵列来制造，也就是说，在内存芯片中存在多个逻辑BANK。以前16 Mbit的芯片基本采用的每个颗粒两个逻辑BANK，但是到了64 Mbit的芯片，从32MB到1GB的芯片基本都是4个逻辑BANK了。目前。有的DDR2内存也有8个Bank的,DDR3最低是8个。其实，在有些主板上是允许对L-Bank数进行设定的。不过，还是设为“By SPD”或“Auto”为妥。42.一个逻辑Bank有多少存储单元？答：逻辑Bank的行数和列数的乘积就是每个逻辑Bank所包含的单元格数。例如，当行数是4096,列数是2048时，其乘积是40962048=8388608=8.389Meg，生产厂家经常把这个乘积称为数据深度（Data Depth）。数据深度一般是以数字兆表示的。如1Meg（精确值是1048576）、2Meg（精确值是2097152）、4Meg(精确值是4194304)、8Meg（精确值是8388608）、16Meg（精确值是）等。其大小因芯片容量大小而异。芯片厂家一般都在芯片上标出。43.什么是L-Bank的Word？答：在某些厂商的表述中，将L-Bank中的存储单元称为Word，例如把数据深度的“4194304Meg”表示为“4194304Words”。此处Word代表位的集合而不是字节的集合。44.什么是数据深度？什么是数据长度？答：一个逻辑Bank的行数和数的乘积，就是一个L-Bank所具有的存储单元数，这个数就是物理存储器空间（不同于地址空间），内存生产商也把它称为数据深度（Data Depth）。可参见上题。内存生产商有时把芯片的数据深度跟每个芯片的L-Bank数的乘积称为数据长度(Data Length)。45.什么是颗粒密度？如何计算？答：颗粒密度（Chip Density）也称芯片密度。它表示的是一个颗粒（芯片）的内存容量，一般是以兆位（Mbit）来表示的。颗粒密度的计算公式是：颗粒密度=数据深度芯片位宽L-Bank数例1:金士顿的一种DDR2-800内存，对其芯片规格表示为“16M8bit4Bank”，请计算其颗粒密度。解：这表示该芯片的数据深度是16M，芯片（颗粒）的位宽为8 bit，每个芯片有4 个L-Bank，因此，颗粒密度=16M8bit4 Bank = 512 Mbit换算成字节后，就是512 Mbit8 bit/Byte = 64 MB。因为开发商也把数据深度跟L-Bank数的乘积称为数据长度，所以，也有时把颗粒密度表示为MW，其中M是数据长度；W是芯片的位宽，这时有：颗粒密度=数据长度芯片位宽例2：金士顿的一种DDR2-800内存，还对芯片的规格表示为“64M8bit”，请计算其颗粒密度。解：这里的64M表示的是芯片的颗粒长度，8bit表示的是芯片的位宽，因此颗粒密度=64M8bit=512 Mbit46.如何计算一个芯片（颗粒）的容量？答：因为一个芯片的容量称为颗粒密度，所以答案见上一问题。47.如何计算内存条（模组）的总容量？答：知道了芯片（颗粒）的颗粒密度，就很容易计算内存条（内存模组）的总容量了。计算公式是内存条的总容量=颗粒密度颗粒（芯片）数例如上题所述金士顿的内存有16个颗粒，因此，内存条的总容量就是64MB16=1024MB48.什么是芯片的位宽？答：一个Cell只能存储0或者1这样的一个位（bit），而数据的寻址和传递是以字节Byte（8bit）为单位的。为了满足这个要求，必须通过地址总线和数据总线在PCB（印刷电路板）上把若干个芯片（颗粒）并联起来，使之组成一个单元体，并且赋予这个单元体以同一个地址，这样，当对这个编号进行寻址时，所寻到的就不只是一个单元（Cell）的数据，而是这一个存储单元体的若干个位（bit）的数据了。对于CPU来说，它就是一颗8bit（或16bit）的RAM芯片，而不再是独立的8个(或16个)1 bit芯片物理存储器和地址空间。我们把这个存储体的位数称为芯片的位宽。因为它是在一个L-Bank的单元（Cell）的基础上扩展的，所以，也称其为逻辑Bank的位宽。目前，芯片的位宽大都是8 bit,过去也有4bit的，在DDR2中，也有16bit的。49.怎样理解芯片位宽等于L-Bank位宽？答：打个比方：一个L-Bank相当一张具有若干方格的方格纸（纸上横向小单元格多于纵向的，所以，这“纸”本身并不是正方的），把几张同样的方格纸叠成一摞。我们把这个“摞”称为单元体。一摞有几张纸，就说L-Bank的位宽是几（当然，单位不同）。如果我们把同样的4摞纸（4个L-Bank）按顺序摆在桌子（把桌子看成是一个芯片即一个颗粒）上，每一摞有几张纸(位宽)这个事实是不会变的。所以说：L-Bank的位宽等于芯片（颗粒）的位宽。50.什么是物理BANK？答：当前，CPU传输数据的位宽是64 bit，内存为了和CPU打交道，内存的位宽也必须是64 bit。可是，单个内存颗粒的位宽仅有8 bit或16 bit，个别也有32 bit的。因此，必须把多个颗粒并联起来，组成一个位宽为64 bit的数据集合，才可以和CPU互连。生产商把64 bit集合称为一个物理BANK（Physical BANK），简写为P-BANK。如果每个内存颗粒的位宽是8 bit，应该由8个颗粒并联起来，组成一个P-BANK（64 bit）；同理，如果颗粒的位宽是16 bit，应该由4个颗粒组成一个P-BANK。由此可知：P-Bank其实就是一组内存芯片位宽的集合。51.什么是CPU的位宽？ 答：CPU的位宽是指微处理器一次执行指令的数据容量。或者说是CPU在一个传输周期内能够接受的数据容量。它也经常称之为CPU的寻址位宽或CPU的数据总线位宽（单位：bit），过去使用的位宽有4、8、16和32bit,目前的主流产品都是64bit的。少数产品仍是32bit的。CPU的位宽对CPU性能的影响并不亚于主频。如果我们将总长128位的指令分别按照16位、32位、64位为单位进行编辑的话：旧的16位CPU（如Intel 80286 CPU）需要8个指令；32位的CPU需要4个指令；而64位CPU则只要两个指令。显然，在工作频率相同的情况下，64位CPU的处理速度比16位、32位的更快。内存系统为了保证CPU的正常工作，必须一次传输完CPU在一个周期内所需要的数据，而在当前，主流CPU的寻址位宽是64bit，所以，内存系统必须要组成一个P-Bank的位宽，才能使CPU正常工作。 52.物理Bank的位宽和芯片的位宽有什么关系？ 答：因为SDRAM内存系统必须要组成一个P-Bank的位宽（64Bit），才能使CPU正常工作，理论上，如果能做出一个位宽为64bit的芯片来就可以满足P-Bank的需要了，但这对技术的要求很高，在成本和实用性方面也都处于劣势。所以芯片的位宽一般都较小。目前，台式机市场所用的SDRAM芯片位宽大都是8bit,最高也就是16bit。这样，为了组成P-Bank所需的位宽，就需要多颗芯片并联工作。对于16bit的芯片，需要4颗（416bit=64bit）。对于8bit芯片，则就需要8颗(88bit=64bit)并联了。 53.什么是双物理Bank？ 答：因为CPU和内存通讯时，只要求内存有64位的位宽，所以，在一般情况下，一个内存模组只有一个P-BANK，即颗粒位宽的集合是64 bit即可。但是，一个系统只有一个物理Bank，已经不能满足容量的需要了。所以，近来的内存模组，已经将物理内存扩大到两个（双通道）甚至是4个了。因此，其总位宽就相应扩大到128 bit、256 bit。如果是128bit就是双物理Bank。如果是256bit就是4个物理Bank了。采用多Bank内存时，需要芯片组的支持。在Intel的定义中，则称P-Bank为行（Row），比如845G芯片组支持4个行，也就是说它支持4个P-Bank。另外，在一些文档中，也把P-Bank称为Rank（列）。 54.为什么制成多P-Bank的内存？ 答：目前看，CPU一次只能对一个物理BANK进行访问和操作（因为一个物理BANK是64bit的位宽），因此，内存有一个P-Bank也可以工作。为什么要采用多物理Bank？主要是为了满足容量的需要。但是，随着技术的进步，CPU的的位宽会增至128bit或以上,到那时，一个P-Bank就满足不了CPU的要求了。目前主流产品大都是采用两个物理Bank。 55.物理BANK的数目是如何计算的？ 答：知道了颗粒（即芯片）的位宽以后，一个内存模组（即一个内存条）应有的物理BANK数也就可以算定了。计算公式是物理BANK数目=每个颗粒位宽颗粒数目64 bit例：金士顿的一种DDR2-800内存，每个芯片（颗粒）的位宽是8bit”，计有16个芯片（颗粒），问这个内存条（内存模组）有几个P-Bank?答：物理BANK数目=每个颗粒位宽颗粒数目64 bit=8bit1664 bit=2 56.内存模组的一个面就是一个BANK吗？ 答：内存模组是单面还是双面跟BANK数没有直接关系。如果颗粒的位宽是8 bit的，为了组成一个P-BANK，必须有 8个颗粒，只要一面就可以排得下。如果是双物理Bank ，只能做成双面的。又如，如果颗粒的位宽是16 bit的，为了组成一个P-BANK只需 4个颗粒就行了，这时，内存模组也可以做成单面的了。因此，根据内存条是单面还是双面来判断内存的物理bank数目也是不准确的。 57.物理BANK数和内存插槽数有什么关系？ 答：在内存插槽上能插多少内存条，不是随意的，必须得到主板芯片的支持。过去主板芯片只支持2个或4个物理bank ；如果在只支持2个物理BANK的主板上，插上两个双物理bank的内存条时，有一个内存条就没有派上用场，因为芯片无法识别它。不过，目前绝大多数的芯片组都能支持4个甚至8个BANK了，这类问题已经不复存在。还有一种情况就是，有些主板的芯片只能支持一定数据深度的内存条，如果数据深度大于主板能支持的数值，主板也不认识，只认它支持的最大值。这时，大容量的内存只能当较低容量的内存使用了。这个问题也解决了，因为目前的主板都能支持数据深度32M以上的内存了。 58.物理Bank和逻辑Bank有什么不同？ 答：物理Bank和逻辑Bank都是说明内存模组的内部结构的，但是，它们是两个不同的概念。 逻辑Bank相当是一张矩阵表格，它表示的是寻址空间。主要是用来表示数据存储空间位置的，可以用它的数据计算内存的容量。物理Bank是用来表示内存和CPU之间用来交换数据的总位宽的，一个物理Bank就是64个bit。内存要想和CPU交换数据，必须凑足64 bit才行。 59.什么是Rank？什么是Row？ 答：rank有多种含义，在内存技术中，也有不同的解释。有很多网友认为：Rank就是内存模块的面，例如，说有一个Rank就是说内存条有一个面。这种说法似乎欠妥。有的资料说：有的内存有4个Rank，如果把Rank理解成面，就有问题了。因为一个内存条不可能有 4个面。有的网友说：Rank是JEDEC创造的名词，Rank就是物理Bank的同义词，在Intel的定义中，则称P-Bank为行（Row），比如845G芯片组支持4个行，也就是说它支持4个P-Bank。另外，在一些文档中，也把P-Bank称为Rank（列）。倘若系统数据的位宽是64bit，则每一个Rank就必须是64bit，并称其为Single Rank模组；当内存模组上有第二组64bit内存区块时，就称此模组为Double Rank。我认为，后一种说法是正确的。 60. 什么是常规内存？ 答：生产厂家是把内存分成许多区段的。把内存的01024KB区间称为系统存储区；把其中的0640 KB的范围称为常规内存（Conventional Memory）。常规内存是PC机的基本RAM区。在内存分配表中占用最前面的位置，因为它在内存的最前面，并且在DOS可管理的内存区，所以又称之为Low Dos Memory（低DOS内存），或称为基本内存（Base Memory），使用此空间的程序有BIOS操作系统、DOS操作系统、外围设备的驱动程序、中断向量表、一些常驻的程序、空闲可用的内存空间、以及一般的应用软件等都可在此空间执行。 61.什么是保留内存？什么是上位内存？ 在系统存储区剩下的其他的384KB（=1024KB640KB）保留给ROM及其他各种扩展卡(如视频卡)使用。所以把这部分称为保留内存（Reserved memory）。上位内存（Upper memory block），简写为UMB。是利用保留内存中未分配使用的地址空间建立，其物理存储器由物理扩展存储器取得。UMB由EMS管理，其大小可由EMS驱动程序设定。 62.什么是扩展内存(XMS)？什么是高端内存？ 答：生产厂家把内存中按排序在1024KB以上的内存区段称为扩展内存(Extended memory)，简称XMS。把其中1024KB至1088KB之间的64KB内存这一小段内存，称为高端内存区（HMA），HMA是英文High Memory Area的缩写。这部分内存由HIMEM.SYS建立和管理。 63. 什么是扩充内存(EMS)？ 答：扩充内存规范EMS是英文Expanded Memory Specification的缩写，是由LotusIntel/Microsoft三家公司制订的规范。扩充内存是利用1024KB内存中64KB的内存区，此内存区为连续的4页，每页为16KB的实际页内存。早期，扩充内存大部分是做成一块卡的方式,另外插在扩充槽上。不过，现在已经很少使用内存扩充卡了。大都是把扩展内存模拟成扩充内存来使用。扩充内存是非连续性的内存，它是用DOS内存的存储体开关（Bank Switch）分页切换映射到EMS的内存空间的。扩充内存和扩展内存的区别并不在于其物理存储器的位置，而在于使用什么方法来读写它。64. CPU是如何跟内存联系的？ 答：Intel生产的CPU和AMD在K7以前的CPU都是通过北桥跟内存相联系的。为了满足处理数据的高速度，CPU的主频越来越高，通常是外频的八九倍乃至二十几倍。这样的高速度，电脑的其他部件当然承受不了。因此，它是用外部总线通过北桥跟外界（包括内存）联系的，我们把CPU跟北桥之间的总线称为前端总线。 65. 什么是总线？对总线的频率有什么规定？ 答：所谓总线是指把信息由一个端点传输到另一个端点间的部件和连接线。除了前端总线外，还有内存总线、AGP总线、PCI总线、USB总线等，见下图。这些总线都受不同的协议或标准相约束，因此，对频率也有不同的要求，例如，内存总线频率，在一般情况下是等同于外频的，即要求通过它的频率不要超过其内存核心频率（除非你做内存异步设置）；PCI总线要求33MHZ；PCI-E总线的时钟频率是100MHz；AGP总线要求66MHz；USB总线要求48MHz等等。这些分频工作都是由北桥来完成的。 我画的这个总线原理图是前几年最流行的总线图。不过，目前已经落伍了，比如，AGP总线已经逐步被更为先进的PCI-Express总线所取代；接在南桥的PCI插槽，过去被称为万能插槽，数量一般不少于6个。目前，也今非昔比了，PCI插槽大都被长短各异的PCI-E插槽所取代了，一般都被减少到了两三个了。在AMD生产的CPU中，把内存控制器也包括进去了，因此，前端总线也就不存在了。另外，在有些主板中的芯片，已经把北桥芯片和南桥芯片合二为一了，等等。因为下图是经典的总线图，最有代表性，所以，还是把它画出来做解说。图8 计算机各种总线 66. 前端总线的频率是如何确定的？ 答：在早期，例如使用SDRAM内存的时代，没有前端总线（FSB）的概念，当时所谓的前端总线频率就是指外频（CPU Host Frequency），二者没有严格的区分。时至今日，还是经常看到有的资料上把二者混谈。后来，为了提高整个电脑的运行速度，要求CPU的对外总线（即后来称为前端总线的总线）必须有较高的速度，二者才有了明确的区分。在Intel生产的CPU中，前端总线频率是外频的4倍；AMD的CPU在K7及以前，前端总线频率是外频的2倍。但是，自K8以后，AMD的CPU把内存控制器设置在CPU内部了，前端总线的概念也就不存在了。 67. 内存和CPU如何搭配才好？ 答：计算机系统中存在形形色色的总线，这不可避免带来总线速度匹配问题，其中最重要的是前端总线(FSB)和内存总线的速度匹配问题。理论上说，二者是否匹配要考虑两个因素：一是要求内存（频率）同步；另一个是要求带宽匹配。 内存（频率）同步就是要求内存核心频率与CPU外频相等。例如，对于前端总线为800MHz的Intel CPU来说，其外频是200MHz，所配的内存核心频率也应该是200MHz的。因此，如果配DDR内存，就应该配DDR 400内存才算内存同步。如果配DDR2内存，应该配DDR2-800的内存，才算内存同步。 带宽匹配就是说，要求内存的数据频率跟前端总线的频率相等，或者说是要求内存的带宽等于前端总线的带宽，以免造成资源的浪费。对于前端总线是800MHz的CPU来说，它的带宽是6400MB/s。你如果只配一个DDR400内存，频率是同步了，但是，带宽仅有3200MB/s，还不能满足带宽的要求，因此，在这种情况下，应该用两个DDR400的内存组成双通道，或者采用一个DDR2-800内存，使内存的数据频率带宽也达到6400MB/s，才算带宽匹配。 68. 应该如何定义内存同步？ 答：我在网上查阅过大量资料，几乎都是说：内存的时钟频率跟外频相等就是内存同步。我认为这是在使用SDRAM和DDR内存时代的定义，对DDR2内存来说，这个定义就有问题了。例如，在Intel平台，当FSB等于800MHz时，外频等于200MHz。若采用DDR2内存时，如果还沿用外频：内存时钟频率=1:1的关系选内存的话，就应该选DDR2-400。可是，这样选内