聲明:本篇文章內容較長,部分內容可能比較硬核,其中有很多比較難懂的點,我都會用比較通俗易懂的話來解釋,如有紕漏,還請希望各位大佬在評論區指出。爲了保證文章的嚴謹性與準確性,本人引用了百科中的定義(已在文章中標註)請各位放心閱讀。圖片來自網絡,侵刪。同時,此文章是爲了讓零基礎的人也能看懂,可能在一些地方會比較囉嗦,跪求各位大佬口下留情,同時也歡迎指出我的不足與錯誤,感謝!
如果把CPU比作一個工廠,硬盤比作一個倉庫的話,那麼內存條就扮演着中轉站的角色,工廠要想進行“加工”就必須從“倉庫”中取出原材料。於是問題來了,倉科在城郊,而工廠在城市中心,只依靠從倉庫取出是遠遠不夠的。那麼這個時候就要依靠內存條這個中轉站,因此,內存條很大程度上也影響着整臺電腦的性能。
芝奇皇家戟
接下來具體認識一下內存條
內存條(Random Access Memory,縮寫:RAM,又名:隨機存取存儲器),是與CPU直接交換數據的內部存儲器,通常作爲操作系統或其他正在運行中的程序的臨時數據存儲介質。內存條工作時可以隨時從任何一個指定的地址寫入(存入)或讀出(取出)信息。它與ROM的最大區別是數據的易失性,即一旦斷電所存儲的數據將隨之丟失。
首先認識一下內存條的構造
內存條
如圖內存條由內存芯片、SPD(Serial Presence Detect,串行存在檢測)芯片、少量電等輔助元件、印刷電路板(PCB)組裝而成。 內存芯片就是我們俗稱的顆粒,顆粒的質量在很大程度上影響着內存條的性能。
SPD是內存上面的一個可擦寫的 ROM,裏面記錄了該內存的許多重要信息,諸如內存的芯片及模組廠商、工作頻率、工作電壓、速度、容量、電壓與行、列地址帶寬等參數
內存條的發展歷史
最初的電腦並沒有內存條的概念,當時是將內存芯片焊接在主板上使用的。很明顯,這種方式有許多弊端,比如無法對其進行升級,某一塊內存芯片損壞後就必須拆下來重新焊接一塊新的上去等等短處,所以內存條就應運而生。
圖片來自網絡
如上圖所示RAM分爲兩種,一種是靜態RAM(Static ROM)另一種是動態RAM(Dynamic RAM),在這裏簡述一下兩種RAM的工作原理
SROM:利用雙穩態觸發器(Bistable Flip-flop)來保存信息,其記憶單元是具有兩種穩定狀態的觸發器,其中一個狀態來表示“1”另一個狀態來表示“0”。SRAM的讀寫不影響壽命,可無限次讀寫,在保持電源供給的情況下內容不會丟失,當電源斷開時其內容將丟失。
DROM:利用MOS電容儲存電荷來保存信息,記憶單元是MOS管的柵極與襯底之間的分佈電容,以該電容儲存電容的多少,來表示1和0,缺點是需要刷新,信息會隨着電容的漏電而損失,所以要在信息丟失前對其不斷刷新。同時DROM也有另一個缺點,其速度要慢於SROM
目前的PC中內存都採用的都屬於是DRAM,因爲其價格低廉、容量大、耗電少。爲了克服DRAM需要設置刷新電路的缺點,現在已經有了能夠自動刷新的DRAM
接下來介紹的SDRAM屬於DRAM的一種,兩者最大的區別在於SDRAM有一個同步接口,在響應控制輸入前會等待一個時鐘信號,這樣就能和計算機的系統總線同步。時鐘被用來驅動一個有限狀態機,對進入的指令進行管線操作。這使得SDRAM與沒有同步接口的異步DRAM相比,可以有一個更復雜的操作模式。(說人話就是SDROM是有一個同步接口的DRAM,跟原本的DRAM相比,能夠實現更多的功能)
圖片來自網絡
在這裏,我要糾正一個誤區,很多科普文章中都將DDR視爲第一代,但這樣講是不準確的,SDROM從發展到現在已經經歷了六代,DDR SDRAM內存是從SDR SDRAM內存的基礎上發展過來的,所以第一代應該是SDR SDRAM,而不是DDR,正確的發展順序應該爲第一代SDR SDRAM,第二代DDR SDRAM,第三代DDR2 SDRAM,第四代DDR3 SDRAM,第五代,DDR4 SDRAM,第六代,DDR5 SDRAM。
SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM):單速率同步動態隨機存儲器
DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM):雙倍速率同步動態隨機存儲器。
其中的DDR(Double Data Rate)意爲雙倍數據速率,DDR能做到雙倍數據傳輸速率跟它的工作原理有關,SDR在一個時鐘週期內只能在時鐘的上升期傳輸一次數據,而DDR內存則可以在時鐘的上升跟下降期分別傳輸一次數據,所以DDR內存可以在相同的總線頻率下達到更高的傳送速率。
DDR可在上升與下降的時候傳輸數據
在這裏我們略微介紹一下DIMM,DIMM全稱Dual-Inline-Memory-Modules,中文名叫雙列直插式存儲模塊,是指奔騰CPU推出後出現的新型內存條,它提供了64位的數據通道。
DIMM這個名詞可能有點難解釋,它屬於一個物理層面上的一個概念,並不是針對某一代的內存條,只要是按照這個標準產出的,都可以叫做DIMM;最爲簡單粗暴的理解就是:現在市場上主流使用的內存條都屬於DIMM類型的,
值得一提的是,不同代的內存條是無法混用的,筆記本與臺式的內存條也是無法混用的,的內存條上都會有防呆口,不同代是插不進去的。但是防呆不防傻,大力出奇跡,所以大家在購買內存條之前看主板具體支持哪一代
普條,馬甲條,跟燈條
普條,顧名思義就是最普通的內存條,外觀沒有別的裝飾,內部直接露在外邊。這種內存
往往是最低端的,同時價格也相對要便宜
威剛萬紫千紅
馬甲條,這種內存條是在普條的基礎上加裝一個散熱馬甲,用料相較於普條會更好
英睿達鉑勝
燈條,在內存條上加裝了rgb燈飾的散熱馬甲,價格會更加昂貴,用料也往往是最爲頂級的,有着更強大的超頻能力
七彩虹捍衛者
影響內存條性能的因素
我們在日常使用過程中,經常會聽到有關內存頻率,時序之類的信息。除此之外,內存顆粒,廠商調教等因素也在影響着內存條的性能,比如同一批顆粒,讓大廠來製作性能就會更加強勁;同時,同一批次的內存條也會有小幅度的差異,爲了平時使用的穩定性,我推薦各位在購買內存的時候購買套條,如果是後續想升級加裝內存條的話,最好還是和之前買一樣類型的。
1.內存條的容量
在前面的內容中,我們將內存條比作成中轉站,擔任着臨時儲存數據的作用,那麼內存條的容量就可以看作中轉站的大小。容量越大,就意味着工廠在第一時間能處理的數據越多
如果平時只是從事日常辦公或者看電影刷劇之類的,那麼8g就足夠了,如果你是一個遊戲愛好者,那麼我建議至少16g起步,如果有生產力需求的話就要再加一點,比如建模之類的就可能需要32g甚至更多,這個具體需要根據自身需求來確定。
2.內存頻率
內存頻率是指內存主頻,是指內存所能達到的最高工作頻率,內存條的頻率越快信息傳遞速度越快。DDR內存的頻率可以用工作頻率與等效頻率兩種方法表示,工作頻率是內存顆粒實際工作的頻率,由於DDR可以在一個時鐘週期的上升以及下降的時候都傳輸數據,所以傳輸數據的等效頻率是工作頻率的兩倍
內存主頻是以MHz(兆赫,1兆赫相當於1000000hz,每秒震動一百萬次)爲單位來計量的。但在最近的一些有關DDR5內存文章裏,我們能看到單位換成了MT/S(每秒百萬次傳輸)。這兩個單位的換算是1MHz=2MT/S。(在上面我介紹了有關DDR的相關知識,由於DDR是從SDR發展而來的,爲了更加直觀地體現DDR的優點,創造了等效頻率的概念將時鐘頻率×2來代表實際的傳輸速率,單位依然是MHz。但其實這種說法混淆了時鐘頻率和傳輸速率兩個概念,但後來因爲習慣以Mhz爲單位,於是就一直沿用下來了。DDR5發售後因爲MT/S能更加準確的表示內存的性能,所以就糾正之前的用法)
如圖所示,上面顯示的內存頻率是1933.4MHz,等效頻率應該是1933.4×2,即3967MHz
本人自用內存條相關信息
除此之外,內存頻率還受主板以及CPU的限制,我們在選購的時候要提前看一下最高支持多少的頻率。
華碩重炮手B660M
i5-12400f,ddr4最高支持3200MHz
3.內存時序
內存時序(Memory timings)是描述同步動態隨機存儲器的四個參數:CL、TRCD、TRP和TRAS,單位爲時鐘週期。它們通常被寫爲四個用破折號分隔開的數字,例如7-8-8-24。第四個參數(RAS)經常被省略,而有時還會加入第五個參數:Command rate(命令速率),通常爲2T或1T,也寫作2N、1N。這些參數指定了影響隨機存取存儲器速度的潛伏時間(延遲時間)。較低的數字通常意味着更快的性能。決定系統性能的最終元素是實際的延遲時間,通常以納秒爲單位。(摘自百度百科)
打個比方,延遲就像從倉庫取出貨物到裝車的這段時間,這個時間越短,那麼運輸的效率就越高,也就意味着內存的性能越好,但時序並不等於延遲,總延遲(ns)=時鐘週期時間(ns)×時鐘週期數(CL)
本人自用內存條
CL:發送一個列地址到內存與數據開始響應之間的週期數。這是從已經打開正確行的DRAM讀取第一比特內存所需的週期數。與其他數字不同,這不是最大值,而是內存控制器和內存之間必須達成的確切數字。
TRCD:打開一行內存並訪問其中的列所需的最小時鐘週期數。從DRAM的非活動行讀取第一位內存的時間是TRCD+ CL。
TRP:發出預充電命令與打開下一行之間所需的最小時鐘週期數。從一個非正確打開行的DRAM讀取內存第一比特的時間是TRP+ TRCD+ CL
TRAS:行活動命令與發出預充電命令之間所需的最小時鐘週期數。這是內部刷新行所需的時間,並與TRCD重疊。在SDRAM模塊中,它只是TRCD+ CL。否則,約等於TRCD+ 2×CL。
在這幾個參數裏面,其中最重要的應該是看CL的大小,商家們在宣傳的時候也會着重這點。
內存條頻率越高,時序就越難往下壓,同頻率下,時序越小越好。c14是很強的時序,c16是優秀的時序,c18c19屬於還行的水平,之後的就比較拉垮了,大家可以按照這個來挑選合適的內存,圖爲本人自用的內存條
4. 內存顆粒
目前主要生產內存顆粒的廠家主要有三家:三星,鎂光以及海力士。在很長一段時間內,內存市場被他們壟斷,加上時不時所謂的停電失火,導致在某段時間內存價格瘋漲,不過現在我們已經有了完全自主研發不受技術壟斷的國產長鑫顆粒,基本擺脫了受限於人的局面。不過說來也奇怪,自從有了國產長鑫後,現在很少看見這三家出事了(笑)
言歸正傳,顆粒會影響內存條的頻率與時序,不同廠家生產的顆粒體質不一樣,甚至在同一批次的可以也會有優劣之分,廠家會對顆粒進行測試挑選出那些體質好的,超頻能力更強的拿去製作更高端的內存條,比如大名鼎鼎的皇家戟,就選用的是三星特挑B-die顆粒。下圖爲DDR4部分常見顆粒等級高低劃分圖
內存顆粒的信息可以通過Thaiphoon(颱風)查詢,感興趣的小夥伴可以下載圖吧工具箱進行查看
圖片來自b站up主@天才趙德柱
5. XMP
內存條可以工作在其默認頻率之上。內存的預設頻率並不高,這樣是爲了其產品穩定。遊戲玩家可以將其頻率提升,從而提升性能。
由於玩家需求,內存廠商爲此生產了各種遊戲內存。遊戲內存擁有很強的超頻能力,頻率可遠高於其默認頻率。
遊戲內存除了在起SPD中寫入了默認頻率的設定外,還寫入了一個超頻設定到SPD中,所以只要啓用SPD中的這個超頻設定,內存就可以被自動超頻到預設的頻率。
爲了統一行業內的超頻數值標準,而不讓各個內存廠商隨意設定更高的內存頻率數值寫入到SPD,英特爾提出了XMP認證標準。通過XMP認證的內存會在內存地址176 ~ 254中記錄內存的速度設定,最多可以保存2組設定值。廠商們如需要得到XMP的認證,就必須把內存及該設定送交Intel測試,通過後就會給予認證。
通過XMP認證後,其SPD中除了預設普通頻率數值的SPD值外,還寫入了更高頻率設定的SPD。這個更高頻率的設定配合支持XMP的主板後可以被啓用,從而將內存超頻提升性能。
簡單的說,通過了英特爾XMP認證的內存,SPD中有兩個或更多頻率設定檔案,只要在主板中啓用這些預設的XMP檔案,即可將內存條自動超頻(根據檔案設定而定)。
XMP與手動超頻效果基本無異,所以可將其看作爲內存的自動超頻技術。也可自行手動修改SPD得來。(摘自百度百科)
當你新買回來內存條的話一定要手動進入主板bios去啓動XMP,不然內存條會以低頻率進行工作
6.雙通道
這部分不具體講,具體的我會放到主板那一章,因爲跟主板的佈線有很大的關係(又挖一個坑)總之,購買的時候需求16g就買成8g×2,需求32g就買成16g×2。如果你購買的主板有四根插槽的話就優先選擇2,4插槽,當然也有例外的情況,到時候會具體說。
參考資料:微機原理及接口技術 編輯:王林 機械工業出版社
硬件電路設計與電子工藝基礎 編輯:曹文,劉梅,閻世梁 中國工信出版集團 電子工業 出版社
計算機系統基礎 編輯:崔麗羣 中國工信出版集團 電子工業出版社
計算機組成原理(第五版) 編輯:紀祿平 羅克露 劉輝 張建 中國工信出版集團 電子工業出版社
鳴謝:@河南理工大學 大學生計算機協會 計算機維修部全體成員,感謝你們在本文編寫過程中對本人的建議與支持
更多遊戲資訊請關註:電玩幫遊戲資訊專區
電玩幫圖文攻略 www.vgover.com