编辑: 发布:2009-02-20 14:12
(一)主要芯片技术
这个部分介绍最常见用于主存储器的内存技术:
以下简介内存芯片技术的演变
推出年份 技术 速度极限 1987 FPM 50ns 1995 EDO 50ns 1997 PC66 SDRAM 66MHz 1998 PC100 SDRAM 100MHz 1999 RDRAM 800MHz 1999/2000 PC133 SRAM 133MHz (VCM option) 2000 DDR SDRAM 266MHz
Fast Page Mode(FPM 快速页面模式)
FPM 曾经一度是计算机中最常见的 DRAM 形式。事实上,由于 FPM 如此常见,它被省略 "FPM" 而直接称为 "DRAM" , FPM 以更快存取位于同一列的数据的速度提供了较早期内存科技更多的优势。
Extended Data Out(EDO 扩展数据输出)
1995 年时, EDO 技术成为另一项内存革新。它与 FPM 技术相当类似,但稍微修改以加速连续内存存取,这项技术使内存控制器能够在下达指令的过程中省略几个步骤以节省时间。 EDO 技术使中央处理器能以比 FPM 技术快 10% 到 15% 的速度存取内存。
Synchronized DRAM(SDRAM 同步动态内存)
1996 年底, SDRAM 开始在系统中出现,不同于早期的技术, SDRAM 是为了与中央处理器的计时同步化所设计,这使得内存控制器能够掌握准备所要求的资料所需的准确时钟周期,因此中央处理器从此不需要延后下一次的数据存取。 SDRAM 芯片同时也应用 Interleaving 与 Bursting 功能以加快记忆读取的速度, SDRAM 有数种不同的速度以便与所使用的系统时钟同步化,举例而言, PC66 SDRAM 以 66MHz 的速度运作, PC100 SDRAM 以 100MHz 的速度运作, PC133 SDRAM 以 133MHz 的速度运作。以此类推,速度更快的 SDRAM 例如 200MHz 以及 266MHz 。
Double Data Rate Synchronized DRAM(DDR SDRAM 双倍数据速率内存)
DDR SDRAM 是新一代的 SDRAM 技术。它使内存芯片能够在时钟周期的波峰及波谷传送数据,举例而言 , 使用 DDR SDRAM 时,一个 100MHZ 或 133MHz 内存总线 clock rate 能够达到 200MHz 或 266MHz 的实际数据传输速率,使用 DDR SDRAM 的系统预定 2000 年底上市。
Direct Rambus(直接总线式随机存储器)
Direct Rambus 是一项挑战传统主存储器设计的全新 DRAM 结构以及接口标准。与较早的内存技术相比, Direct Rambus 技术的速度惊人,它以高达 800MHz 的速度透过一个称为 "Direct Rambus Channel" 的狭窄 16 位总线传输数据,它的高传输速度是透过一项使内存能够在时钟周期波峰及波谷执行作业的 "double clocked" 功能,同时,每个 RDRAM 模块上的内存设备能够提供高达每秒 1.6GB 的频宽。
除了为主存储器所设计的芯片技术,市面上也有为影片应用所特别设计的内存技术
Video RAM(VRAM 视讯内存)
VRAM 是影像版本的 FPM 技术, VRAM 通常具有两个而非一个接口,使内存能够运用一个频道来重新整理屏幕,而另一个来改变屏幕上的影像。对影片程序来说,它比一般的 DRAM 更有效率,但是由于影片内存芯片的使用量较主存储器芯片少,它的价格一般来说也较昂贵,所以,系统设计师可能会选择在影片系统中使用一般的 DRAM ,乃是依价格或效能表现的要求而决定。
Window RAM(WRAM 窗口内存)
WRAM 是另一种应用在使用大量图像系统中的双接口内存,它与 VRAM 稍微不同的地方在于它较小的指定显示接口以及它支持 EDO 功能。
Synchronous Graphics RAM(SGRAM 同步图形 RAM)
SGRAM 是一个包括图像读写的 SDRAM 特制影片处理之产品。 SGRAM 同时也让数据能够以群组而非单个的方式读取以及修改,这项功能减少内存必须执行的读写动作,使处理过程更有效率,并因此提高图像控制器的效能表现。
Base Rambus 以及 Concurrent Rambus
早在成为主存储器的竞争者之前, Rambus 技术已经被应用在影片内存上。目前的 Rambus 主存储器技术称为 Direct Rambus 。两项较早期的技术分别称为 Base Rambus 以及 Concurrent Rambus 这两种形式的 Rambus ,早在几年前就已被应用在某些工作站的影片程序以及电视游乐器系统,例如任天堂 64 上。
(二)其它的内存技术
Enhanced SDRAM (ESDRAM 增强型同步动态内存 )
为了提高标准内存模块的速度与效率,某些制造厂将一小部份的 SRAM 直接合并于芯片上,制成一个芯片上的快速缓冲储存区 ESDRAM 本身是一个 SDRAM 加上一个小容量的 SRAM 快速缓冲储存区,使运作速度达到 200MHz 。就如同外部 SRAM 快速缓冲储存区,快速缓冲储存 DRAM 的目标在于将最常使用的数据置于 SRAM Cache 以将来回从速度较慢的 DRAM 存取的动作减到最少。在芯片上的快速缓冲储存区的其中一项优点在于它能够给予 SRAM 与 DRAM 间更宽的总线,并实际提高 DRAM 的速度与频宽。
Fast Cycle RAM (FCRAM 快速循环内存 )
FCRAM 是由 Toshiba 与 Fujitsu 为特殊设备系统所共同研究开发的,例如高阶服务器、打印机与电信转接系统。它包括内存数组分割以及内部流水线设计以加速随机存取以及减少电力消耗。
SynLink DRAM (SLDRAM 同步链接动态内存 )
虽然目前已被视为过时, SLDRAM 为一些 DRAM 制造厂在 90 年代末期共同研发以取代 Rambus 技术。
Virtual Channel Memory (VCM 虚拟信道内存 )
1999 年由于 SDRAM 在市场上大为缺货,而由日本 NEC 恩益禧搭配一些主机板厂商及芯片组 (Chipset) 业者,大力推广所谓的 VCM 模块技术,而为消费者广为接受,日本 NEC 更希望一举将 VCM 的规格推向工业级标准 , VCM 技术使不同 " 群 " 的内存能够利用本身的缓冲存储器独立与内存控制器通讯。由此,不同的系统作业便能够分配到自己的 " 虚拟通道 (Virtual Channel)" ,而和一项作业相关的信息便不与其它同时执行之作业共享缓冲存储器空间,使系统效率更高。
Flash Memory ( 闪存 )
闪存是一种固态、不易挥发、可复写的内存,其运作方式就像随机存取内存与硬盘的混合体。就像 DRAM ,闪存将数据位储存在内存单位 (cell) 中,但是跟硬盘一样,当电源关闭后数据仍保留在内存上,由于它的高速持久性以及低电压需求,闪存非常适合在许多设备中使用,例如数字相机、行动电话、打印机、掌上型计算机、呼叫器、以及录音机。
错误检测 (Error Checking)
确保储存数据的完整性是内存设计上很重要的一环,达成这个要求的两项最重要的方式为 Parity 与 error correction code (ECC) 。
在历史上, parity 是最常被使用的数据汇整方法。 Parity 能够侦查,但不能修正到小至一位的错误; Error Correction Code (ECC) 是一种能够侦查并修正单位元错误的更广泛之数据完整性检测。
越来越少个人计算机制造厂在设计中支持数据完整性检测,这是由于下列几个原因,
o 借着除去较一般内存昂贵的 parity 内存,生产商便能降低计算机的价格
o 某些制造厂所生产的内存产品品质的提升以及内存错误频率的降低,修正了这种倾向的不足。
数据完整性检查的种类依照计算机系统的用途而有所不同,如果这部计算机的地位非常重要例如,做为服务器,那么一个支持数据完整性检测的计算机就非常理想。大致上 :
绝大多数被设计为高端服务器的计算机会支持 ECC 内存。
绝大多数低价位的家用或是小型企业用的计算机会支持无 parity 内存
同位 Parity
当 parity 功能在计算机系统中被使用时,每八位的数据便有一个 parity 位与其同时储存在 DRAM 中。两种同位 (parity) 协议 - 奇同位 (Odd Parity) 与偶同位 (Even Parity )- 以类似的方式运作。
下面的表格表示 Odd Parity 与 Even Parity 的运作方式。处理过程相同,但特性相反。
同位也有其限制。举例而言,同位只能侦测错误而不能修正;这是因为同位技术无法判断找出八位中的错误位。 此外,当多个位无效而数据满足所使用的奇同位或偶同位条件,同位电路便无法找出错误。举例而言,当一个有效的 0 变成无效的 1 而有效的 1 变成无效的 0 ,两个错误便相互抵消而同位电路便无法发现错误。所幸,这种情况发生的机会相当微小。
利用一种特别的数学规则系统,并与内存控制器结合, ECC 电路在存入内存的数据位中加入 ECC 位,当 CPU 向内存要求数据时 , 内存控制器将 ECC 位译码并判段是否有一个或是多个损坏字节。如果有单位元错误, ECC 电路便修正该位,如果发生多位错误, ECC 电路便回报同位错误。 其它特点 速度 存取时间 绝大多数时候,您能够在计算机系统上使用与标示系统指定速度相同或更快的内存零件,举例而言,如果系统要求 70ns 内存,使用 70ns 及 60ns 内存通常不会有问题。但是有些较老的系统在系统启动时会检查内存 ID 的标示速度 , 并且只会在认可指定速度后启动,举例而言 , 如果系统指定速度为 80ns, 不同的速度便不会被接受 , 即使它比较快。许多这样的情况下 , 这种系统所使用的模块仍然能够装配速度较高的芯片 , 但是模块的 ID 会被设定在比较慢的速度以确保系统的兼容性 这就是模块上标示的速度有时与实际速度不同的原因。 每秒的字节数 (Bytes per Second) 总线宽度:如果您有一个 8 位总线,那么 8 位,或一个字节的数据可以一次透过总线传输,如果您有一个 64 位总线,那么 64 位或 8 字节的数据可以一次透过总线传输。 总线速度:如果内存总线速度是 100MHz ,这代表每秒一亿时钟周期,一般来说,每个时钟周期能够传输一个 Pack 的信息,如果这个 100MHz 总线的宽度是 1 字节,那么数据便能以每秒 100MB 的速度传输;在 100MHz 的 64- 位宽的总线上,数据以每秒 800MB 的速度传输。 Rambus 模块速度有时以 MHz 表示,有时以 MB/ 秒表示。有一型 Rambus 模块以 400MHz 的速度运作,但由于 Rambus 可以在一个时钟周期中传输两组,而非一组数据,模块速度便是 800MHz 有时称为 PC800 由于 Rambus 总线宽度为 16 位,或 2 字节宽,数据以每秒 1600MB, 或 1.6GB 的速度传输用相同的方法运算 ,PC600 Rambus 模块以每秒 1.2GB 的速度传输数据。 Registers 与 Buffers Buffering (EDO 以及 FPM) :在 EDO 以及 FPM 模块中,重新驱动信号的过程称为 Buffering 使用 Buffering 并不会降低效能表现。 Registering (SDRAM) :在 SDRAM 中,信号驱动的过程称为 Registering. Registering 与 Buffering 相似 , 除了在 Registering 程序中 , 数据进出 Register 都由系统时钟计时,具有 Register 功能的模块较没有 Register 功能的模块稍慢,由于 Register 程序需要一个时钟周期来完成。 有 Buffer 及无 Buffer 模块的比较 它们各有不同的 Keys 数目以确保两者不被混用。 Multiple-Banked 模块 有些人将 " 双面 (double-sided)" 与 "dual-banked" 两个名词混淆,以下解释: " 双面 (double-sided)" 指的是芯片实际上被安装在模块的正反两面上,而 "Dual-banked" 是指模组是透过电学方式分为两个部分。 锡 vs. 金 更新速度 内存单位以每次一行的方式更新 ( 通常每更新周期一行 ) , " 更新速度 " 并不是指更新内存所需的时间,而是指更新整个内存数组所需更新的行数。举例而言, 2K 的更新速度指更新整个数组时需要更新 2048 行,同样的, 4K 更新速度指需要更新 4096 行。 一般来说,系统中的内存控制器起始更新作业。但是有些芯片能够自行更新,这代表这些 DRAM 芯片永有自己的更新电路而不需中央处理器以或外部内存控制器干涉,自行更新芯片能够大幅减少电力消耗 , 并且常用于携带式计算机。 CAS Latency 散热器及散热片 随着内存零件的速度提高,芯片密度随之提高,而更多电路也被压缩规划入更小的电路板上,多余热能的分散成为更重要的问题。近年来新的处理器已经加入风扇设计,新的内存模块设计使用散热器以及散热片来维持安全运作温度。 Serial Presence Detect (SPD) 与 Parallel Presence Detect (PPD) EPROM 是一种能够记录内存模块不同相关信息的芯片,这些信息包括模块容量、速度、内存种类、甚至制造厂名字。开机时,中央处理器使用这些信息来了解系统中所使用的内存种类并依此调整设定。 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) 芯片 ( 有时称为 E2PROM) 与 EPROM 的不同处在于它被修改时不需要从计算机中取出,但是它必需全部同时,而不能选择性的,清除或重设,同时它也有一定的寿命,就是它只能够被重设一定次数。 Clock Line 数目 (2-Clock vs. 4-Clock) 电压 合成 vs. 非合成 (Composite vs. Non-Composite)
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存储原厂 |
三星电子 | 74300 | KRW | +0.41% |
SK海力士 | 173700 | KRW | +2.36% |
美光科技 | 96.240 | USD | +0.70% |
英特尔 | 22.040 | USD | +9.49% |
西部数据 | 65.590 | USD | +4.06% |
南亚科 | 52.7 | TWD | -1.31% |
华邦电子 | 24.05 | TWD | +2.12% |
主控厂商 |
群联电子 | 532 | TWD | -1.48% |
慧荣科技 | 63.570 | USD | +1.00% |
美满科技 | 76.240 | USD | +9.16% |
点序 | 62.5 | TWD | +1.13% |
国科微 | 46.71 | CNY | +2.73% |
品牌/模组 |
江波龙 | 73.40 | CNY | +3.79% |
希捷科技 | 99.550 | USD | +2.06% |
宜鼎国际 | 293.5 | TWD | +0.86% |
创见资讯 | 103.5 | TWD | 0% |
威刚科技 | 94.6 | TWD | +0.11% |
世迈科技 | 20.720 | USD | +1.12% |
朗科科技 | 17.26 | CNY | +4.92% |
佰维存储 | 45.20 | CNY | +4.17% |
德明利 | 75.35 | CNY | +4.38% |
大为股份 | 9.35 | CNY | +3.66% |
封测厂商 |
华泰电子 | 41.95 | TWD | +1.08% |
力成 | 145.5 | TWD | +0.34% |
长电科技 | 32.65 | CNY | +5.60% |
日月光 | 153.5 | TWD | +0.99% |
通富微电 | 19.90 | CNY | +3.06% |
华天科技 | 7.97 | CNY | +2.44% |
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