2024年3月23日发(作者:平板性价比排行)
内存发展的历史
作为PC不可缺少的重要核心部件——内存,它伴随着DIY硬件走过了多年历程。从
286时代的30pin SIMM内存、486时代的72pin SIMM 内存,到Pentium时代的
EDO DRAM内存、PII时代的SDRAM内存,到P4时代的DDR内存和目前9X5平台
的DDR2内存。内存从规格、技术、总线带宽等不断更新换代。不过我 们有理由相信,
内存的更新换代可谓万变不离其宗,其目的在于提高内存的 带宽,以满足CPU不断攀升
的带宽要求、避免成为高速CPU运 算的瓶颈。那么,内存在PC领域有着怎样的精彩人
生呢?下面让我们一起来了解吧。
一、历史起源——内存条 概念
如果你细心的观察,显存(或缓存)在目前的DIY硬件上都很容易看到,显卡显存、
硬 盘或光 驱的缓存大小直接影响到设备的性能,而寄存器也许是最能代表PC硬件设备
离不开RAM的,的确如此,如果没有内存,那么PC将无法运转,所以内存自 然成为
DIY用户讨论的重点话题。
在刚刚开始的时候,PC上所使用的内存是一块块的IC,要让它能为PC服务,就必
须将其焊接到主板上,但这也给后期维护带来的问题,因为一旦某一块内存IC 坏了,就
必须焊下来才能更换,由于焊接上去的IC不容易取下来,同时加上用户也不具备焊接知识
(焊接需要掌握焊接技术,同时风险性也大),这似乎维修起来 太麻烦。
因此,PC设计人员推出了模块化的条装内存,每一条上集成了多块内存IC,同时在
主板上也设计相应的内存插槽,这样内存条就方便随意安装与拆卸了(如图1),内存的维
修、升级都变得非常简单, 这就是内存“条” 的来源。
图1,内存条与内存槽 的出现
小帖士:内存(Random Access Memory,RAM)的主要功能是暂存数据及指令。
我们可以同时写数据到RAM 内存,也可以从RAM 读取数据。由于内存历来都是系统中
最大的性能瓶颈之一,因此从某种角度而言,内存技 术的改进甚至比CPU 以及其它技术
更为令人激动。
二、开山鼻祖——SIMM 内存
在80286主板发布之前,内存并没有被世人所重视,这个时候的内存是直接固化在主
板上,而且容量只有64 ~256KB,对于当时PC所运行的工作程序来说,这种内存的性
能以及容量足以满足当时软件程序的处理需要。不过随着软件程序和新一代80286硬件平
台 的出现,程序和硬件对内存性能提出了更高要求,为了提高速度并扩大容量,内存必须
以独立的封装形式出现,因而诞生了前面我们所提到的“内存条” 概念。
在80286主板刚推出的时候,内存条采用了SIMM(Single In-lineMemory
Modules,单边接触内存模组)接口,容量为30pin、256kb,必须是由8 片数据位和
1 片校验位组成1 个bank,正因如此,我们见到的30pin SIMM一般是四条一起使用。
自1982年PC进入民用市场一直到现在,搭配80286处理 器的30pin SIMM 内存是
内存领 域的开山鼻祖(如图2)。
图2,30pin SIMM 内存
随后,在1988 ~1990 年当中,PC 技术迎来另一个发展高峰,也就是386和486
时代,此时CPU 已经向16bit 发展,所以30pin SIMM 内存再也无法满足需求,其较
低的内存带宽已经成为急待解决的瓶颈,所以此时72pin SIMM 内存出现了(如图3),
72pin SIMM支持32bit快速页模式内存,内存带宽得以大幅度提升。72pin SIMM内
存单条容量一般为512KB ~2MB,而且仅要求两条同时使用,由于其与30pin SIMM 内
存无法兼容,因此这个时候PC业界毅然将30pin SIMM 内存淘 汰出局了。
图3,72pin SIMM内存
小帖士:72线的SIMM内存引进了一个FP DRAM(又叫快页内存), 在386时代
很流行。因为DRAM需要恒电流以保存信息,一旦断电,信息即丢失,其刷新频率每秒
钟可达几百次,但由于FP DRAM使用同一电路来存取数据,所以DRAM的存取时间有
一定的时间间隔,这导致了它的存取速度并不是很快。另外,在DRAM中,由于存储地
址空间是按 页排列,所以当访问某一页面时,切换到另一页面会占用CPU额 外的时钟周
期。
三、徘徊不前——EDO DRAM内存
EDO DRAM(Extended Date Out RAM,外扩充数据模式存储器)内存,这是1991
年到1995 年之间盛行的内存条,EDO-RAM同FP DRAM极其相似,它取消了扩展数
据输出内存与传输内存两 个存储周期之间的时间间隔,在把数据发送给CPU的 同时去访
问下一个页面,故而速度要比普通DRAM快15~30%。工作电压为一般为5V,带宽32bit,
速度在40ns以上,其主要应用在当时的486 及早期的Pentium电脑上(如图4)。
图4,不同规格的EDO DRAM内存
在1991 年到1995 年中,让我们看到一个尴尬的情况,那就是这几年内存技术发展
比较缓慢,几乎停滞不前,所以我们看到此时EDO RAM有72 pin和168 pin并存的情
况,事实上EDO 内存也属于72pin SIMM 内存的范畴,不过它采用了全新的寻址方式。
EDO 在成本和容量上有所突破,凭借着制作工艺的飞速发展,此时单条EDO 内存的 容
量已经达到4 ~16MB 。由于Pentium及更高级别的CPU数 据总线宽度都是64bit
甚至更高,所以EDO RAM与FPM RAM都必须成对使用(如图5)。
图5,EDO DRAM内存
四、一代经典——SDRAM 内存
自Intel Celeron系列以及AMD K6处理 器以及相关的主板芯片组推出后,EDO
DRAM内存性能再也无法满足需要了,内存技 术必须彻底得到个革新才能满足新一代
CPU架 构的需求,此时内存开 始进入比较经典的SDRAM时代。
第一代SDRAM 内存为PC66 规范(如图6),但很快由于Intel 和AMD的频率之
争将CPU外频提升到了100MHz,所以PC66内存很快就被PC100内存取 代(如图7),
接着133MHz 外频的PIII以及K7时代的来临,PC133规范也以相同的方式进一步提升
SDRAM 的整体性能,带宽提高到1GB/sec以上(如图8)。由于SDRAM 的带宽为
64bit,正好对应CPU 的64bit 数据总线宽度,因此它只需要一条内存便可工作,便捷
性进一步提高。在性能方面,由于其输入输出信号保持与系统外频同步,因此速度明显超
越EDO 内存。
图6,PC66 SDRAM内存
图7,PC100 SDRAM内存
图8,PC133 SDRAM内存
不可否认的是,SDRAM 内存由早期的66MHz,发展后来的100MHz、133MHz,
尽管没能彻底解决内存带宽的瓶颈问题,但此时CPU超频已经成为DIY用户永恒的话题,
所以不少用户将品牌好的PC100品牌内存超 频到133MHz使用以获得CPU超 频成功,
值得一提的是,为了方便一些超频用户需求,市场上出现了一些PC150、PC166规范的
内 存(如图9)。
图9,PC150 SDRAM内存
五、曲高和寡——Rambus DRAM内存
尽管SDRAM PC133内存的带宽可提高带宽到1064MB/S,加上Intel已经开始着
手最新的Pentium 4计划,所以SDRAM PC133内存不能满足日后的发展需求,此时,
Intel为了达到独占市场的目的,与Rambus联合在PC市场推广Rambus DRAM内存
(称为RDRAM内存)。与SDRAM不同的是,其采用了新一代高速简单内存架 构,基
于一种类RISC(Reduced Instruction Set Computing,精简指令集计算机)理论,这个
理论可以减少数据的复杂性,使得整个系统性能得到提高(如图10)。
图10,Rambus DRAM内存
在AMD与Intel的竞争中,这个时候是属于频率竞备时代,所以这个时候CPU的 主
频在不断提升,Intel为了盖过AMD,推出高频PentiumⅢ以及Pentium 4 处理 器,
因此Rambus DRAM内存是被Intel看着是未来自己的竞争杀手剑,Rambus DRAM内
存以高时钟频率来简化每个时钟周期的数据量,因此内存带 宽相当出色,如PC 1066
1066 MHz 32 bits带宽可达到4.2G Byte/sec,Rambus DRAM曾一度被认为是
Pentium 4 的绝配。
尽管如此,Rambus RDRAM 内存生不逢时,后来依然要被更高速度的DDR“掠夺”
其宝座地位,在当时,PC600、PC700的Rambus RDRAM 内存因出现Intel820 芯片
组“失误事件”、PC800 Rambus RDRAM因成本过高而让Pentium 4平台高高在上(如
图11),无法获得大众用户拥戴,种种问题让Rambus RDRAM胎死腹中,Rambus曾
希望具有更高频率的PC1066 规范RDRAM来力挽狂澜,但最终也是拜倒在DDR 内存
面 前。
图11,PC800 Rambus RDRAM内存
六、再续经典——DDR内存
DDR SDRAM(Dual Date Rate SDRAM)简称DDR,也就是“双倍速率SDRAM“的
意思。DDR可以说是SDRAM的升级版本, DDR在时钟信号上升沿与下降沿各传输一
次数据,这使得DDR的数据传输速度为传统SDRAM的两倍。由于仅多采用了下降缘信
号,因此并不会造成能耗增 加。至于定址与控制信号则与传统SDRAM相同,仅在时钟
上升缘传输。
DDR 内存是作为一种在性能与成本之间折中的解决方案,其目的是迅速建立起牢固
的市场空间,继而一步步在频率上高歌猛进,最终弥补内存带宽上的不足。第一代 DDR200
规范并没有得到普及,第二代PC266 DDR SRAM(133MHz时钟×2倍数据传输=
266MHz带宽)是由PC133 SDRAM内存所衍生出的,它将DDR 内存带向第一个高潮,
目前还有不少赛扬和AMD K7处理 器都在采用DDR266规格的内存(如图12),其后
来的DDR333内存也属于一种过度(如图13),而DDR400内存成为目前的主流平台选
配(如图14),双通道DDR400内存已 经成为800FSB处理 器搭配的基本标准,随后
的DDR533 规范则成为超频用户的选择对象(如图15)。
图12,DDR266内存
图13,DDR333内存
图14,DDR400内存
图15,DDR533内存
七、今日之星——DDR2内存
随着CPU 性能不断提高,我们对内存性能的要求也逐步升级。不可否认,紧紧依高
频率提升带宽的DDR迟早会力不从心,因此JEDEC 组织很早就开始酝酿DDR2 标准,
加上LGA775接口的915/925以及最新的945等新平台开始对DDR2内存的支持,所
以DDR2内存将开始演义内存领 域的今天。
DDR2 能够在100MHz 的发信频率基础上提供每插脚最少400MB/s 的带宽,而且
其接口将运行于1.8V 电压上,从而进一步降低发热量,以便提高频率。此外,DDR2 将
融入CAS、OCD、ODT 等新性能指标和中断指令,提升内存带宽的利用率。从JEDEC
组织者阐述的DDR2标准来看,针对PC等市场的DDR2内存将拥有400、533、 667MHz
等不同的时钟频率(如图16)。高端的DDR2内存将拥有800、1000MHz两种频率。
DDR-II内存将采用200-、220-、 240-针脚的FBGA封装形式。最初的DDR2内存将
采用0.13微米的生产工艺,内存颗 粒的电压为1.8V,容量密度为512MB。
图16,DDR2 533内存
内存技术在2005年将会毫无悬念,SDRAM为代表的静态内存在五年内不会普及。
QBM与RDRAM内存也难以挽回颓势,因此DDR与DDR2共存时 代将是铁定的事实。
在AMD的Athlon 64使用DDR400内存控制器的情况下,未来对于高频率内存的需求
量可能比较小,而且DDR2内存的发展空间也将取决于AMD是否改进内存控 制器。
根据摩尔定理,只要DIY硬件在更新换代,内存规格也将不断更替,比如目前的DDR3
有望取代现有的DDR2,而未来的FB- DIMM内存又将是另一个更好解决方案。从PC
技术发展情况来看,实际上内存的 发展,也代表了DIY硬件领域的发展历史,同时它也
牵动并影响者整个DIY硬件技术的不管革新……
----截止2009年以前
八、最新内存条—DDR3逐渐取代DDR2
一年前大家都用DDR内存
一年以后DDR内存以死,DDR2内存一统天下,DDR3内存再生出现
未来一年DDR2内存是否走向衰亡。。。。
● 回顾DDR2内存的成功
2006刚开始DDR内存还是主流,但由于AMD在06年第二季度发布全新的AM2
接口,引进了DDR2内存的支持,再也不支持DDR内存。再加上 Intel力挺DDR2内存,
致使DDR2内存慢慢崛起。现在由于价格低廉,已经完全取代DDR内存的地位,市面上
还会购买DDR内存的人微乎其 微,DDR内存已被DDR2打死。一件事物的兴起,不仅
要有外因的推动,自身本质也是最重要的。
◎ 外部因素,促使成为主流
M2架构处理器盛行,内嵌了DDR2的内存控制器而非DDR1
2.从I9X5芯片组开始,Intel就已经开始下定决心将LGA775、PCI-E与DDR2这几
大变革普及到底
3.高频率,现在DDR2可以达到1066MHz,DDR内存最高为400MHz
4.价 格,同样512MB容量,DDR 400比DDR2 667贵50~100元
◎ 内部因素,胜于DDR内存
1.电压也比DDR的2.5v低许多,在1.8v的同频率下DDR2可比DDR低一半功耗,
高频低功耗 是DDR2内存的优点
2采用更低发热量,更低功耗的情况下,反而获得更快的频率提升,突破 标准
DDR的400MHZ限制
2内存可进行4bit预读取。两倍于标准DDR内存的 2BIT预读取
虽说DDR2与DDR名字仅一字之差,但它们可以说是质的不同了。由JEDEC(电子
设备工程联合委员会)进行开发的新生代内存技术标准DDR2 SDRAM,虽然同是采用了
在时钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式,但DDR2内存却拥有两倍于上一代
DDR内存预读取能力(即:4bit数据 读预取)。
DDR2针脚为240Pin,而DDR内存为180Pin,因此在不能在同一款主板上使用,
而现在主板都是支持240Pin接口的,致使DDR注定要走向 灭亡。
DDR2内存的好日子还没过上几天,它的下一代产品DDR3横空出世,又成为了人们
关注的对象。DDR2的挑战已经来临。
由于缺乏处理器厂商的支持,DDR3内存也一直只是概念中的产品。但有很多厂商都
公布了DDR3内存模组。就具体的设计来看,DDR3与DDR2的基础架 构并没有本质的
不同。从某种角度讲,DDR3是为了解决DDR2发展所面临的限制而催生的产物。那是否
可以取代DDR2内存呢?
英飞凌DDR3内存模组
◎ 内部因素,胜于DDR2
1. 8bit预取设计,而DDR2为4bit预取,这样DRAM内核的频率只有接口频率的
1/8,DDR3-800的核心工作频率只有100MHz。
2. DDR3的数据传输率高达 1.6Gb/s,是目前DDR2的两倍
3. 采用点对点的拓朴架构,以减轻地址/命令与控制总线的负 担。
4. 采用100nm以下的生产工艺,将工作电压从1.8V降至1.5V,增加异步重置
(Reset)与ZQ校准功能。
◎ 外部因素,促使发展
自身条件达到普及的标准,那就要看外在的因素的影响。首先Intel将会于2007年
第二季起,推出支援DDR3内存模组、产品代号为Bearlake的 芯片组产品,但是Intel
预计DDR3内存可能在2009年才有望成为市场主流,Intel芯片组事业部总经理
Malinowski说,到那时市场才能 准备好接受DDR3内存。 其次AMD也明确表示将会
在新一代处理器K8L中,提供对DDR3内存的支持。
生产厂商,三星将于2007年第二季开始出货桌面系统用DDR3-800/1066产品,第
三季推出DDR3-1333。但要在2008年下半年才会推出 最高速的DDR3-1600产品。
而行动平台则要在2008年第一季才会导入DDR3产品,速度为DDR3-800/1066,2009
年第一季则会提升 至DDR3-1333。而目前内存生厂商奇梦达(Qimonda AG)和美光
科技(Micron Technology Inc.)先于三星电子已经开始交付DDR3内存样品,全球内
存行业“掌门”三星电子在DDR3方面处于落后地位。
虽然多方面已经就绪,预计07年下半年DDR3就可以推出,可是想要替代DDR2内
存目前还是不可能做到的。因为成本问题是关键,就算你性能再强,你价格 高可能会普及
起来吗?就像目前顶级显卡8800GTX,高昂的价格有多少人可以买得起呢。
2009年DDR2内存将不复存在
从iSuppli于2006年第三季作出的DDR3对比DDR2出货量与价格预估报告可以
看出,2007年DDR3内存模组出货仅占DDR3与DDR2内 存模组市场总和不足一成,
而DDR3内存模组售价平均比DDR2高出约五成。2008年DDR3内存模组出货将会提
升至25%,而售价将会大幅贴近 DDR2内存,但预计要直至2009年,市场才可能出现
交替。
DDR3推出毫无疑问是阻止不了的,虽然DDR3内存要到2009年才能成为主流,但
是各大内存厂商还是很看好DDR3的前景。对款DDR3内存的工程样 品相继公布,下面
我们就先一睹目前已经出现过的DDR3内存。
在Computex 2006台北会展上,威刚率先展出DDR3内存。威刚此次展示的vitesta
DDR3无缓冲DIMM内存包括DDR3-1066和DDR3-1333两种规格。
威刚 DDR3-1066
威刚DDR3-1066单条容量为1GB,针脚数240,核心电压1.5+/-0.1V,延迟设定
为CL7。
威刚 DDR3-1333
同威刚DDR3-1066一样,单条容量均为1GB,针脚数240,核心电压1.5+/-0.1V,
延迟设定为CL7。
在威刚最新推出的DDR3内存中,加入了数据同步设计(Data Synchronization),
使电压降低为1.5V,这对以省电为诉求的笔记本计算机而言,电池续航力增加,电池寿命
及热量可得到更好的改善。威刚 DDR3系列初期将提供512M、1G容量规格,采用BGA
封装,未来根据市场需求,相对地会推出2GB和4GB的更高容量。
去年我国台北世界贸易中心举行的Computex 2006大会上,Elixir公司展示了
DDR3内存。
512MB DDR31066内存
1GB DDR3-1066内存
这次展示的DDR3 512MB与1GB的模型,工作频率都为1066MHz,代号为
PC3-8500,工作电压为1.5V,采用240pin针脚,目前展示的还只是模型,据 悉到2007
年DDR3内存有望商业化。
金邦(Geil)科技股份有限公司是世界上专业的内存模块制造商之一,是第一家以汉
字注册的内存品牌。在去年亚洲最大专业计算机展Computex 2006大会上,金邦再一次
展示了其超凡的实力,推出了DDR3内存。
金邦DDR3-667内存
金邦DDR3内存的样品起始为667MHz,经过调整可以达到DDR3-1333MHZ。作
为深受超频爱好者好评的金邦内存,想必在DDR3上也会有不错 的表现,大家拭目以待
吧。
三星2006年展示了他们的DDR3内存产品,尽管这种内存还没有正式确定规格,但
是该产品已经可以稳定工作,在展示中循环运行3DMark06没有出现 任何问题。
三星DDR3内存
对款三星DDR3内存
三星展示的内存为1GB容量的DDR3模块,工作频率将是800Mhz~1.6GHz,采
用标准的DIMM、SO-DIMM接口。
在2006年IDF上,Intel展示了下一代Bearlake芯片组建的系统。同时还展示了,
下一带内存主流产品DDR3。
众多DDR3内存模组,有尔必达、现代、美光、奇梦达、三星等。
尔必达DDR3
Intel这次展示的DDR3内存,运行频率为1066MHz(CL=7),240针脚设计。预计
Bearlake芯片组发布时可看到DDR3-1333 内存,从而与前端总线1:1同步。
南亚近日展示了他们面向零售市场计划推出的DDR3内存产品,这样的内存产品会在
对应的芯片组、主板上市才会发布。
DDR3内存颗粒
上面这根频率为1066MHz的1GB内存工作电压1.5V,内部设定为7-7-7。据称
DDR3内存在性能上和同频率的DDR2内存没有太大区别,不过 DDR3内存可以达到更
高的工作频率,就像现在显卡上的GDDR2、GDDR3显存一样。
在CeBIT上,微星拿出了多款Intel 3系列主板,比如P35芯片组的、G33芯片组
的主板,它们都支持DDR3内存。在一块P35芯片组的“P35 Platinum D3”上,微星
插上了两条奇梦达DDR3内存,容量1GB和512MB,并予以测试。
奇梦达DDR3内存
奇梦达DDR3内存颗粒
全球第二大DRAM供货商奇梦达(Qimonda),DDR3内存颗粒采用的是与南亚科
技共同研发出来的DDR3 512Mbit颗粒。预计今天下半年,DDR3内存就可以量产。
海盗船在CeBIT 2007上展示了其首批DDR3产品,并透露将在未来几个月内展示自
己的1600MHz DDR3型号。首先亮相的为P35平台上的DDR3/1066芯片组,CAS=6,
比标准CAS=7规格DDR3性能更高。
此次展示的海盗船DDR3已经有800/1066MHz两个版本,1333MHz则依旧处于
测试状态。CORSAIR表示,几个月后会出现 DDR3-1600产品。DDR3内存如期推出,
让内存发展回到一个新的起点,内存市场会出现激烈的征战,到时得利的还是我们。
● DDR3普及展望
虽然到2009年,DDR3才会成为市场的主流,但是各大内存厂商还是很看好DDR3
的前景。市场调研机构IDC公司资深分析师Shane Rau说:“2007年初将出现一些吞噬
内存的计算和消费级应用,如微软公司的vista操作系统。DDR3初期将有助于服务器、
笔记本电脑和台式机市 场,然后将用于图像和高清电视等消费级应用。”可见DDR3的普
及趋势已定,也只是时间早晚的问题。
现在对于DDR3内存初期我们不用抱以多大的期望,就像当初我们对待DDR2一样。
在CPU外频提升最迅速的PC台式机领域,DDR3未来也将经历一个慢 热的过程。并且
刚上市时价格肯定不低,根本不可能和DDR2竞争。DDR2被淘汰掉是不太可能的,毕竟
能上DDR3的主板,上DDR2照样没问题,但是由 于两种内存的电气规范并不相同,因
此主板并不能同时混插。总之,DDR2内存走向衰亡还为时过早。
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