失传技术研究所小讲堂 篇六十二：【图吧入门教程】内存从入门到入土

创作立场声明：下篇应该讲主板或者外设，NAS软件篇构思中……

简单的讲讲内存相关的技术常识

关键词：内存 DRAM SDRAM DDR 世代 标压 低压 频率 位宽 显存 RAMDISK 颗粒 时序 工艺 容量 通道数 ECC 专用条 RAMDISK

首先关于内存

什么是内存？

是手机内存吗？

内存(Memory)被称为内存储器和主存储器，作用是暂时存放CPU或者GPU（显存）的运算数据，以及与硬盘等外存交换数据。对应手机的运存

作为用户你应该知道：内存是电脑数据交换的中间载体，容量在经济实力允许的情况下应适度扩大，但是仍然有其他参数会影响内存性能不能说单看容量越大就越好

内存条应该尽可能成对，最好成对的内存容量频率等参数完全相等（建议用两条一样的内存条），实在不相等也没办法凑合用吧，内存成对使用能有效改善系统性能（虽然没有换CPU效果来的明显）。

内存在选择的时候要注意有翻新条和假条，这点注意避开几个重灾区就可以避免。

1.内存的原理

和固态硬盘闪存用晶体管的开关储存数据不同，内存是依靠电容器充电储存数据的。DRAM的结构每bit只需一个晶体管加一个电容。这样的机制让内存的速度能达到相当快的水平。足以用作存放CPU的临时数据。但是电容不可避免的存在漏电现象，会导致数据出错，因此电容必须周期性的刷新（预充电），断电丢失数据。电容的充放电需要一个过程，刷新频率不可能无限提升

2.现代内存技术

其实在最初的个人电脑上是没有内存条的，内存是直接以DIP芯片的形式安装在主板的DRAM插座上面，需要安装8到9颗这样的芯片，容量只有64KB到256KB，要扩展相当困难。FPM是Fast Page Mode(快页模式)的简称,是较早的PC机普遍使用的内存,它每隔3个时钟脉冲周期传送一次数据。直到80286的出现硬件与软件都在渴求更大的内存，只靠主板上的内存已经不能满足需求了，于是内存条就诞生了

其实直到今天也有很多电脑都在用主板板载内存，手机平板也一样，基本都是板载内存，要更换非常麻烦

3.内存发展简史

DDR内存时至今日已经四代了，显卡用的GDDR显存也已经六代了。在DDR内存之前，内存还有一代SDRAM，所以一共是经历了五代内存、七代显存（SGRAM(Synchronous Graphics Random-Access Memory)，同步图形随机存储器，是一种专为显卡设计的显存、一种图形读写能力较强的显存，由SDRAM改良而成）。

每一代内存世代的提升，都代表着更快的内存速度和更低的工作电压。

内存的速度可以用带宽这个参数表示

4.带宽

之前我们讲显卡的时候应该说过显卡的显存看速度也就是带宽而不是看容量的是吧。GT610就是真的上了4T显存依然是非常蔡的显卡，这点除了核心之外显存的速度也能决定。内存看作是与CPU之间的仓库。显然，内存的容量决定“仓库”的大小，而内存的带宽决定“仓库门”的大小，相比之下，内存速度提高比单纯增大容量对内存的实际应用更为有利。

带宽作为标识总线和内存性能的指标，指的是单位时间内可以传输的数据总量，等于位宽与工作频率的乘积。所以之前才会说买显卡一定要先看显存位宽，为什么GT610显存2G还是依然蔡，因为它显存位宽只有64bit，然而多少年前用DDR内存作显存连GDDR都没用上的RADEON 9550都用上了128bit的位宽，所以说GT610才会那么蔡

DDR SDRAM可在一个时钟周期内传送两次数据，DDR数据传输速度为系统钟频率的两倍，能在选通脉冲的上升沿和下降沿传输数据。DDR2的数据传输速度为系统时钟频率的四倍，DDR3的数据传输速度为系统时钟频率的8倍

5.内存世代一览

电压越来越低，内存速度（频率和带宽）越来越高

SDRAM 3.3V，已经不是初代SIMM时代内存的5V电压了 频率66 100 133

DDR1 2.5V，频率200 266 333 400

DDR2 1.8V，频率400 533 667 800

DDR3 1.5V，频率800 1066 1333 1600 还有2133

DDR3L 1.35V，频率同上

DDR4 1.2V 频率2133 2666 3200，然而如今市场各种神奇的频率比如什么3000 4000的内存都能看得见，作为垃圾佬感觉非常迷惑（@迷惑行为大赏），反正捡垃圾的咱只知道DDR2基本都是800的，DDR3都是1333的，加钱还能上1600的，没见过2133的

并不是什么时候先进的就是好的，选用产品的时候还是要考虑实际应用环境，符合需求的才是最好的 DDR2又不是不能用

5.1低压内存条

顺带说下，低压内存条的概念。从DDR3L开始，出现了低压条的概念。其实按咱的理解低压内存条其实就是体质比较好的颗粒做出来的内存条，在更低电压下也能保证正常工作性能可靠，在标压也一样能正常工作。咱的笔记本就是标称DDR3但是实际上用DDR3L也没问题的。

DDR4暂且还没出现低压条，估计颗粒厂的生产工艺还没达到能产出比1.2V大幅降低电压还能正常工作的DRAM颗粒

实际上，DDR4的高频条上面说的那种4000频率的妖条电压一般都不低，以为这种条也能工作在1.2V想多了，很多高频DDR4内存都要加到1.35V甚至1.5V。

虽然过渡性产品同时支持高世代和低世代的内存，但是并不是什么时候先进的就是好的

无论是牙膏厂还是农企在内存换代的时候都出现过兼容性问题，当年牙膏厂刚上ddr4的时候的兼容性问题可不是点不亮了 是不仅烧条子，连cpu内部控制器都给你烧了，直接当场GG。所以咱群的垃圾佬都是找支持3代内存的妖板然后上新款U，还可以不用成为WIN10的受害者，岂不美哉？作为垃圾佬，对待新产品自然都是这样的态度。他强由他强,清风拂山冈。现在市场上群魔乱舞关我啥事，我只是捡垃圾的。你们买回去蔡鸡硬件送BUG烧条烧板子烧U关咱啥事，过几年咱捞底收的时候基本蔡的硬件都炸的差不多了，只有大浪淘沙经过时间洗礼之后才能看得出来什么东西是真的能用得住的。

此外，还有LPDDR，Low Power Double Data Rate SDRAM，是DDR SDRAM的一种，又称为 mDDR(Mobile DDR SDRAM)

最早刚刚出现安卓手机的时候，手机用的就是LPDDR，后来和DDR一样，LPDDR也开始出现世代的更新，采用新世代内存的手机即使内存容量不大性能也高于老世代内存的手机。现在的手机内存同样到了LPDDR4的时代，然而作为一个垃圾佬，捡的华为P9却是LPDDR3内存版本的3+32G……只有4G内存版的才是LPDDR4，然而3G又不是不能用，同样的3+32就是比小米流畅，甚至还能和4+64肛一肛

LPDDR 1.8V

LPDDR2 1.2V

LPDDR3 1.2V

LPDDR4 1.1V

比DDR更低电压，更适合移动使用

其实有意思的是之前的WINDOWS平板，那个原计划改NAS电视盒的Z8300板子就是标称LPDDR3实际上用的是DDR3L的内存，在我看来其实DDR3L比LPDDR3更好，毕竟DDR3L是DDR内存一脉相传的内存，虽然电压低些但是性能基本是和普通内存持平的，LPDDR就不好说了 省那点电真的不如多来点性能别让内存成为瓶颈对我意义大。

GDDR

GDDR数据速率上更高，适合显示图像这种需要大数据量传输而对时延不太敏感的场合

和SGRAM相似，GDDR5和GDDR4一样基于DDR3 SDRAM改造而来，基本存储器架构和DDR3相似,降低了电压，减少了位宽但支持更多通道。其特点是高带宽、高延时。GDDR5使用了DQ并行双数据总线，相当于提供了在GDDR3的基础上多加了一条通道，采用时钟频率分离的设计，地址与命令总线采用其中一组时钟频率信号，而数据总线则采用另外独立的一组，且为地址与命令总线时钟频率的两倍。所以GDDR5的理论速度可达GDDR3/GDDR4的两倍。通过数据编码和读写线分开提高了数据速率（3G~6GT/s）。GDDR5已经使用了将近10年。

（顺带说下，GT240仍然有DDR3和GDDR3 GDDR5几个版本，显存类型直接决定了显卡的性能。此外，GT610的2G显存是DDR3的）

就算1T也是蔡鸡

6.双通道内存

我们之前提到了内存的工作机制是在内存控制器的控制下与CPU和外存交换数据。内存控制器（早期一般位于主板北桥芯片中，现在都在CPU内部集成）决定了计算机系统所能使用的最大内存容量、内存BANK数、内存类型和速度、内存颗粒数据深度和数据宽度等，以前内存控制器外置的时候，同样的CPU上不同的主板内存就可以有截然不同的性能体验（如奔腾M同时支持DDR和DDR2，英特尔775平台或者AMD AM2+也同样同时支持DDR2和DDR3），如今，内存控制器全部内置在CPU中，而且控制器的数量一般都是两个以上。

AMD内存控制器个头比U还大

双通道内存就是两个内存控制器同时工作，理论上内存带宽加倍了，速度自然更快。通常大多数时候双通道内存需要物理上两根及以上的内存条支持，然而，现在一些计算机也可以在只有一根内存条的情况下执行双通道模式。当年在CPU性能飙升的时候，内存着实成了性能的瓶颈，英特尔和AMD凭借双通道内存技术成功的打破了瓶颈，这才算是完事。

6.1对称双通道和弹性双通道

早期的支持双通道内存平台最早是在奔腾4的年代，后来AMD出了AM2之后把内存控制器放在了CPU里，当然也支持双通道内存。然而早期的AM2平台支持双通道只是有条件的支持，同样是DDR2内存的话两根能双通道4G插三根就只能单通道6G，不支持弹性非对称双通道技术。虽然后来到了AM2+之后也整出来了个单通道+，但是内存最好还是要容量相等对称使用。其实四个内存条插槽的主板最好是1根2根或者4根，不要三根。四个内存插槽只对应两路内存控制器，还是有点问题的。两个内存插槽的主板性能就相对稳定得多。

在非对称双通道模式下，两个通道的内存容量可以不相等（图4），而组成双通道的内存容量大小取决于容量较小的那个通道。例如A通道有1GB内存，B通道有2GB内存，则A通道中的1GB和B通道中的1GB组成双通道，B通道剩下的1GB内存仍工作于单通道模式下。

自80486CPU起，在CPU的内部也设计有高速缓存。CPU内部集成了SRAM缓存，缓存物理上离CPU更近，读取速度也比内存更快。静态随机存取存储器（Static Random-Access Memory）所谓的“静态”，是指这种存储器只要保持通电就不会丢数据，而内存的DRAM需要周期性刷新。然而，SRAM断电仍然会丢数据，功耗比DRAM大（可以通过增加后备电源的方法获得基于RAM的永久储存器）

目前常见的CPU缓存最多有三级，通常L2或L3容量较大，L1比较小但是更重要。

高速缓冲存储器最重要的技术指标是它的命中率，其实大小还真的没那么重要。L9300二级缓存6M，真正干起活来还是P8600性能更强

FSB(front side bus)这个参数也挺影响CPU的性能，同样是45NM的U，1066FSB的25W的P8400都可以吊打35W 800总线的T8300,而且这样的性能正好卡在了能流畅解码1080P HEVC的边上，过去800总线Penryn死活都卡的解码任务，1066FSB的U就能干，你说你气不气

唯一的缺点是一般用1066总线U的本子都标配了DDR3的内存插槽，所以捡垃圾的角度来说内存的价格是真的吃屎，但是性能的提升来看这一切都是值得的。这年头1066总线芯片组平台的本子也就200块钱左右，如果是奔腾U就换个P8800二十多块钱再忍痛花个几十加4G内存运行也很流畅了，至少影音的娱乐需求是够用的，换个新刻录光驱30多块钱没事下点电影顺带刻盘或者看看家里以前的老DVD盘都行。

RAMDISK

内存盘是利用RAM虚拟一部分空间作为外存使用的一种玩法，因为之前也说过DRAM利用电容器作为储存信息的载体所以速度特别快，因此利用一部分内存作为外存可以有效解决外存速度不足的问题

图吧工具箱里面有个魔方内存盘，用ddr4 2667单通道就可以完爆pm961 256g

内存实际读写速度比这个快的多 内存盘有很大性能损失

虽然ramdisk读写很好看，但关机丢失。服务器可以这么做是因为服务器不关机，而且只是放热点数据，家用机没有ECC长期开机RAM数据会损坏。

7.内存标号读法

例如:PC3L-12800：内存的频率和带宽信息，PC3L代表其使用DDR3L规格，低压条。内存颗粒物理实际频率是400MHz，因为是DDR3类的内存所以它的等效频率就是1600MHz，换句话说，这款内存显示的频率是DDR3L-1600，这也是我们平时买内存时所知道的常用参数。而12800指的是按bit位计算的带宽。因为1byte=8bit，即一个字节等于八位二进制位（这点在计算网速的时候常被宽带运营商利用单位差距导致看起来宽带带宽很大）。8*1600MHz=12800

CPU-Z可以检测内存的详细信息，包括时序

8.内存频率和时序

之前我们说过，不同世代的内存有不同的频率，之前也列出来了，内存本身的频率是不高的，但是由于技术的升级内存的速度得到加强，等效频率由低到高逐步提高。

和CPU一样，内存的频率或者等效频率的提高，也能直接提升内存性能

所以给内存买回来超频，也成了图吧的日常（虽然我作为图吧垃圾佬从来不超内存就是了，DDR2烧冒烟也跑不到1600）

超频的话需要考虑时序这个参数，时序越低延迟就越低。所以很多高频的内存条卖得反而便宜是因为时序高。时序从本质上反应了颗粒体质，虽然频率高，时序会提高

内存时序（英语：Memory timings或RAM timings）是描述同步动态随机存取存储器（SDRAM）性能的四个参数：CL、TRCD、TRP和TRAS，单位为时钟周期。它们通常被写为四个用破折号分隔开的数字。

所以买回来内存可以用CPUZ看看时序确定内存体质，然后再决定是否超频。作为图吧垃圾佬，其实拆机条买回来就是为了能用的，别说超内存，超CPU都很少。

内存时序对内存性能的影响不如频率直接，然而过大的时序也侧面反映了内存的体质不佳，因此时序这个参数仍然是不可忽略的

进阶的时序设置的教程我们这里就不放了，过会儿我放ACFUN里面（主要是我作为垃圾佬怎么可能会 捡来的垃圾内存超冒烟了可没人保修）

9.AMD专用条和ECC内存

这个作为垃圾佬就非常擅长了，关于AMD专用条的问题。

AMD专用条相比普通内存便宜一半，那么它能用吗？当然能，不能谁买啊

当初英特尔在制定内存颗粒标准的时候规定了家用机内存要采用8bit位宽的颗粒，英特尔的内存控制器（早年位于主板北桥后来位于CPU）也只支持这样的内存颗粒，至少家用机都是这样的。而AMD专用内存采用的是服务器拆机的ECC内存上的4bit颗粒，比正常的内存少一半。然而AMD的CPU内置的内存控制器还是能识别并支持服务器拆机颗粒组的内存条的。毕竟还是农企，为农民插上致富的翅膀 又不是不能用

服务器内存ECC内存是非常便宜的，这年头AMD专用条8G都得80的时候，ECC REG服务器内存居然16G 99包邮：

（是真的便宜，我枯了）

ECC是“Error Correcting Code”的简写，中文名称是“错误检查和纠正”。ECC是一种能够实现“错误检查和纠正”的技术，ECC内存就是应用了这种技术的内存，一般多应用在服务器及图形工作站上，这将使整个电脑系统在工作时更趋于安全稳定。用了这种技术的内存之后，CPU才能用作大型模型渲染、科学运算等场合。解释了为什么大佬组运算中心的时候都会选服务器平台，因为家用机的应用来说内存出错并不会造成什么太大的影响，然而在真正涉及到精密运算的时候就需要保证一定不能出错了。

在ECC技术出现之前，内存中应用最多的是另外一种技术，就是Parity（奇偶校验），在内存中不带“奇偶校验”的内存中的每个字节只有8位，若它的某一位存储出了错误，就会使其中存储的相应数据发生改变而导致应用程序发生错误。带有“奇偶校验”的内存在每一字节（8位）外又额外增加了一位用来进行错误检测。问题是：当内存查到某个数据位有错误时，却并不一定能确定在哪一个位，也就不一定能修正错误，所以带有奇偶校验的内存的主要功能仅仅是“发现错误”，并不能纠正部分简单的错误。ECC与Parity（奇偶校验）不同的是如果数据位是8位，则需要增加5位来进行ECC错误检查和纠正，数据位每增加一倍，ECC只增加一位检验位，也就是说当数据位为16位时ECC位为6位，32位时ECC位为7位，数据位为64位时ECC位为8位，依此类推，数据位每增加一倍，ECC位只增加一位。ECC能够容许错误，并可以将错误更正，使系统得以持续正常地操作，不致因错误而中断，因此普遍被服务器平台采用。这种技术可以有效防止内存中的数据出错，因此可以用ECC内存做RAMDISK而不用担心数据跑飞

此外CPU内部的SRAM也是ECC的

这种安全机制其实自己搞单片机的时候也遇到过类似的，比如看门狗

在由单片机构成的微型计算机系统中，由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰，造成各种寄存器和内存的数据混乱，会导致程序指针错误，不在程序区，取出错误的程序指令等，都会陷入死循环，程序的正常运行被打断，由单片机控制的系统无法继续正常工作，会造成整个系统的陷入停滞状态，发生不可预料的后果。 看门狗从本质上来说就是一个定时器电路，一般有一个输入和一个输出，输出一般连接到另外一个部分的复位端，一般是连接到单片机。 看门狗的功能是定期的查看芯片内部的情况，一旦发生错误就向芯片发出重启信号。看门狗命令在程序的中断中拥有最高的优先级。

10.关于单面条和双面条还有马甲条的概念

单面条和双面条相比，同样容量下因为少了一半的颗粒，所以颗粒的容量自然也就提高了。一般都是先有双面条，后有单面条。所以一些老主板或者老BIOS不支持单面条但是支持双面条。普通内存用的是8bit颗粒，一面8个内存颗粒，合计64bit，称为1rank；双面的128bit，称为2rank。笔记本条也有8颗粒和16颗粒之分，像有些老平台就只支持16颗粒的大容量内存条（比如D525要想上4G内存条必须要16颗粒的标压条，2G就随便找个8颗粒的只要是标压条也能用）

也就是说，不考虑颗粒稳定性的前提下，双面16颗粒条兼容性更好，理论速度更高（颗粒多），但是实际上可能由于颗粒多木桶效应倒是实际性能并不好，这个反正我倒是没感觉出来，又不是不能用。

事实上，在多条内存的时候单双面虽然可以混插但是或多或少的给人不稳定的感觉，我反正每次死机都怀疑是内存条，后来换上了同样的单面条或者双面条都没有出现这种问题。

马甲条是套着一层金属外壳的内存,相比普通内存条其实就是多了个金属外壳用了散热。，一般这种条表示其可以超频体质较好，实际上怎么回事也只有谁用谁知道了。其实马甲是可以拆下来安在别的条上的。一般马甲条即使捡垃圾拆机也会比普通条贵上五分之一到三分之一，但是贵在稳定性好，一般这种条体质应该不会太差，所以电脑上了相比上最便宜的肯定是不容易死机的。其实AMD平台还是AMD专用条最香，至于家用机也很少用得上ECC REG内存的，不然那肯定是有REG内存就上了，比AMD条还便宜

11.内存品牌

目前世界上有三大SDRAM颗粒制造商：南朝鲜的三星电子(Samsung Electronics)和海力士(Hynix)，及美国的美光科技(Micron Technology)。三者垄断超过90%的全球市场，包括PC RAM、手机RAM和服务器RAM。另外，以上三大公司及日本东芝垄断了全球90%的NAND闪存颗粒市场，这种颗粒主要用来制造U盘、SD卡和SSD。

作为垃圾佬，二手条其实就行。很多像什么三星的金士顿的内存其实市面上的都是假的。此外，像金士顿之类的牌子自己没有颗粒，都是买的别的厂家的颗粒自己组装的内存，随时可能被掐脖子断供或者供给质量欠佳的内存颗粒，这样内存条的质量就可想而知了……

总之，内存方面条件允许还是尽可能要用好的，虽然拆机的或者说假的又不是不能用。买内存优先挑选自己有颗粒生产线的品牌（虽然作为垃圾佬对三星深恶痛绝就是了但是捡垃圾的时候其实也没少上 笔记本基本除了海力士就三星，台式机渣士顿和国产杂牌对半），十铨的东西我反正用过一两回据说评价还行我不知道。作为中国人，很高兴看到市面上出现了国产颗粒的内存和SSD固态硬盘，将来如果有机会真的想买个从CPU到内存全国产的电脑。

再说一句内存的工艺吧，其实现在大规模集成电路的时代集成电路早就不像咱想象的那样是成形的元件了。这么说吧，一个硅晶圆在光刻机下怎么加工就是什么东西。进去的是晶圆，出来的可能是音响功放、51单片机、内存颗粒、NAND闪存、CPU、也有可能就是个NE555。不是咱想象的造内存要有个内存的生产线，闪存要有闪存的生产线，其实现在能造闪存就能造内存颗粒。所以看到有国产的闪存出来的时候，咱就要想国产CPU、国产SSD了。

和已经基本物理极限将届的机械硬盘和受到漏电制约工艺进步的NAND不一样，DRAM现在仍然在高歌猛进，走进10nm的工艺，和CPU肩并肩。

最后提一句：

由于手机的CPU和GPU都共享内存带宽，加上近年来AI芯片的兴起，对手机内存带宽的要求变得越来越高，促进了LPDDR5标准的制定和实施。

LPDDR5的电压和LPDDR4X一样是1.1V（估计还是卡工艺瓶颈了），信号电压250mV，但闲置状态能降低40%的电流，可大幅降低功耗。

LPDDR5还引入Data-Copy和Write-X两个新的指令，Data-Copy指令可指示LPDDR5将单个I/O引脚上传输的数据复制到其他I/O引脚，提升数据传输的效率;Write-X指令可将全1或全0写入到特定地址，无需将数据从SoC发送到LPDDR5，这个新指令将有效降低整体系统功耗。

此外，LPDDR5还针对汽车等相关市场的需求，引入ECC纠错功能。

技术总在不断更新，作为垃圾佬看那些一直在买最新的人就像是在夸父追日，永远追不上时代的前沿但是却总是不知进退。在这样物欲横流的时代，做一个佛系的垃圾佬没事捡捡垃圾，一两百块钱买过去几万元的东西，感觉也是挺好的。

100块钱大战GTA5教程（INTEL775方案）更新预定，估计明天之前就能更完

以上