理解RAM:让你的电脑性能翻倍的必学知识!

科技   2024-11-24 00:00   中国香港  
随机存取存储器,也称为主存储器,是计算机的主要数据存储。在执行任何进程之前,必须先将数据存入主存储器。

为了帮助我们了解RAM的各种规格,我们将使用下图作为参考


有4个主要数据值得一提。

  • 容量(8GB)
  • 协议版本(DDR4)
  • cell类型(DRAM)
  • 时钟频率(2400MHz)

容量

很有可能你知道容量是什么意思。上图容量为8GB = 2³ x 2^30字节,其中1字节=8位。将容量除以宽度,然后得到地址的数量。每个地址都包含一个由10组成的序列这些序列可以表示指令(即ADD)或操作数(即A+B中的A)。

cell类型

与其他存储介质不同,RAM单元是易失性的。当RAM单元的电源被切断时,存储的数据将永远丢失。这就是为什么当您的计算机没有响应时,您可以重新启动它,以便将其重置为已知状态。

RAM单元主要有两种类型,静态RAM(SRAM)和动态(DRAM)。只要供电,SRAM就会将数据位保留在其内存中。与DRAM不同,DRAM将信息存储在由电容器和晶体管组成的cell中,SRAM不必定期刷新。静态RAM提供更快的数据访问,并且比DRAM更昂贵。SRAM通常用于缓存cache,而DRAM则用于主存储器。

协议版本/时钟频率

在我们开始研究细节之前,您需要知道DDR、DDR2、DDR3和DDR4是基于SDRAM(同步动态随机存取存储器)。我们所说的同步是指它与系统时钟同步。换句话说,SDRAM的时钟频率必须与主板的时钟频率相匹配。

工程师们最终想出了一种被称为DDR的新技术。DDR代表双倍数据速率。DDR的数据传输速度本质上会翻倍,每个时钟周期传输两个数据块。

由于这种命名惯例,DDRx被标记为其可以运行的实际最大时钟速率的两倍。例如,DDR4–1333内存与运行在666.6 MHz的主板兼容,DDR4–2400内存与运行在1200 MHz的主板兼容,以等。

了解DDR中的时钟速率是内存可以使用的理论最大值非常重要。例如,如果您在只能(或错误配置)访问400 MHz(800 MHz DDR)内存子系统的计算机上安装DDR2–1066内存,则内存将在400 MHz(800 MHz DDR)而不是533 MHz(1,066 MHz DDR)访问。

除了时钟频率外,您经常会看到PCx-zzzz,其中x是技术代际,zzzz是最大理论传输速率。大多数现代架构都有64条从内存模块到内存控制器的通路。这意味着每个时钟周期都会传输64位数据。如果你取64位,并将其除以字节中的位数,你会得到64/8=8字节。将时钟频率乘以字节数(即8),您将获得以MB/s为单位的最大理论传输速率。例如,DDR2-800存储器的最大理论传输速率为6,400 MB/s(800 x 8)。


多通道内存架构

多通道架构的工作方式是增加内存总线中可用的数据线数量,从而增加可用带宽。

在单通道架构中,您有64条从内存模块到内存控制器的通道。

在双通道架构中,您有2x64=128通道,几乎使可用带宽翻倍。遵循相同的逻辑,三通道架构将有一个3x64=192位宽的内存总线,一个四通道架构将有一个4x64=256位宽的内存总线,以等。需要注意的是,双通道方案需要两个物理RAM。假设你想建造一台拥有8GB内存的计算机。为了获得最佳性能,您必须购买两个4GB内存模块来启用双通道模式。如果您购买单个8GB模块,您将拥有相同的内存容量,但内存将以单通道模式访问。


最后的想法

当您的处理器必须从二级存储中获取数据时(即HDD、SSD),它浪费了时钟周期,否则它本可以用于执行指令。您的RAM容量越多,处理器的工作空间就越多,导致访问二级存储的频率降低。

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