組裝電腦必備知識第二期

內存

內存是計算機中重要的部件之一,它是與CPU進行溝通的橋樑。計算機中所有程序的運行都是在內存中進行的,因此內存的性能對計算機的影響非常大。存儲器的種類很多,按其用途可分為主存儲器和輔助存儲器,主存儲器又稱內存儲器(簡稱內存,港臺稱之為記憶體)。內存的作用是用於暫時存放CPU中的運算數據,以及與硬盤等外部存儲器交換的數據。只要計算機在運行中,CPU就會把需要運算的數據調到內存中進行運算,當運算完成後CPU再將結果傳送出來,內存的運行也決定了計算機的穩定運行。內存是由內存芯片、電路板、金手指等部分組成的。

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內存概述

內存又稱主存,是CPU能直接尋址的存儲空間,由半導體器件製成。內存的特點是存取內存速率快。內存是電腦中的主要部件,它是相對於外存而言的。我們平常使用的程序,如Windows操作系統、打字軟件、遊戲軟件等,一般都是安裝在硬盤等外存上的,但僅此是不能使用其功能的,必須把它們調入內存中運行,才能真正使用其功能,我們平時輸入一段文字,或玩一個遊戲,其實都是在內存中進行的。就好比在一個書房裡,存放書籍的書架和書櫃相當於電腦的外存,而我們工作的辦公桌就是內存。通常我們把要永久保存的、大量的數據存儲在外存上,而把一些臨時的或少量的數據和程序放在內存上,當然內存的好壞會直接影響電腦的運行速度。

內存一般採用半導體存儲單元,包括隨機存儲器(RAM),只讀存儲器(ROM),以及高速緩存(CACHE)。

只讀存儲器(ROM)

ROM表示只讀存儲器(Read Only Memory),在製造ROM的時候,信息(數據或程序)就被存入並永久保存。這些信息只能讀出,一般不能寫入,即使機器停電,這些數據也不會丟失。ROM一般用於存放計算機的基本程序和數據,如BIOS ROM。其物理外形一般是雙列直插式(DIP)的集成塊。

隨機存儲器(RAM)

隨機存儲器(Random Access Memory)表示既可以從中讀取數據,也可以寫入數據。當機器電源關閉時,存於其中的數據就會丟失。我們通常購買或升級的內存條就是用作電腦的內存,內存條(SIMM)就是將RAM集成塊集中在一起的一小塊電路板,它插在計算機中的內存插槽上,以減少RAM集成塊佔用的空間。目前市場上常見的內存條有1G/條,2G/條,4G/條等。

高速緩衝存儲器(Cache)

Cache也是我們經常遇到的概念,也就是平常看到的一級緩存(L1 Cache)、二級緩存(L2 Cache)、三級緩存(L3 Cache)這些數據,它位於CPU與內存之間,是一個讀寫速度比內存更快的存儲器。當CPU向內存中寫入或讀出數據時,這個數據也被存儲進高速緩衝存儲器中。當CPU再次需要這些數據時,CPU就從高速緩衝存儲器讀取數據,而不是訪問較慢的內存,當然,如需要的數據在Cache中沒有,CPU會再去讀取內存中的數據。

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物理存儲器和地址空間

物理存儲器和存儲地址空間是兩個不同的概念。但是由於這兩者有十分密切的關係,而且兩者都用B、KB、MB、GB來度量其容量大小,因此容易產生認識上的混淆。初學者弄清這兩個不同的概念,有助於進一步認識內存儲器和用好內存儲器。

物理存儲器是指實際存在的具體存儲器芯片。如主板上裝插的內存條和裝載有系統的BIOS的ROM芯片,顯示卡上的顯示RAM芯片和裝載顯示BIOS的ROM芯片,以及各種適配卡上的RAM芯片和ROM芯片都是物理存儲器。

存儲地址空間是指對存儲器編碼(編碼地址)的範圍。所謂編碼就是對每一個物理存儲單元(一個字節)分配一個號碼,通常叫作“編址”。分配一個號碼給一個存儲單元的目的是為了便於找到它,完成數據的讀寫,這就是所謂的“尋址”(所以,有人也把地址空間稱為尋址空間)。

地址空間的大小和物理存儲器的大小並不一定相等。舉個例子來說明這個問題:某層樓共有17個房間,其編號為801~817。這17個房間是物理的,而其地址空間採用了三位編碼,其範圍是800~899共100個地址,可見地址空間是大於實際房間數量的。

對於386以上檔次的微機,其地址總線為32位,因此地址空間可達2的32次方,即4GB。(雖然如此,但是我們一般使用的一些操作系統例如windows xp、卻最多隻能識別或者使用3.25G的內存,64位的操作系統能識別並使用4G和4G以上的的內存,

瞭解了這些就可以解釋為什麼會產生諸如:常規內存、保留內存、上位內存、高端內存、擴充內存和擴展內存等不同內存類型了。

頻率

內存主頻和CPU主頻一樣,習慣上被用來表示內存的速度,它代表著該內存所能達到的最高工作頻率。內存主頻是以MHz(兆赫)為單位來計量的。內存主頻越高在一定程度上代表著內存所能達到的速度越快。內存主頻決定著該內存最高能在什麼樣的頻率正常工作。

DDR內存和DDR2內存的頻率可以用工作頻率和等效頻率兩種方式表示,工作頻率是內存顆粒實際的工作頻率,但是由於DDR內存可以在脈衝的上升和下降沿都傳輸數據,因此傳輸數據的等效頻率是工作頻率的兩倍;而DDR2內存每個時鐘能夠以四倍於工作頻率的速度讀/寫數據,因此傳輸數據的等效頻率是工作頻率的四倍。例如DDR 200/266/333/400的工作頻率分別是100/133/166/200MHz,而等效頻率分別是200/266/333/400MHz;DDR2 400/533/667/800的工作頻率分別是100/133/166/200MHz,而等效頻率分別是400/533/667/800MHz。

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大小

內存的種類和運行頻率會對性能有一定影響,不過相比之下,容量的影響更大。作為電腦中重要的配件之一,內存容量的大小確實能夠直接關係到整個系統的性能。因此,內存容量已經越來越受到消費者的關注。在其他配置相同的條件下內存越大機器性能也就越高。內存的價格小幅走低,2011年之後,電腦內存的配置越來越大,一般都在1G以上,更有2G、4G、6G內存的電腦,目前的主流內存容量為4G,8G以及更大的16G。

內存的工作原理。從功能上理解,我們可以將內存看作是內存控制器與CPU之間的橋樑,內存也就相當於“倉庫”。顯然,內存的容量決定“倉庫”的大小,而內存的速度決定“橋樑”的寬窄,兩者缺一不可,這也就是我們常常說道的“內存容量”與“內存速度”。

帶寬

從功能上理解,我們可以將內存看作是內存控制器(一般位於北橋芯片中)與CPU之間的橋樑或與倉庫。顯然,內存的容量決定“倉庫”的大小,而內存的帶寬決定“橋樑”的寬窄,兩者缺一不可,這也就是我們常常說道的“內存容量”與“內存速度”。除了內存容量與內存速度,延時週期也是決定其性能的關鍵。當CPU需要內存中的數據時,它會發出一個由內存控制器所執行的要求,內存控制器接著將要求發送至內存,並在接收數據時向CPU報告整個週期(從CPU到內存控制器,內存再回到CPU)所需的時間。毫無疑問,縮短整個週期也是提高內存速度的關鍵,這就好比在橋樑上工作的警察,其指揮疏通能力也是決定通暢度的因素之一。更快速的內存技術對整體性能表現有重大的貢獻,但是提高內存帶寬只是解決方案的一部分,數據在CPU以及內存間傳送所花的時間通常比處理器執行功能所花的時間更長,為此緩衝區被廣泛應用。其實,所謂的緩衝器就是CPU中的一級緩存與二級緩存,它們是內存這座“大橋樑”與CPU之間的“小橋樑”。事實上,一級緩存與二級緩存採用的是SRAM,我們也可以將其寬泛地理解為“內存帶寬”,不過現在似乎更多地被解釋為“前端總線”,所以我們也只是簡單的提一下。

內存帶寬為何會如此重要呢?在回答這一問題之前,我們先來簡單看一看系統工作的過程。基本上當CPU接收到指令後,它會最先向CPU中的一級緩存(L1Cache)去尋找相關的數據,雖然一級緩存是與CPU同頻運行的,但是由於容量較小,所以不可能每次都命中。這時CPU會繼續向下一級的二級緩存(L2Cache)尋找,同樣的道理,當所需要的數據在二級緩存中也沒有的話,會繼續轉向L3Cache(如果有的話,如K6-2+和K6-3)、內存和硬盤。由於目前系統處理的數據量都是相當巨大的,因此幾乎每一步操作都得經過內存,這也是整個系統中工作最為頻繁的部件。如此一來,內存的性能就在一定程度上決定了這個系統的表現,這點在多媒體設計軟件和3D遊戲中表現得更為明顯。

性能指標

評價內存條的性能指標一共有四個:

(1) 存儲容量:即一根內存條可以容納的二進制信息量,如168線內存條的存儲容量一般多為32兆、64兆和128兆。而DDRII3普遍為1GB到8GB。

(2) 存取速度(存儲週期):即兩次獨立的存取操作之間所需的最短時間,又稱為存儲週期,半導體存儲器的存取週期一般為60納秒至100納秒。

(3) 存儲器的可靠性:存儲器的可靠性用平均故障間隔時間來衡量,可以理解為兩次故障之間的平均時間間隔。

(4)性能價格比:性能主要包括存儲器容量、存儲週期和可靠性三項內容,性能價格比是一個綜合性指標,對於不同的存儲器有不同的要求。

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選購方法

1.看內存顆粒:內存顆粒是內存條重要的組成部分,內存顆粒將直接關係到內存容量的大小和內存體制的好壞。因此,一個好的內存必須有良好的內存顆粒作保證。

這裡面製作水平較高、市場份額比較大的是HY(現代)、Samsung(三星)、Winbond(華邦)、Infineon(英飛凌)、Micron(美光)等,相對的顆粒穩定性也比較高。雖然使用這些名牌大廠的內存顆粒並不一定代表內存模組就是優秀,但採用不知名品牌的內存顆粒顯然不會有很好的表現。

2.觀察“金手指”

首先了解一下什麼是金手指。金手指(ConnectingFinger)是內存條上與內存插槽之間的連接部件,所有的信號都是通過金手指進行傳送的。金手指由眾多金黃色的導電觸片組成,因其表面鍍金而且導電觸片排列如手指狀,所以稱為“金手指”。現在,所有DIY配件與主板插槽連接部位均可以稱之為金手指。

金手指實際上是在覆銅板上通過特殊工藝再覆上一層金,因為金的抗氧化性極強,而且傳導性也很強。不過因為金昂貴的價格,目前較多的內存都採用鍍錫來代替,從上個世紀90年代開始錫材料就開始普及,目前主板、內存和顯卡等設備的“金手指”幾乎都是採用錫材料,只有部分高性能服務器/工作站的配件接觸點才會繼續採用鍍金的做法,價格自然不菲。

要保證穩定的超頻工作,金手指也是一個不可忽視的地方。看似普普通通的一個“信號傳輸接口”它也是為內存提供穩定特性的一個重點。質量好的金手指從外觀看上去會富有光澤,由於鍍層的關係直接給消費者呈現的將會是一個“漂亮的接口”,而忽視這方面的廠家的產品金手指則暗淡無光。

4.品質源於優異的工藝

焊接質量是內存製造很重要的一個因素。廉價的焊料和不合理的焊接工藝會產生大量的虛焊,在經過一段時間的使用之後,逐漸氧化的虛焊焊點就可能產生隨機的故障。並且這種故障較難確認,所以一旦發生就會讓人有吃了蒼蠅的感覺。這種情況多在山寨廠裡的生產線上生產出的內存上出現。Kingston(金士頓)、Apacer(宇瞻)、Transcend(創建)等知名第三方內存模組原廠(即本身並不生產內存顆粒,只進行後段封裝測試的內存產商)都是採用百萬美元級別的高速SMT機臺,在電腦程序的控制下,高效科學地打造內存模組,可以有效的保持內存模組高品質的一貫性。此外第三方內存模組原廠推出的零售產品,都會有防靜電的獨立包裝,以及完整的售後服務,消費者在選購這些產品的時候,可以少花一些精力,多一份放心。

5.內存容量與價格的選擇

內存容量是很多朋友非常糾結的一個問題。現在內存價格非常昂貴,DDR4 8GB內存售價500餘元,兩根內存的價格都可以買一個性能相當的CPU了。

那麼內存容量究竟選多少合適呢?我就來拿現在比較主流的Windows 10為大家分析一下內存容量的需求。微軟官網上對Windows10的內存需求為,32位系統最少1GB,而64位系統只需要1.6GB即可運行Windows10。當然,這話說的沒毛病,1GB和2GB內存的確能夠運行Windows10,但也僅僅是運行了,但使用起來肯定是會卡的你懷疑人生。

就 Windows 10來說,正常情況下,開機就需要佔用約1.8GB內存,再運行少部分軟件,使用Windows10系統起步至少需要4GB內存。

這只是從能用的角度來看,如果你想玩遊戲或同時運行多款軟件,那麼8GB內存是必備的,這還是僅限於一些常規的遊戲,遊戲大作等還是建議16GB內存起步。

至於32GB內存,對大多數朋友來說,日常使用中很難會用到這麼大的內存容量。只有視頻渲染或者是遊戲工作室多開,有可能用到32GB內存。

另外需要說明的是,不同品牌、不同規格的內存之間可能會存在一些兼容性的問題。同時,某些主板與某些內存之間也可能有不兼容的現象,因此升級後如果出現系統不穩定的情況,首先應該檢查是否存在著兼容性問題。筆者建議升級內存的朋友儘量購買與以前相同品牌同型號的內存;如果還是因為批次差異而存在問題,不妨考慮捨棄原有內存條,重新購買一對新品。

6.品牌

內存的好壞對性能影響巨大,假如你想省心一點,最好選擇一二線品牌,這些知名品牌的產品不但質量有保證,也大都有一定的保修期,而選擇那些名不見經傳廠商的產品,很有可能會出現一些莫名其妙的問題,而且像內存這種產品選擇知名品牌一般故障率是很低的。

文章若有表述不明之處還請批評指正!

不知你們是怎麼選購內存的呢?一起和大家分享一下吧!


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