驚呆！從合并到分離，它默默地為計算機快捷運行保駕護航
[導讀]你是否有如下經歷：當好不容易下載一款流行游戲，登錄游戲開黑時發(fā)現(xiàn)游戲界面并不流暢，一陣卡頓猛如虎，體驗效果極差。一陣檢查，驚訝地發(fā)現(xiàn)是內存條的容量不足造成的。當電腦出現(xiàn)啟動故障等問題時，可能只需要插拔一下內存條，問題就解決了。原因竟是插拔內存條可以磨去因插槽與內存條接觸層的氧化，...
你是否有如下經歷：
1
內存條的誕生
在計算機誕生初期，內存條的概念還沒有出現(xiàn)。最早的內存都是通過磁芯的形式排列在線路上，每個磁芯和晶體管組成一個玉米粒大小的1bit存儲器。因此，當時的計算機的內存容量十分有限，基本不超過百K字節(jié)。后來，隨著集成電路的逐漸發(fā)展，內存開始作為一塊集成內存芯片直接焊接在主板上，體積縮小，其內存容量可達到64KB-256KB。每個主板一般會焊上8-9個集成內存芯片，從而較好地滿足當時的計算需求。雖然這種設計合理有效，但是，由于集成內存芯片直接焊接在主板上，如果其中一塊損壞，需要重新焊接更換，風險較高。而且，隨著圖形操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，這種直接焊接主板的內存極大地限制了人們對于內存維護與拓展的渴望。因此，可插拔、模塊化的內存條便呼之欲出。?2
內存條的發(fā)展歷程
內存條的發(fā)展大致經歷了SIMM、EDO DRAM、SDR SDRAM、DDR幾個階段，內存容量，也從最初的KB時代、MB時代發(fā)展到目前以GB為單位的時代。?SIMM1982年，Intel公司發(fā)布一款80286處理器，對應搭載該款處理器的286電腦就此誕生。這對內存的性能提出更高要求。為了有效提高內存容量和讀寫速度，獨立封裝的內存條就此應運而生。在最初誕生的內存條，孫大衛(wèi)和杜紀川創(chuàng)新性地采用了SIMM（Single?In-line?Memory Modules，單列直插式存儲模塊）接口，并創(chuàng)立今天仍舊耳熟能詳的Kingston（金士頓）公司。該內存條具有30pin（針腳），容量達到256KB。此時的內存開始呈條狀結構，“內存條”一詞才開始被逐漸使用。1988-1990年，隨著PC發(fā)展迎來386時代和486時代，對應適配的72pin SIMM內存條開始出現(xiàn)，其單條的容量一般達到512KB-2MB，而且僅要求兩條內存條同時使用。30pin SIMM內存條因無法與此時的計算機兼容而遭到淘汰。?EDO DRAM1991年到1995年期間，內存技術的發(fā)展較為緩慢EDO?DRAM（Extended?Data?Output?RAM，外擴數據模式存儲器）實際上屬于72pin SIMM內存條的延伸。EDO DRAM采用全新的尋址方式，取消了擴展數據輸出內存與傳輸內存兩個周期之間的時間間隔，在將數據發(fā)送至CPU時能同步訪問下一個頁面，從而提高速率。而且，利用當時先進的制作工藝，使得EDO DRAM的制作成本下降，其單條EDO DRAM內存的容量也提高到了4-16MB。因此，EDO DRAM便開始流行。此時，Intel的Pentium處理器也占據自身486電腦的部分市場份額。但是，由于Pentium及更高級別的CPU數據總線寬度達到64bit甚至更高，EDO DRAM內存條要求必須成對使用。隨著Intel公司的 Celeron系列以及AMD公司的K6處理器和相關主板芯片組相繼推出后，EDO DRAM內存的性能因無法達到新一代CPU架構的升級需求而遭到人們的棄用，內存條便從此邁入SDRAM時代。?SDR SDRAM隨著內存技術的革新，原來的SIMM升級為DIMM（Dual In-line Memory Modules，雙列直插式存儲模塊），雙列可傳輸不同數據。由此，內存條發(fā)展進入SDR SDRAM (Single Data Rate Synchronous DRAM，單速率同步動態(tài)隨機存儲器）時代。SDRAM就是同步DRAM，即其內存頻率和CPU外頻保持同步，從而提高數據傳輸速率。Intel公司與AMD公司的頻率競備時代由此拉開。第一代的SDR SDRAM內存為PC66規(guī)范，其中的數字66即代表66MHz。隨著Intel公司與AMD公司的CPU外頻不斷提升，SDR SDRAM的內存頻率也從早期的66MHz一直發(fā)展到了100MHz、133MHz，并逐步出現(xiàn)能夠滿足一些超頻用戶需求的PC150規(guī)范、PC166規(guī)范。
盡管后來市場上一度出現(xiàn)PC600和PC700。但是PC600、PC700分別因Intel820芯片組“失誤”事件和成本過高而逐漸遭到大眾的放棄。此時，我們熟悉的DDR時代來了。?Rambus DRAM為了達到占據市場的目的，Intel公司曾與Rambus公司聯(lián)合在PC市場推廣的Rambus DRAM，簡稱RDRAM。Rambus DRAM作為Intel公司意圖替換SDR SDRAM的新型內存條，其采用新一代高速簡單內存架構，從而提高整個系統(tǒng)的性能。但是，搭配Intel 850芯片組，使用RDRAM的Socket423的奔騰4平臺頻率高效率低，無法與AMD K7和DDR內存條的組合相媲美。而且，RDRAM的制造成本高。因此，RDRAM并沒有達到預想的期望。Intel公司最終無奈地決定放棄RDRAM，也相繼投奔到DDR中。?DDR2000年，JDDEC（聯(lián)合電子設備工程委員會）發(fā)布DDR的標準。DDR SDRAM（Double?Data?Rate?Synchronous DRAM，雙速率同步動態(tài)隨機存儲器，簡稱DDR1），即雙倍速率SDRAM，又簡稱為DDR。作為SDR SDRAM的升級版，DDR在時鐘周期的上升沿和下降沿各傳輸一次信號，從而使得DDR的數據傳輸速率能達到SDR SDRAM的兩倍，且功耗沒有增加。因此，DDR的出現(xiàn)獲得許多主板廠家的青睞。下面出現(xiàn)的不同類型的內存條都屬于DDR的衍生產品。
DDR22004年，DDR2內存條與Intel公司的915/925主板一同誕生。DDR2（Double Data Rate 2）是由JEDEC開發(fā)的新生代內存技術標準。DDR2與DDR最大的不同之處在于DDR2內存擁有兩倍于上一代DDR的數據讀預取能力，即每個時鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫數據，并且能夠以內部控制總線4倍的速度運行。并且，其標準電壓下降至1.8V，從而達到省電的效果。其容量在256MB到2GB之間，以2GB容量為主，部分DDR2內存能達到4GB。?DDR32007年，DDR3內存與Intel公司發(fā)布3系列芯片組一同誕生。DDR3與DDR2的區(qū)別在于DDR3的電壓從DDR2的1.8V降低到1.5V，DDR3的數據讀預取也從4-bit翻倍到8-bit，從而性能更好更省電。?DDR4DDR4在保持DDR3相同的數據讀預取能力的同時，采用BG（Bank Group）設計，重點提高速率和帶寬。目前，存在使用Single-ended Signaling信號的DDR4和基于差分信號的DDR4。DDR4的頻率至少2133MHz，高頻甚至能夠達到4200MHz、4600MHz。?
DDR5對于未來的DDR5，2020年7月，JEDEC已正式公布DDR5標準。其標準頻率達到4800MHz。與DDR4相比，其在速度、容量、能耗和穩(wěn)定性都有了全方位的提升。目前，部分廠家已完成DDR5內存條的研發(fā)與發(fā)布，在不久的將來，DDR5也會逐步地推廣和普及。
3
各類內存條性能比較
如今，內存條已成為計算機乃至服務器中不可或缺的組成部分。科技發(fā)展日新月異，未來內存條的發(fā)展會往什么趨勢前進，讓我們一起拭目以待吧！
我們是一群平均從業(yè)年限5 的通信專業(yè)工程師。關注我們，帶你了解通信世界的精彩！
- 當好不容易下載一款流行游戲，登錄游戲開黑時發(fā)現(xiàn)游戲界面并不流暢，一陣卡頓猛如虎，體驗效果極差。一陣檢查，驚訝地發(fā)現(xiàn)是內存條的容量不足造成的。
- 當電腦出現(xiàn)啟動故障等問題時，可能只需要插拔一下內存條，問題就解決了。原因竟是插拔內存條可以磨去因插槽與內存條接觸層的氧化，從而解決CPU無法識別內存條的問題。
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內存條的誕生
在計算機誕生初期，內存條的概念還沒有出現(xiàn)。最早的內存都是通過磁芯的形式排列在線路上，每個磁芯和晶體管組成一個玉米粒大小的1bit存儲器。因此，當時的計算機的內存容量十分有限，基本不超過百K字節(jié)。后來，隨著集成電路的逐漸發(fā)展，內存開始作為一塊集成內存芯片直接焊接在主板上，體積縮小，其內存容量可達到64KB-256KB。每個主板一般會焊上8-9個集成內存芯片，從而較好地滿足當時的計算需求。雖然這種設計合理有效，但是，由于集成內存芯片直接焊接在主板上，如果其中一塊損壞，需要重新焊接更換，風險較高。而且，隨著圖形操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，這種直接焊接主板的內存極大地限制了人們對于內存維護與拓展的渴望。因此，可插拔、模塊化的內存條便呼之欲出。?2
內存條的發(fā)展歷程
內存條的發(fā)展大致經歷了SIMM、EDO DRAM、SDR SDRAM、DDR幾個階段，內存容量，也從最初的KB時代、MB時代發(fā)展到目前以GB為單位的時代。?SIMM1982年，Intel公司發(fā)布一款80286處理器，對應搭載該款處理器的286電腦就此誕生。這對內存的性能提出更高要求。為了有效提高內存容量和讀寫速度，獨立封裝的內存條就此應運而生。在最初誕生的內存條，孫大衛(wèi)和杜紀川創(chuàng)新性地采用了SIMM（Single?In-line?Memory Modules，單列直插式存儲模塊）接口，并創(chuàng)立今天仍舊耳熟能詳的Kingston（金士頓）公司。該內存條具有30pin（針腳），容量達到256KB。此時的內存開始呈條狀結構，“內存條”一詞才開始被逐漸使用。1988-1990年，隨著PC發(fā)展迎來386時代和486時代，對應適配的72pin SIMM內存條開始出現(xiàn)，其單條的容量一般達到512KB-2MB，而且僅要求兩條內存條同時使用。30pin SIMM內存條因無法與此時的計算機兼容而遭到淘汰。?EDO DRAM1991年到1995年期間，內存技術的發(fā)展較為緩慢EDO?DRAM（Extended?Data?Output?RAM，外擴數據模式存儲器）實際上屬于72pin SIMM內存條的延伸。EDO DRAM采用全新的尋址方式，取消了擴展數據輸出內存與傳輸內存兩個周期之間的時間間隔，在將數據發(fā)送至CPU時能同步訪問下一個頁面，從而提高速率。而且，利用當時先進的制作工藝，使得EDO DRAM的制作成本下降，其單條EDO DRAM內存的容量也提高到了4-16MB。因此，EDO DRAM便開始流行。此時，Intel的Pentium處理器也占據自身486電腦的部分市場份額。但是，由于Pentium及更高級別的CPU數據總線寬度達到64bit甚至更高，EDO DRAM內存條要求必須成對使用。隨著Intel公司的 Celeron系列以及AMD公司的K6處理器和相關主板芯片組相繼推出后，EDO DRAM內存的性能因無法達到新一代CPU架構的升級需求而遭到人們的棄用，內存條便從此邁入SDRAM時代。?SDR SDRAM隨著內存技術的革新，原來的SIMM升級為DIMM（Dual In-line Memory Modules，雙列直插式存儲模塊），雙列可傳輸不同數據。由此，內存條發(fā)展進入SDR SDRAM (Single Data Rate Synchronous DRAM，單速率同步動態(tài)隨機存儲器）時代。SDRAM就是同步DRAM，即其內存頻率和CPU外頻保持同步，從而提高數據傳輸速率。Intel公司與AMD公司的頻率競備時代由此拉開。第一代的SDR SDRAM內存為PC66規(guī)范，其中的數字66即代表66MHz。隨著Intel公司與AMD公司的CPU外頻不斷提升，SDR SDRAM的內存頻率也從早期的66MHz一直發(fā)展到了100MHz、133MHz，并逐步出現(xiàn)能夠滿足一些超頻用戶需求的PC150規(guī)范、PC166規(guī)范。
盡管后來市場上一度出現(xiàn)PC600和PC700。但是PC600、PC700分別因Intel820芯片組“失誤”事件和成本過高而逐漸遭到大眾的放棄。此時，我們熟悉的DDR時代來了。?Rambus DRAM為了達到占據市場的目的，Intel公司曾與Rambus公司聯(lián)合在PC市場推廣的Rambus DRAM，簡稱RDRAM。Rambus DRAM作為Intel公司意圖替換SDR SDRAM的新型內存條，其采用新一代高速簡單內存架構，從而提高整個系統(tǒng)的性能。但是，搭配Intel 850芯片組，使用RDRAM的Socket423的奔騰4平臺頻率高效率低，無法與AMD K7和DDR內存條的組合相媲美。而且，RDRAM的制造成本高。因此，RDRAM并沒有達到預想的期望。Intel公司最終無奈地決定放棄RDRAM，也相繼投奔到DDR中。?DDR2000年，JDDEC（聯(lián)合電子設備工程委員會）發(fā)布DDR的標準。DDR SDRAM（Double?Data?Rate?Synchronous DRAM，雙速率同步動態(tài)隨機存儲器，簡稱DDR1），即雙倍速率SDRAM，又簡稱為DDR。作為SDR SDRAM的升級版，DDR在時鐘周期的上升沿和下降沿各傳輸一次信號，從而使得DDR的數據傳輸速率能達到SDR SDRAM的兩倍，且功耗沒有增加。因此，DDR的出現(xiàn)獲得許多主板廠家的青睞。下面出現(xiàn)的不同類型的內存條都屬于DDR的衍生產品。
DDR22004年，DDR2內存條與Intel公司的915/925主板一同誕生。DDR2（Double Data Rate 2）是由JEDEC開發(fā)的新生代內存技術標準。DDR2與DDR最大的不同之處在于DDR2內存擁有兩倍于上一代DDR的數據讀預取能力，即每個時鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫數據，并且能夠以內部控制總線4倍的速度運行。并且，其標準電壓下降至1.8V，從而達到省電的效果。其容量在256MB到2GB之間，以2GB容量為主，部分DDR2內存能達到4GB。?DDR32007年，DDR3內存與Intel公司發(fā)布3系列芯片組一同誕生。DDR3與DDR2的區(qū)別在于DDR3的電壓從DDR2的1.8V降低到1.5V，DDR3的數據讀預取也從4-bit翻倍到8-bit，從而性能更好更省電。?DDR4DDR4在保持DDR3相同的數據讀預取能力的同時，采用BG（Bank Group）設計，重點提高速率和帶寬。目前，存在使用Single-ended Signaling信號的DDR4和基于差分信號的DDR4。DDR4的頻率至少2133MHz，高頻甚至能夠達到4200MHz、4600MHz。?
DDR5對于未來的DDR5，2020年7月，JEDEC已正式公布DDR5標準。其標準頻率達到4800MHz。與DDR4相比，其在速度、容量、能耗和穩(wěn)定性都有了全方位的提升。目前，部分廠家已完成DDR5內存條的研發(fā)與發(fā)布，在不久的將來，DDR5也會逐步地推廣和普及。
3
各類內存條性能比較
如今，內存條已成為計算機乃至服務器中不可或缺的組成部分。科技發(fā)展日新月異，未來內存條的發(fā)展會往什么趨勢前進，讓我們一起拭目以待吧！
我們是一群平均從業(yè)年限5 的通信專業(yè)工程師。關注我們，帶你了解通信世界的精彩！
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