从零开始的搞机大佬养成(内存条篇 科普向)

声明:本篇文章内容较长,部分内容可能比较硬核,其中有很多比较难懂的点,我都会用比较通俗易懂的话来解释,如有纰漏,还请希望各位大佬在评论区指出。为了保证文章的严谨性与准确性,本人引用了百科中的定义(已在文章中标注)请各位放心阅读。图片来自网络,侵删。同时,此文章是为了让零基础的人也能看懂,可能在一些地方会比较啰嗦,跪求各位大佬口下留情,同时也欢迎指出我的不足与错误,感谢!

如果把CPU比作一个工厂,硬盘比作一个仓库的话,那么内存条就扮演着中转站的角色,工厂要想进行“加工”就必须从“仓库”中取出原材料。于是问题来了,仓科在城郊,而工厂在城市中心,只依靠从仓库取出是远远不够的。那么这个时候就要依靠内存条这个中转站,因此,内存条很大程度上也影响着整台电脑的性能。

从零开始的搞机大佬养成(内存条篇 科普向)

图片来自网络

在这里,我要纠正一个误区,很多科普文章中都将DDR视为第一代,但这样讲是不准确的,SDROM从发展到现在已经经历了六代,DDR SDRAM内存是从SDR SDRAM内存的基础上发展过来的,所以第一代应该是SDR SDRAM,而不是DDR,正确的发展顺序应该为第一代SDR SDRAM,第二代DDR SDRAM,第三代DDR2 SDRAM,第四代DDR3 SDRAM,第五代,DDR4 SDRAM,第六代,DDR5 SDRAM。

SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM):单速率同步动态随机存储器

DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM):双倍速率同步动态随机存储器。

其中的DDR(Double Data Rate)意为双倍数据速率,DDR能做到双倍数据传输速率跟它的工作原理有关,SDR在一个时钟周期内只能在时钟的上升期传输一次数据,而DDR内存则可以在时钟的上升跟下降期分别传输一次数据,所以DDR内存可以在相同的总线频率下达到更高的传送速率。

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DDR可在上升与下降的时候传输数据

在这里我们略微介绍一下DIMM,DIMM全称Dual-Inline-Memory-Modules,中文名叫双列直插式存储模块,是指奔腾CPU推出后出现的新型内存条,它提供了64位的数据通道。

DIMM这个名词可能有点难解释,它属于一个物理层面上的一个概念,并不是针对某一代的内存条,只要是按照这个标准产出的,都可以叫做DIMM;最为简单粗暴的理解就是:现在市场上主流使用的内存条都属于DIMM类型的,

值得一提的是,不同代的内存条是无法混用的,笔记本与台式的内存条也是无法混用的,的内存条上都会有防呆口,不同代是插不进去的。但是防呆不防傻,大力出奇迹,所以大家在购买内存条之前看主板具体支持哪一代

普条,马甲条,跟灯条

普条,顾名思义就是最普通的内存条,外观没有别的装饰,内部直接露在外边。这种内存

往往是最低端的,同时价格也相对要便宜

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威刚万紫千红

 马甲条,这种内存条是在普条的基础上加装一个散热马甲,用料相较于普条会更好

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英睿达铂胜

 灯条,在内存条上加装了rgb灯饰的散热马甲,价格会更加昂贵,用料也往往是最为顶级的,有着更强大的超频能力

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七彩虹捍卫者

影响内存条性能的因素

我们在日常使用过程中,经常会听到有关内存频率,时序之类的信息。除此之外,内存颗粒,厂商调教等因素也在影响着内存条的性能,比如同一批颗粒,让大厂来制作性能就会更加强劲;同时,同一批次的内存条也会有小幅度的差异,为了平时使用的稳定性,我推荐各位在购买内存的时候购买套条,如果是后续想升级加装内存条的话,最好还是和之前买一样类型的。

1.内存条的容量

在前面的内容中,我们将内存条比作成中转站,担任着临时储存数据的作用,那么内存条的容量就可以看作中转站的大小。容量越大,就意味着工厂在第一时间能处理的数据越多

如果平时只是从事日常办公或者看电影刷剧之类的,那么8g就足够了,如果你是一个游戏爱好者,那么我建议至少16g起步,如果有生产力需求的话就要再加一点,比如建模之类的就可能需要32g甚至更多,这个具体需要根据自身需求来确定。

2.内存频率

内存频率是指内存主频,是指内存所能达到的最高工作频率,内存条的频率越快信息传递速度越快。DDR内存的频率可以用工作频率与等效频率两种方法表示,工作频率是内存颗粒实际工作的频率,由于DDR可以在一个时钟周期的上升以及下降的时候都传输数据,所以传输数据的等效频率是工作频率的两倍

内存主频是以MHz(兆赫,1兆赫相当于1000000hz,每秒震动一百万次)为单位来计量的。但在最近的一些有关DDR5内存文章里,我们能看到单位换成了MT/S(每秒百万次传输)。这两个单位的换算是1MHz=2MT/S。(在上面我介绍了有关DDR的相关知识,由于DDR是从SDR发展而来的,为了更加直观地体现DDR的优点,创造了等效频率的概念将时钟频率×2来代表实际的传输速率,单位依然是MHz。但其实这种说法混淆了时钟频率和传输速率两个概念,但后来因为习惯以Mhz为单位,于是就一直沿用下来了。DDR5发售后因为MT/S能更加准确的表示内存的性能,所以就纠正之前的用法)

如图所示,上面显示的内存频率是1933.4MHz,等效频率应该是1933.4×2,即3967MHz

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本人自用内存条相关信息

 除此之外,内存频率还受主板以及CPU的限制,我们在选购的时候要提前看一下最高支持多少的频率。

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华硕重炮手B660M

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i5-12400f,ddr4最高支持3200MHz

3.内存时序

内存时序(Memory timings)是描述同步动态随机存储器的四个参数: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,例如7-8-8-24。第四个参数(RAS)经常被省略,而有时还会加入第五个参数:Command rate(命令速率),通常为2T或1T,也写作2N、1N。这些参数指定了影响随机存取存储器速度的潜伏时间(延迟时间)。较低的数字通常意味着更快的性能。决定系统性能的最终元素是实际的延迟时间,通常以纳秒为单位。(摘自百度百科)

打个比方,延迟就像从仓库取出货物到装车的这段时间,这个时间越短,那么运输的效率就越高,也就意味着内存的性能越好,但时序并不等于延迟,总延迟(ns)=时钟周期时间(ns)×时钟周期数(CL)

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本人自用内存条

CL:发送一个列地址到内存与数据开始响应之间的周期数。这是从已经打开正确行的DRAM读取第一比特内存所需的周期数。与其他数字不同,这不是最大值,而是内存控制器和内存之间必须达成的确切数字。

TRCD:打开一行内存并访问其中的列所需的最小时钟周期数。从DRAM的非活动行读取第一位内存的时间是TRCD+ CL。

TRP:发出预充电命令与打开下一行之间所需的最小时钟周期数。从一个非正确打开行的DRAM读取内存第一比特的时间是TRP+ TRCD+ CL

TRAS:行活动命令与发出预充电命令之间所需的最小时钟周期数。这是内部刷新行所需的时间,并与TRCD重叠。在SDRAM模块中,它只是TRCD+ CL。否则,约等于TRCD+ 2×CL。

在这几个参数里面,其中最重要的应该是看CL的大小,商家们在宣传的时候也会着重这点。

内存条频率越高,时序就越难往下压,同频率下,时序越小越好。c14是很强的时序,c16是优秀的时序,c18c19属于还行的水平,之后的就比较拉垮了,大家可以按照这个来挑选合适的内存,图为本人自用的内存条

4. 内存颗粒

目前主要生产内存颗粒的厂家主要有三家:三星,镁光以及海力士。在很长一段时间内,内存市场被他们垄断,加上时不时所谓的停电失火,导致在某段时间内存价格疯涨,不过现在我们已经有了完全自主研发不受技术垄断的国产长鑫颗粒,基本摆脱了受限于人的局面。不过说来也奇怪,自从有了国产长鑫后,现在很少看见这三家出事了(笑)

言归正传,颗粒会影响内存条的频率与时序,不同厂家生产的颗粒体质不一样,甚至在同一批次的可以也会有优劣之分,厂家会对颗粒进行测试挑选出那些体质好的,超频能力更强的拿去制作更高端的内存条,比如大名鼎鼎的皇家戟,就选用的是三星特挑B-die颗粒。下图为DDR4部分常见颗粒等级高低划分图

 

内存颗粒的信息可以通过Thaiphoon(台风)查询,感兴趣的小伙伴可以下载图吧工具箱进行查看

 

从零开始的搞机大佬养成(内存条篇 科普向)

图片来自b站up主@天才赵德柱

5. XMP

内存条可以工作在其默认频率之上。内存的预设频率并不高,这样是为了其产品稳定。游戏玩家可以将其频率提升,从而提升性能。

由于玩家需求,内存厂商为此生产了各种游戏内存。游戏内存拥有很强的超频能力,频率可远高于其默认频率。

游戏内存除了在起SPD中写入了默认频率的设定外,还写入了一个超频设定到SPD中,所以只要启用SPD中的这个超频设定,内存就可以被自动超频到预设的频率。

为了统一行业内的超频数值标准,而不让各个内存厂商随意设定更高的内存频率数值写入到SPD,英特尔提出了XMP认证标准。通过XMP认证的内存会在内存地址176 ~ 254中记录内存的速度设定,最多可以保存2组设定值。厂商们如需要得到XMP的认证,就必须把内存及该设定送交Intel测试,通过后就会给予认证。

通过XMP认证后,其SPD中除了预设普通频率数值的SPD值外,还写入了更高频率设定的SPD。这个更高频率的设定配合支持XMP的主板后可以被启用,从而将内存超频提升性能。

简单的说,通过了英特尔XMP认证的内存,SPD中有两个或更多频率设定档案,只要在主板中启用这些预设的XMP档案,即可将内存条自动超频(根据档案设定而定)。

XMP与手动超频效果基本无异,所以可将其看作为内存的自动超频技术。也可自行手动修改SPD得来。(摘自百度百科)

当你新买回来内存条的话一定要手动进入主板bios去启动XMP,不然内存条会以低频率进行工作

6.双通道

这部分不具体讲,具体的我会放到主板那一章,因为跟主板的布线有很大的关系(又挖一个坑)总之,购买的时候需求16g就买成8g×2,需求32g就买成16g×2。如果你购买的主板有四根插槽的话就优先选择2,4插槽,当然也有例外的情况,到时候会具体说。

参考资料:微机原理及接口技术   编辑:王林   机械工业出版社

                  硬件电路设计与电子工艺基础   编辑:曹文,刘梅,阎世梁  中国工信出版集团 电子工业 出版社

                  计算机系统基础    编辑:崔丽群  中国工信出版集团 电子工业出版社

                  计算机组成原理(第五版)  编辑:纪禄平 罗克露 刘辉 张建 中国工信出版集团 电子工业出版社

鸣谢:@河南理工大学 大学生计算机协会 计算机维修部全体成员,感谢你们在本文编写过程中对本人的建议与支持    

 

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