当你以键盘输入指令开始，中央处理器诠释指令并命令硬碟将指令或程式载入到内存中，当资料被载入内存之后,中央处理器便能比自硬碟中存取而更快速地取得资料

将中央处理器所需要的物件集中到一个地方，以使存取更为快速的动作与将不同的电子档案及文件放置在同一个资料夹或目录中非常类似。这个动作能够确保所需的档案易於使用,并且避免每次需要时都必须在不同位置寻找他们。

内存与储存(Storage)的差别

大多数人常将内存(Memory)与储存空间(Storage)两个名字混为一谈,尤其是在谈到两者的容量的时候 内存是指(Memory)计算机中所安装的随机存取内存的容量而储存(Storage)是指计算机内硬碟的容量 为了避免混淆,我们将计算机比喻为一个有办公桌与档案柜的办公室。

想像一下这个办公桌与档案柜的比喻。想像每次想要阅读一份文件或资料夹都必须从档案柜中找寻的情形，这会大幅减低工作执行的速度,更别说会把人逼疯了。如果有足够的办公桌空间(如内存),便能够将所需要的文件摊开,并能立即一眼就能找出所需的资讯。

另一个内存与储存最重要的差别在於:储存於硬碟中的资讯在关机后能够保持完整，但任何储存在内存中的资料在计算机关机后便会全部流失。就像在办公室的比喻中,任何在下班时间后被遗留在桌上的文件或档案都会全部被丢弃一样。

内存与效能表现(Memory and Performance)

增加计算机系统中的内存能够增加计算机的效能表现是众所皆知的。如果内存没有足够的空间,计算机就必须建立一个虚拟内存档案。在这个过程中,中央处理器在 硬碟中保留一个空间来代替额外的随机存取内存 这个称为” Swapping”的程序减低系统的速度 一般的计算机从内存存取大约需要200ns(奈秒),但从硬碟存取则需要12,000,000ns 具体来说就等於花四个半月的时间来完成三分半中就能完成的工作!

随机存取内存与硬碟的存取时间的比较

*个人计算机的内存升级: 人生是美好的 假设你有曾经在您的计算机中增加内存的经验,就会发现效能立即增进许多。内存升级能够让应用程式回应更快速,网页下载的时间更快而且更多可以同时执行多种不同的应用程式。简单来说,内存升级能够增加使用计算机的乐趣

*服务器上的内存升级: 人生更加美好 今天,越来越多人以工作的群体方式使用计算机并且透过网路来分享资料。儿帮助分配资源的计算机称为服务器(Server)。服务器本身的效能表现对 Network的效能表现有重大的影响:如果服务器的表现拙劣,网路上的每个用户都能 “感同身受” 所以,就如同个人计算机上的内存升级能够对使用者有重大的影响,服务器上的内存升级能够对每个网路使用者产生更大的影响以及帮助。

以下是以Windos NT为基础的独立研究报告帮助你了解服务器升级所带来帮助和益处

应用程式服务器被用来操作多种程式的应用,例如文字处理或表格之程式。在将基本内存从68MB增加为128MB之后, Windows NT服务器便能以不变的速度支援五倍的用户。

内存由64MB增至128MB时间减少85%

内存由256MB增至512MB时间减少59%

网路服务器被用来上传网页以回应用户文件的传输要求，将内存加倍能够减少多於50%的回应时间。

速度增加947%

速度增加3000%

速度增加248%

处理绝大多数电子邮件以及讯息的目录服务器对於整个企业的生产效率来说是不可或缺的。更多的内存能够加快服务器从相连的资讯库中取得资讯的速度 将内存加倍能够使性能表现提高248%到3000%

需要多少内存才足够呢?

或许大家都有使用内存不足计算机的经验，你会听到计算机经常发出硬碟工作的声音,而且 “沙漏” 以及 “手表” 这些 “等候” 的滑鼠符号经常出现在萤幕上并且出现时间更久;有时候程式运作的更慢,内存错误更常发生,而且有时必须先关闭其他的程式或档案才能执行另一个应用程式。

要如何决定内存是否足够或是增加内存是否有对你带来帮助呢? 如果需要更多内存,如何决定需要多少呢? 事实上,内存的容量是取决於系统的种类,工作类型,以及你所使用的应用软体程式。由於桌上型计算机与服务器所需要的内存容量有别,这里我们将这两种系统分开来介绍

*桌上型计算机的内存需求

桌上型计算机的内存需求取决於计算机的作业系统以及所使用的软体。执行目前的文字处理以及表格程式只需要32MB的内存空间即可。但是软体以及作业系统的研发者们不停地扩大这些软体的功能,於是产生更大的内存需求。用来执行图像艺术,出版以及多媒体程式的系统需要至少128MB的内存容 量,为达到最佳的效能,这些系统常常需要256MB或是更大的内存空间才够。

下页的图表提供基本的指引，帮助你决定你的桌上型计算机所需要的内存容量 此图表依照不同的作业系统与工作种类分□，首先找出你所使用的作业系统,然后再寻找与你最相符的工作类型

服务器的内存需求

如何得知内存何时需要更多的内存呢?通常使用者是很好的指标 当网路相关的作业,例如电子邮件,共用程式或是列印速度减慢,使用者可能会告知网路管理者

以下是一些观察服务器是否有足够内存的方法

决定服务器需要更多内存容量之后,以下几个条件必须在决定内存需求量时考虑

服务器必须能操作哪些功能(应用程式,沟通,无线存取,电子邮件,网站,档案,多媒体,列印,资料库)

有些服务器一次储存大量的资料,而有些将资料分开处理 举例而言,大型的资料库服务器执行大量的资料处理工作增加内存能够让这些服务器的速度加快,因为内存能够储存更多搜寻及查询所需的资料-也就是 “随传随到” 但是,相较於资料库服务器,典型的档案服务器能够以较少的内存需求有效率的运作,因为这类服务器的工作主要是传递而不是处理资料。

服务器所使用的作业系统

每个服务器作业系统都使用不同的方式管理内存 举例而言,网路操作系统(Network operating system) 例如 Novell作业系统和为应用程式而设的系统,例如Windows NT以不同的方式处理资讯 Windows NT丰富(rich)的介面需要较多的内存空间，而传统的Novell的档案与列印分享功能需要较少的内存空间。

同时使用服务器的使用者人数

绝大多数的服务器是为了支援特定使用人数所设计规划的 最近的测试显示服务器的内存空间与能够支援的人数成正比。当用户人数多於最大支援人数,服务器就必须使用硬碟空间作为虚拟内存,而性能表现因此大幅降低。 最近在Windows NT的研究指出,额外的内存空间能够让服务器在维持性能表现的同时，支援数倍的使用人数。

服务器上已安装的处理器种类与数量

内存和处理器以不同的方式影响服务器的效能表现,但是它们的工作却是相辅相成的。增加内存能够让计算机同时管理更多资讯,而增加处理器能让计算机以更快的速度处理资讯 所以,额外的内存容量能够将新增处理器的能力发挥到极限。

服务器反应时间的需求

对某些服务器而言,例如网站或是电子商务服务器,回应时间直接影响到客户反应以及收入。於是,某些网路管理者选择在服务器上安装多於所需的内存容量以容纳突来的额外使用量

由於服务器规划需要考量许多条件,精确的内存容量推荐并不容易

下页的图表显示两种服务器升级可能

* Please Note: These figures reflect work done in a typical server environment. Higher- end workstation tasks may require up to 4GB. Naturally, a chart such as this evolves as memory needs and trends change. Over time, developers of software and operating systems will continue to add features and functionality to their products. This will continue to drive the demand for more memory. More complex character sets, like Kanji, may require more memory than the standard Roman based (English) character sets.

更深入了解内存 A Closer Look

内存有许多不同的尺寸与外型。一般来说，内存的外观像一个上有小小的黑色方块的绿色扁平长方条。当然 , 内存不只於此，下图为典型的内存模组以及其他重要特徵。

内存的外观

印刷电路版(PCB)

置有内存晶片的绿色平版实际上是由许多层面所构成的。 每一个层面上都有电源通路 (trace) 及电路以便传送资料。一般来说，品质越好的内存模组使用越多层面的印刷电路版，层面越多，电源通路间的空间越大，相互干扰的机会也越小，这也使得内存模组更可靠。

动态随机存取内存(DRAM)

DRAM 是随机存取内存中最常见的形式，由於它只能短期储存资料且必须定期更新的特徵而被称为动态 (dynamic) 随机存取内存。大多数的内存具有黑色 或黄色 (chrome) 的外壳 , 或称为包装，以保护内部的电路。以下介绍晶片包装的部分将展示以不同方式包装的晶片

金手指(connecting finger)

金手指 , 有时称为连结器或是 “leads” 插入系统主机版上的内存插槽，以传送主机版与内存间的资料交换。金手指的材料包括金以及锡，第 67 页的 “ 金 vs. 锡 ” 部分对连结材料有更详细的介绍。

内部电源通路层(Internal Trace Layer)

前页的放大镜展示去除一层主机版后所露出蚀刻在版上的电源通路。电源通路就是传导资料的通路，电源通路的宽度 , 深度以及通路间的距离会影响整个模组的速度以及可靠性。有经验的工程师以安排电源通路的分布的方式来达到最快的速度 , 最大的可靠性以及最少的相互干扰。

晶片封装方式

晶片包装指包裹於矽晶外层的物质。目前最常见的包装称为 TSOP(Thin Small Outline Packaging) ，早期的晶片设计以 DIP(Dual In-line Package) 以及 SOJ(Small Outline J-lead) 的方式包装。较新的晶片 , 例如 RDRAM 使用 CSP(Chip Scale Package) 包装。以下对不同封装方式的介绍能够帮助了解它们的不同点。

DIP (Dual In-Line Package)

早期的内存常被直接安装在计算机的系统主机版上， DIP 包装也因此非常受欢迎 DIP 包装晶片为插入式的零件，意即，它们被安装在延伸到印刷电路版上的洞里 它们能以焊接的方式固定也能够被安装在插槽中。

SOJ (Small Outline J-Lead)

SOJ 包装由於包装外的插针形似英文字母 “J” 而得名 SOJ 包装晶片为表面镶嵌零件 , 也就是它们被直接焊嵌在印刷电路版的表面上

TSOP (Thin Small Outline Package)

另一个镶嵌在电路版上的包装 ,TSOP 因为它的厚度远较 SOJ 为薄而得名， TSOP 最早被应用在制造笔记型计算机所用的名片大小模组上

( 图片 ) CSP (Chip Scale Package)

不同於 DIP,SOJ 以及 TSOP 包装 ,CSP 包装不使用插针来连接晶片与主机版 而与电路板间的连结是通过晶片下方的 BGA(Ball Grid Array) 进行 RDRAM(Rambus DRAM) 晶片使用这类包装技术。

晶片相叠

针对某些更高容量的模组 , 晶片必须被相叠使用才能配合电路板上有限的空间， 晶片相叠的分式分为内部及外部两种， 外部相叠的晶片安排是可目测看到的，而内部合并的晶片是外部无法看到的。

外部相叠的晶片

内存制造过程

晶片的制造

惊人事实 : 内存是由一般的海滩的沙所制成的。沙中含有半导体或晶片制造时最重要原料的 - 矽 (silicon) 。从沙中粹取的矽 , 经过融解、成型、切片、打 磨以及抛光的程序而成为晶圆片 (silicon wafer) 。在制造晶片的过程中，复杂的电路线图被以数种不同的技术刻在晶片上，完成之后 , 晶片必须通过测试与切割的程序。品质好的晶片通过一道 “bonding” 的制程以建立晶片与金或锡制插针间的连结 ; 连结的手续完成之后 , 晶片就被封入两端密封的塑胶或陶瓷包装，通过检验之后便可上市。

内存模组的制造

内存模组制造商从这里开始扮演重要的角色 内存由三个主要元件组成 , 内存晶片 , 印刷电路板以及其他零件 , 例如电阻以及电容。设计工程师以计算机辅助设计程式规划电路板。制造高品质的电路板需要仔细 地规划每个电源通路的位置与长度。基本的电路版制造过程与内存晶片相当类似，以遮盖 , 层叠以及蚀刻技术在电路板的表面上制造铜制的电源通路，电路版完成后 模组便可以开始组合。 自动化系统将零件以镶嵌或插入的方式组合在电路版上，并以锡膏连接，透过加热及冷却的锡膏提供永久连结，通过测试的模组接著就被包装 , 运送及安装在计算机 中。

内存在计算机中的位置

最初 , 内存晶片是直接连接在计算机的主机版 , 或系统版上的，但是主机版空间逐渐成为一个问题，解决方法便在於将内存晶片焊连在一个小电路版上 , 也就是一个 插入主机版上插槽的可拆式模组。这个模组称为 SIMM(Single in line memory module), 并且大量节省了主机版上的空间。举例而言 , 一组四个 SIMM 模组可能容纳 80 个内存晶片，而只占 9 平方英寸的空间。同样的 80 个晶片以平 面方式安装在主机版上需要大於 21 平方英寸。

现在 , 几乎所有的内存都以模组形式安装於主机版上。内存模组很容易辨认 , 因为它们大多是插在主机版上与内存模组本身尺寸相同的插槽。由於资料在内存以及处理器之间的快速传递对计算机的效能表现有很直接的影响 , 内存插槽的位置通常都很靠近中央处理器。

模组插槽及 Bank Schemas

计算机中的内存通常是以 Memory Banks 的方式设计及安排的。一个 Memory Bank 由一组插槽或模组所组成。因此 , 排列成行的内存插槽可能是一个 Memory Bank 的一部分或是分成数个 Memory Bank 。一个计算机通常配有两个以上的 Memory Bank- 通常以 A,B 等依序类推的方式命名 。每个系统对於内存库装填的方式都有特别的规则以及习惯 举例而言 , 某些计算机系统要求属於同一个 Memory Bank 的插槽必须安装相同容量的内存模组，某些计算机要求第一个资料库必须装填最高容量的内存模组。如果不照这些规则安装 , 计算机可能无法开机或是部分 内存便无法辨识。

通常内存规格安装方式可以在计算机的系统使用手册上找到，同时也可以利用所谓的内存规格资料。大多数第三者内存制造厂提供免费的书面内存配置或是从网路上查询以便查询并找出适合的零件编号以及内存安置规则

金士顿科技针对不同的系统提供包括 ‘bank schema’ 简图的内存配置以及标明各种特殊配置规则的特别指导 如欲得知更多资讯 , 请参考第 74 页的 “ 与系统相容的内存种类 ” 以及 第 75 页的 “ 如何判读 Bank Schema”

内存如何运作 How memory works

先前提到内存将资料储存在中央处理器能够快速存取的地方。以下是这个过程的详细介绍。

内存如何与处理器运作

计算机系统的主要元件

中央处理器(CPU)常被称为计算机的大脑。所有计算机的工作都在此完成。

晶片组(Chipset)支援中央处理器的运作。通常晶片组内包括数个控制器以调节处理器及系统其他部分间资料的传输。

内存控制器(Memory Controller)是晶片组的一部分。负责建立内存与中央处理器之间的资讯传输。

汇流排(bus)是计算机中的资料通路,包括了连接中央处理器,内存以及所有输入/输出设备的数种平行电路线。汇流排的设计,或称汇流排结构,决定资料在 主机板速度，依照各部分所需要的传输速度的不同,一个系统中也有不同种类的汇流排。内存汇流排连接内存控制器与计算机的内存插槽。较新的系统中内存汇流排 结构包括了一个连接CPU与主内存的Frontside bus (FSB)以及一个连接内存与L2快速缓冲贮存区的backside bus (BSB)。

内存速度

当中央处理器需要内存中的资讯时,它会发出一个由内存控制器所执行的要求，内存控制器接著将要求发送至内存,并在资讯备妥时向中央处理器报告 整个周期-从中央处理器到内存控制器,内存再回到中央处理器-所需的时间会因为内存速度以及其他因素而有所不同,例如汇流排速度。

内存速度有时以兆赫来计算,或以存取速度来说-送出资料所需的实际时间-以奈秒(ns)计算，不管是兆赫或是奈秒,内存速度代表内存模组在收到要求时送出资讯的速度。

存取时间(奈秒)

存取时间从内存模组收到资料要求算起,到资料准备完成为止。内存模组标明的存取时间通常在50ns到80ns的范围中间，在存取时间的计算时,(以奈秒计算)数字越小表示诉度越快

举例来说,内存控制器向内存要求资料,内存在70ns后作出反应，中央处理器在大约125秒后收到资讯。所以,当使用70ns内存模组时从中央处理器下达 要求到实际收到资讯所需的全部时间为195ns。这是因为内存控制器需要时间来处理资讯传送并且资讯必须从内存模组传送到中央处理器的缘故。

兆赫(MHz)

由於同步DRAM科技,内存晶片能够和计算机的系统时钟同步,使以兆赫,百万周期/秒,计算速度更为简易。由於兆赫也被用於计算系统的其他部分的速度,使得它更容易被用来比较不同元件的速度与同步的功能。为了更清楚了解速度,先了解系统时钟也显得重要

系统时钟(System Clock)

系统时钟装置於主机版上，它像节拍器一样规率性地对计算机的其他部分送出讯号 它的频率通常以方型的波状图形表示,如下图:

但是真正的时钟讯号在示波器上显示的图形跟下图比较相似:

图形中的每个波长称为一个 “时钟周期”。一个系统时钟以100兆赫运作代表每秒包括了一百万时钟周期。计算机中的每项作业都以时钟周期来计时,而每个动作都需要特定数目的时钟周期 来完成。举例来说,处理内存要求时,内存控制器便能像中央处理器回报所要求的资料将在六个时钟周期后送达。

中央处理器以及其他设备可能以高於或低於系统时钟的速度运作，不同速度的各部分的同步化只需要一个倍数或因数。举例而言,当一个100兆赫的系统时钟与 400兆赫的中央处理器互动时,两个设备都了解一个系统时钟的周期等於四个中央处理器的周期,於是它们使用倍数/因数 4 来将指令同步化。

许多人认定处理器的速度就是计算机的速度,但是绝大多数的时候,系统汇流排以及计算机的其他配件以不同的速度运作。

追求最高性能

近几年来,计算机处理器的速度大幅度的提升，处理器速度的提升提高了计算机的整体性能表现。但是,处理器只是计算机的一部分并且需要依赖其他计算机中的配 件来完成作业。由於中央处理器所处理的资讯必须从内存中读写,资讯在处理器以及内存间的传送速度大幅影响计算机的整体表现。

於是,更快速的内存技术对整体性能表现有重大的贡献 但是提高内存速度只是解决方案的一部分，资讯在处理器以及内存间传送所花的时间通常比处理器执行功能所花的时间更长，这个部分所介绍的技术与改革都是为了提升内存与处理器间资料传输的速度。

快速缓冲贮存内存(Cache Memory)

快速缓冲贮存区是一个位置非常接近中央处理器的较小容量的高速内存。快速缓冲贮存区是为了向中央处理器供应最常被要求的指令以及资料所设，由於从快速缓冲贮存区取得资料所需时间只是从主内存取得资料所需时间的数分之一, 快速缓冲贮存区的设置能够节省许多时间。如果所需要的资讯并不在快速缓冲贮存区,计算机仍需到主内存中搜寻,但是由於查询快速缓冲贮存区所需的时间极短, 所以仍然是值得的。就如你需要食物时会先检查冰箱是否有需要的食物,因为检查冰箱并不花很多时间。

快速缓冲贮存区依据 “80/20”规则运作，在计算机的所有的程式,资讯以及数据里,百分之八十的时候只有百分之二十被使用 (这百分之二十可能包括发送或删除电子邮件,将档案储存至硬碟或辨识键盘上被碰触的按键所需要的程式码)。另一方面,其余的百分之八十的资料被使用的时间 只有百分之二十。由於中央处理器正在使用的资料以及指令很可能会被再度使用,设置快速缓冲贮存内存是合理的。

快速缓冲内存如何运作

快速缓冲内存就像中央处理器所需要的指示的 “排行榜”。内存控制器将中央处理器所要求的所有指令储存在快速缓冲内存内,每当中央处理器在快速缓冲内存中找到所需要的资料-称为 “cache hit”-该指令便被提高到 “排行榜” 的顶端，当快速缓冲内存已满而中央处理器要求新指令时,系统便将之取代快速缓冲贮存区中最久未被使用的资料於是经常使用的最优先资料被保留在快速缓冲内存而将较不常使用的资料退出

快速缓冲内存等级

目前,大部分的快速缓冲内存已经被包括在处理器晶片本身当中,但是也有其他的形式;有时,系统可能有置於处理器中的快速缓冲储存内存，在处理器外的主机板 上,以及/或是靠近中央处理器,含有一个快速缓冲贮存内存模组的快速缓冲贮存内存插槽。在每个种类的配置中,每个快速缓冲贮存内存都依与处理器的距离而有 等级的不同 举例而言,最靠近处理器的快速缓冲贮存内存称为Level 1/L1 Cache,下一级快速缓冲贮存区称为L2,L3,并以此类推，除了快速缓冲贮存内存外,计算机通常有其他的快速缓冲储存设备>举例而言,系统有时 便以主内存做为硬碟的快速缓冲储存区，虽然在此我们不讨论这种情况,但是必须注意到快速缓冲贮存区可能特别用来称呼内存或是其他储存技术。

你可能会想:既然靠近处理器的快速缓冲内存这么方便,为何并非所有的主内存都使用快速缓冲内存? 首先,快速缓冲贮存内存通常使用一种称为SRAM (Static RAM)的内存晶片,和主内存所使用的DRAM相比,它比较昂贵,同时每MB也需要更多空间。并且,快速缓冲贮存区只能提高整体系统性能表现到一定程度，快速缓冲贮存内存的真正利益在於储存最常用的指示。较大的快速缓冲贮存区能够储存较多的资料但如果这些资料不常被使用,将其至於处理器附近并没有太大利益。

主内存达成中央处理器所发出的内存要求需要195ns的时间 外部快速缓冲贮存区只需要45ns便能达成所中央处理器所发出的要求。

主机版配置

或许你已经发现,内存模组在主机体上的配置对系统性能表现有直接的影响。由於区域内存必须储存中央处理器所需的所有资料,内存以及中央处理器间资料传送的 速度对於系统的整体性能表现便有决定性的影响。由於中央处理器与内存间资料交换的时间计算是如此复杂(intricately),处理器与内存间的距离便 成为决定性能表现的另一个不可或缺的条件。

Interleaving

“Interleaving”指中央处理器与两个或多个Memory Bank轮流通讯的过程 “Interleaving” 技术主要使用於较大规模的系统中,例如服务器与工作站以下是它的运作方式: 每当中央处理器对一个内存库提出要求,该内存库需要一个时钟周期的重设时间，中央处理器便在该处理器重设的同时对第二个处理器提出要求,藉以节省工作时间 “Interleaving”也能够在晶片中运作以提高性能表现，举例来说,SDRAM中的内存单位便被分成两个能够同时运作的独立内存单位组，两个内存 单位组间的 “Interleaving”便能创造持续的资料流通，这个过程缩短了内存周期的长度并达到更快的传输速度。

"Bursting”

“Bursting”是另一个节省时间的技术。“Bursting”的目的是提供中央处理器可能需要的额外资料，於是相对於一次从内存中取得一部分资讯, 计算机自内存中数个连续位址取得一组资讯，这个程序节省时间,由於统计上的可能性显示处理器所要求的下一个资料位置可能与前一个是连续的，这样一来,中央 处理器便能得到所需的所有指令而不需要一一要求。“Bursting”能够应用在不同种类的内存以及读写资料的作业上。

Pipelining

“Pipelining”是计算机将作业分成一系列部分完成程序的处理技术。透过将较大的作业分成较小而部分重叠的作业, “Pipelining”被使用於将性能表现提高於非 “Pipeline” 作业方式的极限 Pipeline程序启动后,除了通过的程序数目外,指令的执行率也较高。

( 页边注脚 )

在 EDO 技术推出的同时 ,bursting 以及 pipeline 技术也开始受到欢迎 拥有这些功能的 EDO 晶片称为 “Burst EDO” 或 “Pipeline Burst EDO” 晶片。

一个内存模组上有多少内存?

目前为止,我们已经讨论了一部分的内存技术特质以及内存在系统中的运作剩下的是技术上的细节-也就是所说的 “位元与位元组” 这个部分包括了计算机运作基础的二进位系统(binary numbering system)以及内存模组容量计算。

位元(Bits)与位元组(Bytes)

计算机使用一种只使用两个数字,0与1的代码,称为机器语言(machine language) 0与1的不同组合组成一般所称的二进位数字，这些二进位数字组成驱动计算机设备,例如计算机,列印机,硬碟等等的晶片以及微处理器所需的指令。

你可能听过 “位元” 及 “位元组” 这些名词，这两个名词都是对计算机运作很重要的资讯单位。“位元(bit)” 是 “二进制数字(binary digit)” 的缩写，正如其名,位元代表二进制数目中的一个位数;位元是计算机中所有资讯的最小单位,并可以具有0或1的数值。一个位元组由8个位元所组成，几乎所有计算机的性能都是以位元组来代表的。举例而言,内存容量,资料传输速率以及资料储存容量都是以位元组或是它的倍数(例如千位元组(kilobytes), 百万位元组(megabytes)或是十亿位元组(gigabytes))来作为测量单位的。

位元以及位元组的概念对於计算机设备以及共同运作的配件来说非常重要。以下将仔细介绍位元与位元组如何组成测量内存元件性能的基本及与其他设备，如中央处理器，的互动。

中央处理器与内存需求

计算机的中央处理器以八位元一组的方式处理资料。这些分组,在前面的部分已经提到过,称为位元组。由於位元组是资料处理的基本单位,中央处理器的处理能力 常以特定时间中所能够处理最大位元组数量来形容。举例而言, Pentium及PowerPC 微处理器目前是64位元中央处理器,意即它们能够一次同时处理64位元,也就是八位元组的资料。

中央处理器与内存的通讯动作称为汇流排周期。中央处理器在单一汇流排周期中传输的资料位元数影响计算机的效能表现并指出计算机所需要的内存种类。目前绝大多数的计算机使用168-pin DIMM模组,支援64位元资料通路。早期的72-pin SIMM模组支援32位元资料通路。32位元SIMM模组与 64位元处理器搭配使用时必须以两支一组的方式安装,每对模组构成一个内存库。中央处理器与内存库通讯时将整个内存库视为一个单位。

有趣的是,比DIMM模组新的RIMM模组使用较小的16位元资料通路,但是它们以非常快的速度传送资讯,一次传送数个资料群。 RIMM模组应用pipelining技术一次传输四个16位元群到中央处理器,於是资料仍以64位元的数量被处理

计算内存模组的容量

内存储存中央处理器需要处理的资料。内存晶片与模组的容量是以百万位元(Megabits)以及百万位元组(Megabytes)来表示的。计算模组上内存容量时必须记得两件重要事项:

一个内存模组由一组晶片组成。将所有晶片的容量相加，便能得到整个模组的内存容量。以下是例外的状况:

晶片容量常以百万位元(Megabits)来表示,而模组容量常以百万位元组(Megabytes)表示。这样很容易混淆,尤其是许多人不自觉地在提到位 元组时使用位元而反之亦然。为了明白表示,本书使用以下的标准: 当提到一个模组上的内存模组的容量,这里使用 “模组容量(Module Capacity)”来表示,而当提到内存晶片的容量,这里使用 “晶片密度(Chip Density)”来表示。模组容量将以百万位元组(MB两个大写字母)表示而晶片密度以百万位元(Mbit，其中bit为小写)表示。

晶片密度(Chip Density)

每个内存晶片是一个由微小cell所组成的矩阵。每一个cell储存一位元的资料，内存晶片常以能够储存的资料数量来表示，称为晶片密度。你可能已经看过 晶片密度的例子,例如 “64Mbit SDRAM” 或是 “8M by 8”。一个64Mbit晶片含有六千四百万个cell并能够储存六千四百万位元的资料。“8M by 8”的说法更仔细的形容64Mbit晶片中的其中一种。

在内存业界,DRAM晶片常以其cell组织来形容，第一个数字表示晶片的长度(以位置表示),第二个数字代表晶片的宽度(Width,以位元组表示)，将长度与宽度相乘就能够得到晶片的密度 以下是一些例子:

目前可得的晶片技术

	晶片长度,以百万个位置来算	晶片宽度,以位元计	晶片密度 = 长x宽
16Mbit Chips
4Mx4	4	4	16
1Mx16	1	16	16
2Mx8	2	8	16
16Mx1	16	1	16
64Mbit Chips
4Mx16	4	16	64
8Mx8	8	8	64
16Mx4	16	4	64
128Mbit Chips
8Mx16	8	16	128
16Mx8	16	8	128
32Mx4	32	4	128
256Mbit Chips
32Mx8	32	8	256

模组容量(Module Capacity)

知道模组上的晶片容量后,计算内存模组的容量就很容易了。如果有八个64Mbit晶片,那就是一个512Mbit模组，但是由於内存模组的容量是以百万位元组(Megabytes)而非百万位元(Megabits)计算,於是必须将位元数转换成位元组数目 以512Mbit模组为例:

你可能听过业界形容标准内存模组为 “4M x 32”,或 “16M x 64” 在这些例子中,内存模组的容量可以以计算晶片容量的方式计算

Here are some additional examples:

STANDARD MODULE TYPES

如同稍早提到的,印刷电路板上只能够容纳一定数目的晶片 以业界标准的168pin DIMM模组为基础,使用64Mbit晶片所能制造的模组最大容量为128MB,使用128Mbit晶片所能制造的模组最大容量为256MB而使用 256Mbit晶片所制造的模组最大容量为512MB

相叠技术

许多大规模服务器或工作站需要更高容量的模组以达到数十亿位元组或更高的系统内存容量 提高内存模组容量的方式有两种，制造商可以利用晶片相叠或是电路板相叠的技术。

晶片相叠

在晶片相叠的过程中,两个晶片被重叠在一起并只占用一个晶片所需的空间。有些时候,晶片内部相叠在晶片厂就完成而可以看起来像一个晶片而已，其他的时候晶片是由外部相叠。下面的图例显示两个由外部叠合的晶片:

Example of externally stacked chips.

电路板相叠 (Board Stacking)

可以想见,电路板相叠包括将两个模组印刷电路板相叠使用 在电路板合并的过程中,第二个电路板被接合到主要的电路板，然后差在主机板的内存插槽上

Example of a stacked module.

不同种类的内存 (Different kinds of Memory)

有些人喜欢对他们所拥有 - 或考虑购买 - 的计算机系统有很深的了解 , 只因为他们就是那样，这是他们挑剔的原因。有些人从不了解他们的计算机系统 , 而且喜欢那样 其他人 - 大部分人 , 实际上 - 只在有需要的时候试著了解他们的计算机系统 ━ 当计算机出问题或是需要升级的时候，值得注意的是 , 选择计算机系统 ━ 以及内存功能 ━ 将会影响使用计算机的经验与满足感。这一章将介绍更多关于内存的资讯 , 以方便使你所购买或升级的计算机系统功能更加强大。

模组规格 (Module Form Factors)

最简单的内存模组分类方法是依照规格的不同分类模组规格是指模组的尺寸以及针脚之配置。绝大多数的计算机系统中的内存插槽只能容纳一种规格的内存模组；有些计算机系统配备不只一种内存插槽，以提供更多内存模组规格的选择。这种设计通常是业界过渡期时 , 制造厂无法确定未来最占优势或最容易利用的模组规格的结果。

SIMM 模组

如同前面提过的 ,SIMM 代表 Single In-Line Memory Module. 在 SIMM 上 , 内存晶片被焊连在插入主机板上内存插槽的印刷电路版上。

最早期的 SIMMs 一次能够传输 8 位元的资料，后来随著中央处理器开始以 32 位元的数量读写资料 , 能够一次供应 32 位元资料的较宽 SIMM 模组开始发展。分辨两这两种不同的 SIMM 模组最容易的方式是以针脚 , 或连接点 , 的数目不同来分辨。较早期的模组只有 30 个 Pin, 而较新的模组有 72 个 Pins 於是它们一般被称为 30-pin SIMM 模组以及 72-pin SIMM 模组。

另一个 30-pin 以及 72-pin SIMM 模组的重要差异在於 72-pin SIMM 模组较 30-pin SIMM 模组长 3/4 英寸 (1.9 公分 ) 并且在下缘中央有一个模组刻痕。下图为两种 SIMM 模组差异以及资料宽度。

SIMM

4-1/4" 72-Pin SIMM

SIMM

3-1/2" 30-Pin SIMM

Comparison of a 30-pin and a 72-pin SIMM

DIMM 模组

Dual In-Line Memory Modules, 或称 DIMM 模组与 SIMM 模组相当类似。相似於 SIMM 模组 , 大部分的 DIMM 模组以垂直的方式安装於扩充插槽内两者之间的主要差别在於 , 在 SIMM 模组上 , 电路板正反两面的针脚是相连在一起的，而在 DIMM 模组上，电路板正反两面的针脚则各有其独立电路。

168-pin DIMM 模组以一次 64 位元的速度传输资料并大多使用於配备 64 位元或更宽内存汇流排的计算机系统上。 168-pin DIMM 模组与 72-pin SIMM 模组外观的差异包括 : 模组的长度 , 模组上刻痕数目的不同 , 以及模组安装於插槽中的方式。另一个不同点在於 , 许多 72-pin SIMM 模组以一个微小的角度安插於内存插槽中而， 168-pin DIMM 模组以垂直方式安装并与主机板保持垂直。下图表示 168-pin DIMM 与 72-pin SIMM 间的差异。

4-1/4" 70-Pin SIMM

5-1/4" 168-Pin DIMM

72-pin DIMM 模组与 168-pin DIMM 模组的差异

SO DIMM 模组

笔记型计算机常用的一种内存模组常称为 SO DIMM 模组 , 或是 Small Outline DIMM 。 SO DIMM 模组以及 DIMM 模组间的主要差别在於 , 由於 SO DIMM 是为了使用於笔记型计算机中而设计 , 它的尺寸较标准 DIMM 模组小很多。 72-pin SO DIMM 模组为 32 位元宽，而 144-pin SO DIMM 模组为 64 位元宽。

2.35" 72-pin SO DIMM2.66" 144-Pin SO DIMM

72-pin SO DIMM 模组与 144-pin SO DIMM 模组的差异

RIMM 模组

RIMM 是 Direct Rambus memory module 的注册专有名称 RIMM 模组与 DIMM 模组的外观相似 , 但针脚数目却不同。 RIMM 模组以 16 位元封包的方式传输资料，由於 RIMM 模组有较快的存取与传输速率产生较多热能 , 因此模组外包裹了一层称为散热层 (Heat Spreader) 的铝制外壳以确保晶片不会过热。

去除散热层后的 184-pin RIMM 模组

SO-RIMM 模组与 160-pin SO-DIMM 模组外观相似 , 但是它应用了 Rambus 技术

A 160-pin SO-RIMM module.

Flash Memory

快闪内存本是一种固体状，非挥发性，具有改写功能的内存像 RAM 及硬碟的结合体。快闪内存储存电子资料在内存单位中就如同 DRAM ，但同样地，有如同硬碟的功能，当电源被关掉时，资料仍然被储存在内存中。

由於他高速、耐久性及低电压之特性，快闪内存是很广泛被运用在很多产品上，如数位相机、行动电话、打印机、掌上型计算机、呼叫器及音响录音设备。

PC 卡和 Credit Card 内存

在 SO DIMM 模组开始受欢迎之前 , 绝大部分的笔记型计算机内存是以制造厂本身自行设计的方式发展的。使用标准的产品对於系统制造厂一直是比较经济实惠的选择 , 而使用与现今的 PC 卡相同的 “信用卡” 包装技术的内存也风行一时。由於这类模组外观与 PC 卡类似 , 许多人以为这些内存卡与 PC 卡相同并能够安插在 PC 卡插槽中。当时 , 由於它的规格大小与信用卡相似 , 这一类的内存也被称为 “ Credit Card Memory ” 由於 Credit Card 内存的小型尺寸 , 对於空间有限的笔记型计算机来说十分理想。

PC 卡使用一种称为 PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association) 的输入 / 输出协定。这个标准是为在笔记型计算机上连接输入 / 输出设备 , 例如网路卡 (network adaptor), 传真数据机或是硬碟，由於 PC 卡内存具有为笔记型计算机插槽设计的 PC 卡外形 , 某些人便误以为内存模组能够使用於 PC 卡插槽中。目前 , 随机存取内存并没有以 PCMCIA 卡的方式包装 , 因为这种技术无法让处理器与内存以足够的速度通讯，目前 PC 卡模组中最常见的是快闪内存。

外观上来说 ,Credit Card 内存与典型的内存模组规格不同 但是内部仍然配置标准的 TSOP 晶片。

这个部分介绍最常见用於主内存的内存技术 :

以下简介内存晶片技术的演变

推出年份    技术     速度极限

1987     FPM     50ns

1995     EDO     50ns

1997     PC66 SDRAM  66MHz

1998     PC100 SDRAM        100MHz

1999     RDRAM     800MHz

1999/2000  PC133 SRAM    133MHz (VCM option)

2000     DDR SDRAM  266MHz

主要晶片技术

因为外观上的差异 , 以内存模组规格相当容易分辨出不同。绝大部分模组规格通常能够支援数种不同的内存技术 , 所以 , 两个外观相同的模组便有可能实际上完全不同 。例而言 168-pin DIMM 模组便能使用 EDO,SDRAM 或某些其他形式的内存。唯一能够准确判断模组内含内存种类的方式只有判读晶片上的标示每个晶片制造厂都有不同的标示以及型号以识别晶片技术。

Fast Page Mode (FPM)

FPM 曾经一度是计算机中最常见的 DRAM 形式。事实上 , 由於 FPM 如此常见 , 它被省略 “ FPM ” 而直接称为 “ DRAM ”， FPM 以更快存取位於同一列的资料的速度提供了较早期内存科技更多的优势。

Extended Data Out (EDO)

1995 年时 ,EDO 技术成为另一项内存革新。它与 FPM 技术相当类似 , 但稍微修改以加速连续内存存取，这项技术使内存控制器能够在下达指令的过程中省略几个步骤以节省时间。 EDO 技术使中央处理器能以比 FPM 技术快 10% 到 15% 的速度存取内存。

Synchronized DRAM (SDRAM)

1996 年底 ,SDRAM 开始在系统中出现，不同於早期的技术 , SDRAM 是为了与中央处理器的计时同步化所设计，这使得内存控制器能够掌握准备所要求的资料所需的准确时钟周期 , 因此中央处理器从此不需要延后下一次的资料存取。 SDRAM 晶片同时也应用 Interleaving 与 Bursting 功能以加快内存读取的速度， SDRAM 有数种不同的速度以便与所使用的系统时钟同步化，举例而言 ,PC66 SDRAM 以 66MHz 的速度运作 ,PC100 SDRAM 以 100MHz 的速度运 , 作 PC133 SDRAM 以 133MHz 的速度运作 , 以此类推，速度更快的 SDRAM, 例如 200MHz 以及 266MHz 目前仍在开发中。

Double Data Rate Synchronized DRAM (DDR SDRAM)

DDR SDRAM 是新一代的 SDRAM 技术。它使内存晶片能够在时钟周期的波峰及波谷传送资料，举例而言 , 使用 DDR SDRAM 时 , 一个 100MHZ 或 133MHz 内存汇流排 clock rate 能够达到 200MHz 或 266MHz 的实际资料传输速率，使用 DDR SDRAM 的系统预定 2000 年底上市。

Direct Rambus

Direct Rambus 是一项挑战传统主内存设计的全新 DRAM 结构以及介面标准。与较早的内存技术相比 , Direct Rambus 技术的速度惊人，它以高达 800MHz 的速度透过一个称为” Direct Rambus Channel ”的狭窄 16 位元汇流排传输资料，它的高传输速度是透过一项使内存能够在时钟周期波峰及波谷执行作业的 “ double clocked ”功能，同时 , 每个 RDRAM 模组上的内存设备能够提供高达每秒 1.6GB 的频宽 ━ 目前 100MHz SDRAM 可用频宽的两倍。

除了为主内存所设计的晶片技术 , 市面上也有为影片应用所特别设计的内存技术

为影片以及图像处理设计的内存技术

Video RAM (VRAM)

VRAM 是影像版本的 FPM 技术， VRAM 通常具有两个而非一个接口 , 使内存能够运用一个频道来重新整理萤幕，而另一个来改变萤幕上的影像。对影片程式来说 , 它比一般的 DRAM 更有效率，但是由於影片内存晶片的使用量较主内存晶片少 , 它的价格一般来说也较昂贵，所以 , 系统设计师可能会选择在影片系统中使用一般的 DRAM ，乃是依价格或效能表现的要求而决定。

Window RAM (WRAM)

WRAM 是另一种应用在使用大量图像系统中的双接口内存，它与 VRAM 稍微不同的地方在於它较小的指定显示接口以及它支援 EDO 功能。

Synchronous Graphics RAM (SGRAM)

SGRAM 是一个包括图像读写的 SDRAM 特制影片处理之产品。 SGRAM 同时也让资料能够以群组而非单个的方式读取以及修改，这项功能减少内存必须执行的读写动作 , 使处理过程更有效率 , 并因此提高图像控制器的效能表现。

Base Rambus 以及 Concurrent Rambus

早在成为主内存的竞争者之前 ,Rambus 技术已经被应用在影片内存上。目前的 Rambus 主内存技术称为 Direct Rambus 两项较早期的技术分别称为 Base Rambus 以及 Concurrent Rambus 这两种形式的 Rambu ，早在几年前就已被应用在某些工作站的影片程式以及电视游乐器系统 , 例如任天堂 64 上。

其他可能耳闻的内存技术

Enhanced SDRAM (ESDRAM)

为了提高标准内存模组的速度与效率,某些制造厂将一小部分的SRAM直接合并於晶片上,制成一个晶片上的快速缓冲储存区 ESDRAM本身是一个SDRAM加上一个小容量的SRAM快速缓冲储存区,使运作速度达到200MHz。就如同外部SRAM快速缓冲储存区,快速缓冲储 存DRAM的目标在於将最常使用的资料置於SRAM Cache以将来回从速度较慢的DRAM存取的动作减到最少。在晶片上的快速缓冲储存区的其中一项优点在於它能够给予SRAM与DRAM间更宽的汇流排, 并实际提高DRAM的速度与频宽。

Fast Cycle RAM (FCRAM)

FCRAM是由Toshiba与Fujitsu 为特殊设备系统所共同研就开发的,例如高阶服务器,列印机与电信转接系统。它包括内存阵列分割以及内部流水线设计以加速随机存取以及减少电力消耗。

SynLink DRAM (SLDRAM)

虽然目前已被视为过时,SLDRAM为一些DRAM制造厂在90年代末期共同研发以取代Rambus技术。

Virtual Channel Memory (VCM)

由NEC所开发, VCM技术使不同 “群” 的内存能够利用本身的缓冲存储器独立与内存控制器通讯。由此,不同的系统作业便能够分配到自己的 “虚拟通道(Virtual Channel)”,而和一项作业相关的资讯便不与其他同时执行之作业共用缓冲存储器空间,使系统效率更高。

快闪内存(Flash Memory)

快闪内存是一种固态,不易挥发,可复写的内存,其运作方式就像随机存取内存与硬碟的混合体。就像DRAM,快闪内存将资料位元储存在内存单位(cell) 中,但是跟硬碟一样,当电源关闭后资料仍保留在内存上，由於它的高速,持久性,以及低电压需求,快闪内存非常适合在许多设备中使用,例如数位相机,行动电 话,列印机,掌上型计算机,呼叫器,以及录音机。

错误检测(Error Checking)

确保储存资料的完整性是内存设计上很重要的一环，达成这个要求的两项最重要的方式为Parity与error correction code (ECC)。

在历史上,parity是最常被使用的资料汇整方法。Parity能够侦查 ━但不能修正- 到小至一位元的错误；Error Correction Code (ECC)是一种能够侦查并修正单位元错误的更广泛之资料完整性检测。

越来越少个人计算机制造厂在设计中支援资料完整性检测，这是由於下列几个原因 第一, 藉著除去较一般内存昂贵的parity内存,生产商便能降低计算机的价格 所幸这个第二个原因:某些制造厂所生产的内存产品品质的提升以及内存错误频率的降低,修正了这种倾向的不足。

资料完整性检查的种类依照计算机系统的用途而有所不同，如果这部计算机的地位非常重要 ━ 例如,做为服务器 ━ 那么一个支援资料完整性检测的计算机就非常理想。大致上:

同位 Parity

当parity功能在计算机系统中被使用时,每八位元的资料便有一个parity位元与其同时储存在DRAM中。两种同位(parity)协定 ━ 奇同位元(Odd Parity)与偶同位元(Even Parity )━ 以类似的方式运作。

下面的表格表示Odd Parity 与 Even Parity的运作方式。处理过程相同,但特性相反。

同位也有其限制。举例而言,同位只能侦测错误而不能修正这是因为同位技术无法判断找出八位元中的错误位元。

此外,当多个位元无效而资料满足所使用的奇同位元或偶同位元条件,同位电路便无法找出错误。举例而言,当一个有效的0变成无效的1而有效的1变成无效的0,两个错误便相互抵消而同位电路便无法发现错误。所幸,这种情况发生的机会相当微小。

ECC 错误修正码检查

Error Correction Code是一种主要用在高阶个人计算机以及档案服务器中的资料完整性检测。ECC与Parity检测的重要不同点在於ECC能够侦测并修正单位元错误，使 用ECC时,单位元错误修正通常在使用者发现错误之前就已经完成。依照使用的内存控制器的不同,ECC也能够侦测到少见的2,3,4位元错误，虽然ECC 能够侦测到这些错误,它并不能修正这些错误。但是,有些形式较复杂的ECC便能修正多位元错误。

利用一种特别的数学规则系统,并与内存控制器结合,ECC电路在存入内存的资料位元中加入ECC位元，当CPU向内存要求资料时,内存控制器将ECC位元 解码并判段是否有一个或是多个损坏位元组。如果有单位元错误,ECC电路便修正该位元，如果发生多位元错误,ECC电路便回报同位错误。

其他特点

除了规格,内存技术,以及错误侦测方式以外,还有几个了解与选择内存产品时须要了解的重要特点。

速度

内存零件与模组的速度是最佳化内存配置时最重要的条件。事实上,所有的计算机系统指明内存零件的速度，这些指示必须被遵守以确保内存相容性。这个部分将介绍三种测量内存零件与模组速度的方式,存取时间,兆赫,与位元组/秒。

存取时间

在SDRAM出现前,内存速度是以存取时间来表示,以奈秒为单位。内存模组的存取时间表示模组送出所要求的资料所需的时间，所以,越小的数字代表越短的存取时间。常见的速度为80ns,70ns以及60ns，很多时候,模组的速度能够从模组的型号辨认，以 “-6”结尾代表60ns,以 “-7”代表70ns,以此类推。

绝大多数时候，你能够在计算机系统上使用与标示系统指定速度相同或更快的内存零件，举例而言,如果系统要求70ns内存,使用70ns及60ns内存通常 不会有问题。但是有些较老的系统在系统启动时会检查内存ID的标示速度,并且只会在认可指定速度后启动，举例而言,如果系统指定速度为80ns,不同的速 度便不会被接受,即使它比较快。许多这样的情况下,这种系统所使用的模组仍然能够装配速度较高的晶片,但是模组的ID会被设定在比较慢的速度以确保系统的 相容性 这就是模组上标示的速度有时与实际速度不同的原因。

百万赫兹 (Megahertz)

SDRAM技术开始发展的同时,内存模组的速度便开始以百万赫兹(MHz)来计算。内存晶片上标示的速度通常还是以奈秒计算。这样很容易混淆,尤其是当这 些奈秒标示并非标示存取时间,而是时钟周期间的奈秒数。举例而言对速度为66MHz, 100MHz,以及133MHz的SDRAM晶片而言,对应的晶片标示就分别是 ━15, -10, 与 ━ 8。

下表显示MHz以及奈秒功率的换算方式(1MHz=1,000,000次/秒)

如同前面所说的,处理器的速度与内存的速度通常不是一样的，内存的速度受到内存汇流排速度的限制,处理过程中速度最慢的一环。

每秒的位元组数 (Bytes per Second)

一开始将百万赫兹数转换为位元组数/秒可能会令人感到困惑，转换过程中最重要的两项资料是速度(MHz)以及汇流排宽度(位元)。

汇流排宽度:如果你有一个8位元汇流排,那么8位元,或一个位元组的资料可以一次透过汇流排传输，如果你有一个64位元汇流排,那么64位元,或8位元组的资料可以一次透过汇流排传输。

汇流排速度:如果内存汇流排速度是100MHz,这代表每秒一亿时钟周期，一般来说,每的时钟周期能够传输一个Pack的资讯，如果这个100MHz汇流 排的宽度是1位元组，那么资料便能以每秒100MB的速度传输；在100MHz的64-位元宽的汇流排上,资料以每秒800MB的速度传输。

Rambus模组速度有时以MHz表示,有时以MB/秒表示。有一型Rambus模组以400MHz的速度运作,但由於Rambus可以在一个时钟周期中 传输两组,而非一组资料,模组速度便是800MHz 有时称为PC800 由於Rambus汇流排宽度为16位元,或2位元组宽,资料以每秒1600MB,或1.6GB的速度传输用相同的方法运算,PC600 Rambus模组以每秒1.2GB的速度传输资料。

Registers与Buffers

Registers以及Buffers以 “重新驱动(re-driving)”内存晶片中控制信号的方式改善内存运作，它们能够被装置在内存模组外或是安装在内存模组上。将Registers与 Buffers放置在内存模组上能使系统容纳更多内存模组。这类模组通常在服务器或是高阶工作站计算机中发现。在升级时必须注意的是,无buffers及 有buffers (或Registers) 的内存模组不能够混用。

Buffering (EDO以及 FPM): 在EDO以及FPM模组中,重新驱动信号的过程称为Buffering 使用Buffering并不会降低效能表现。 Registering (SDRAM):在SDRAM中,信号驱动的过程称为Registering. Registering与 Buffering相似,除了在Registering程序中,资料进出Register都由系统时钟计时，具有Register功能的模组较没有 Register功能的模组稍慢,由於Register程序需要一个时钟周期来完成。

有Buffer及无Buffer模组的比较它们各有不同的Keys数目以确保两者不被混用。

Multiple-Banked模组

Multiple-Banked模组给与晶片使用更多弹性空间。Multiple Banking使内存设计师能够将模组分成数个部分,於是在计算机系统中能等同多於一个模组。这样的设计等同於计算机中的多组内存插槽:系统一次从一组内存中存取,不管内存库中有多少内存插槽。

有些人将 “双面(double-sided)” 与 “dual-banked” 两个名词混淆，以下解释: “双面(double-sided)”指的是晶片实际上被安装在模组的正反两面上 而 “Dual-banked”是指模组是透过电学方式分为两个部分。

锡 vs. 金

内存模组的连接点是用锡制或金制。金的传导较锡良好，但是由於锡的价值较金便宜很多，在90年代初期，计算机制造厂开始在系统主机板插槽中使用锡制连接点以降低成本。如果在购买内存时能够选择 ━意即,同时有配备金质连接点与锡制连接点的模组能够选择-,最好能够搭配模组插槽所使用的金属选择。使用同样的金属能够避免腐蚀。

金士顿的政策一向是搭配相同金属,所以金士顿为每个计算机系统所生产的型号也将插槽所使用的金属列入考虑。

更新速度

更新是指将内存晶片中的内存单位重新充电的程序。计算机内存的内部被规划成行列式的内存阵列 ━就像棋盘上的格子- 而每纵列再以晶片上的I/O宽度加以分割，整个行列组织称为DRAM阵列。DRAM被称为 “动态” 随机存取内存,由於它每秒必需被更新,或重新充电数千次以储存资料，由於内存单位被规划在储存电能微小的电容四周,它们必须被更新。这些电容以类似微小电 池的方式运作,在不充电的状况下即失去除储存的电能，同时从内存阵列中读取资料的过程消耗储存的电能,所以读取资料前内存单位必须重新充电。

内存单位以每次一行的方式更新(通常每更新周期一行)，“更新速度”并不是指更新内存所需的时间,而是指更新整个内存阵列所需更新的行数。举例而言, 2K的更新速度指更新整个阵列时需要更新2048行,同样的,4K更新速度指需要更新4096行。

一般来说,系统中的内存控制器起始更新作业。但是有些晶片能够自行更新，这代表这些DRAM晶片永有自己的更新电路而不需中央处理器以或外部内存控制器干涉，自行更新晶片能够大幅减少电力消耗,并且常用於携带式计算机。

CAS Latency

CAS latency是指对DRAM晶片上某一行下达要求所需要的时间，Latency是计算延迟的单位,所以 “CL2” CAS latency系数指延迟两个时钟周期,而 “CL3” latency系数指延迟三个时钟周期。SDRAM刚推出时,制造CAS latency系数低於CL2的晶片很困难。虽然有些指示要求CL2，但许多模组在CAS latency系数为CL3时仍可正常运作。

散热器及散热片

随著内存零件的速度提高,晶片密度随之提高,而更多电路也被压缩规划入更小的电路板上，多余热能的分散成为更重要的问题。近年来新的处理器已经加入风扇设计，新的内存模组设计使用散热器以及散热片来维持安全运作温度。

Serial Presence Detect (SPD) 与 Parallel Presence Detect (PPD)

计算机系统开机时必需检查内存模组的配置以确保正常运作，Parallel Presence Detect是使用数个电阻传导所需资料的传统方式，PPD是SIMM模组以及某些DIMM模组所使用的识别方式 Serial Presence Detect使用EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)储存模组的相关资讯。

EPROM是一种能够记录内存模组不同相关资讯的晶片，这些资讯包括模组容量,速度,内存种类,甚至制造厂名字。开机时,中央处理器使用这些资讯来了解系统中所使用的内存种类并依此调整设定。EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)晶片(有时称为E2PROM)与EPROM的不同处在於它被修改时不需要从计算机中取出，但是它必需全部同时,而不能选择性的,清除或重 设，同时它也有一定的寿命,就是它只能够被重设一定次数。

Clock Line数目 (2-Clock vs. 4-Clock)

SDRAM内存晶片需要连接内存模组与系统时钟的Clock lines. “2-Clock”代表有两条clock line与模组相连,而 “4-Clock” 代表有四条clock line与模组相连 最早的Intel设计为 2-Clock,由於内存模组上只有八个晶片，后来, 4-Clock设计的发展减少了每条clock line所连接的晶片,藉此减低每条clock line的负载并加快资料通讯。

电压

随著DRAM晶片间距离减少以及散热重要性增加,内存模组上的电压持续降低。从前大多数的计算机系统以五伏特的标准电压运作。小型笔记型计算机首先使用 3.3伏特晶片，这不只是因为温度问题,由於低电压晶片使用较少电力,於是能够延长电池寿命。目前大多数桌上型计算机也使用标准3.3伏特内存,但是随著 产品尺寸继续缩小以及零件越来越接近,3.3伏特内存正快速的被2.5伏特晶片所取代。

合成 vs. 非合成(Composite vs. Non-Composite)

合成与非合成最早被苹果计算机使用在分辨容量相同但是使用不同数目晶片的模组。当业界正处於一个晶片密度生产过度期时,一般来说会有一段时间能够生产,例 如,具有8个新容量晶片或是32个旧容量晶片的模组。苹果计算机将使用最新技术以及较少晶片的模组称为 “非合成” ,而使用较早期的技术与较多晶片的模组称为 “合成”。由於一个模组上安装32个晶片可能产生过热以及空间问题,苹果计算机通常建议客户使用非合成模组。

什么是购买内存应考虑的因素

使用内存规格指南(memory configurator)是得知与你的计算机搭配的正确内存模组以及扩充选项最简单的方式之一。与其他主要内存制造厂一样,金士顿也提供内存规格指南， 金士顿的内存规格指南能够在金士顿网站www.kingston.com上使用。

购买内存时最重要的考量是与系统的相容性，除此之外必须决定需要多少内存容量,以及其他考量,例如价格,品质,供应性,服务以及保证，这个部分帮助处理这些决定因素以及回答下列问题:

( 页旁注解) 需要的内存容量取决於计算机系统的用途，举例而言,桌上型计算机的内存需求依所使用的作业系统以及应用程式而有所不同。同样的,服务器的内存需求取决於作业系统,应用程式,以及用户人数和使用介面的内存要求等额外因素。金士顿已为桌上型计算机以及服务器建立一般情况的使用建议以帮助判断适合的内存容量。请参考P.14以及 P.17的详细资料。

相容性

如同稍早提过的,升级内存时所应考虑的最重要条件就是内存零件的相容性 这个部分提供入门知识以及使用内存规格指南的优点

哪些内存与系统相容?

得知与系统相容的内存种类最简单的方法是参考系统说明文件。如果需要更多的协助,请参考包括金士顿在内的许多资源所提供的内存规格指南。金士顿与其他品牌的内存公司提供这工具以帮助寻找搭配系统的正确内存模组。

金士顿内存规格指南能够依照以下五种分类搜寻

使用金士顿内存规格指南,请到www.kingston.com

如果在内存规格指南中无法找到特定系统呢?

如果所寻找的计算机系统不在内存规格指南程式里,可以参考系统说明书来找出需要的内存种类。大部分的情况下,说明书会提供基本要求,例如所需的速度以及内存技术，如果找不到足够的资讯,可以使用系统制造商或金士顿的免费技术支援电话。

可用插槽数量

你或许对计算机内部的样子以及内存配置有所了解，或许你在购买时曾经拆开计算机以了解内部配置,或许你曾经参考过说明书中的配置图。即使你完全不知道系统中的内存配置,你可以使用金士顿的内存配置指导工具来查明，每个系统配置都包括了一个称为Bank Schema的配置图,解释内存插槽的排列方式以及基本配置规则。下页的简介解释如何使用Bank Schema配置图以找出可用插槽的数量以及装置方式。

如何判读Bank Schema

Bank Schema是一个标明系统中内存插槽数量的行列配置图，这个配置图标明理论上的内存库配置而不是实际的主机板配置;它是为新增内存时帮助快速了解配置要求而设的。

在Bank Schema中,每个[__]图示代表一个内存插槽:

例如: [__][__][__][__] = 四个内存插槽

配置图中的每一列代表一个内存库，每一列中的 “[__]” 图示代表内存库中的内存插槽数目。升级时必须一次完成一个内存库的升级。举例来说,如果图中有四个包含两个[__]的列,两个模组便需同时完成升级，但是如果只有一行[__],便可一次升级一个模组。

例如:

8个插槽 = [__][__][__][__][__][__][__][__]
(模组能够以任何组合的方式单独安装)

( 模组必须以两个一组的方式安装)

标准内存在配置图中以可移除或不可移除的方式表示

可移除的内存模组以安装在内存插槽中的内存模组方式安装,并且,如果需要,可以被移除并以更大容量的模组取代。可移除内存以旁边带有数字的 " " 符号表示: 4 [___]代表第一个插槽安装4MB模组而第二个插槽是空的。

不可移除的内存通常是焊连在主机版上的内存晶片模式，它在配置图上以括号方式表示: [[4MB]] [____]代表4MB的焊连於主机板上的不可移除内存以及两个可用的内存插槽。

如果系统不在内存规格指南的范围内,你可能可以藉著在系统起始时按F1键来查明内存插槽的数量以及已安装内存的插槽数量，如果系统支援这项功能,萤幕会显 示系统中内存插槽的数量,那些已安装内存,那些可用,以及插槽中内存容量。如果在系统起始时按F1键无法得知配置资讯,请参考系统说明书。

不得以时,你可以拆开计算机并观察插槽配置 (注意:在打开计算机前请先参考计算机系统说明书以及保证书上的指示以及相关资料)。把计算机打开之后,你可能可以辨识标明内存是否以两个一组的方式安装 的 “Bank Labels” 内存库编号通常从0,而不是1,开始 所以,如果有两个内存库,第一个会被标示为 “bank 0”而第二个标示为 “bank 1”。

如何填满插槽

大多数的状况下,最好能够先计划内存升级以避免需要移除与丢弃原先装配在计算机上的内存，最好的方式是在购买计算机时就先考虑内存规格。由於低容量模组较便宜以及较易得到,系统制造商可能会藉著在插槽中安装更多低容量内存的方式达到基本配备，为了更清楚说明,试想以下情况:一个基本内存为64MB的计算机系统配备两个32MB模组或一个64MB内存模组，在这情况下,第二种配备方式是较好的选择,因为它预留了升级空间以及减少未来必须移除并丢计弃低容量模组的可能性，除非选择一个64MB模组的配置,将来可能会发现只有一个插槽可供升级使用。

在购买计算机并计划第一次升级时,计划购买你所可能需要的最大容量的模组,尤其如果你只有一个或两个可用来升级的插槽，记得,一般来说,应用软体的最小内存需求每12到18个月加倍一次,所以目前被容量认为很大的内存配置在一年后就会觉得小多了。

品质

如同其他种类的产品,不同制造厂所生产的内存品质也不同。一般来,较大,较有名声的品牌公司在遵守严格设计标准,使用高级原料,以及建立有保证的产品品质 管制上较一致。但是这并不代表较低品质的产品无法正常运作━它们可能是正确的选择,端看系统的工作量而定，在决定所需要的品质时,请考虑下列条件。

评估内存品质

以下是评估内存品质时必须考虑的条件:

设计

模组的设计工程师可能遵循严格设计要求或是偷工减料以求减少成本。一般来说,自行设计模组的制造厂比起那些将设计工作外包的生产商对品质做更多的控制。

原料

DRAM晶片,印刷电路板以及其他所使用的原料对模组的整体品质有绝大的影响。 特级的晶片的价格可能比低等晶片价格高达30%,而高级印刷电路板的价格比品质较低的选择高达50%。

装配

装配过程中的许多条件能够影响模组的整体品质，除了正确的处理零件以外,焊接的品质影响资讯在晶片与模组间传输的可靠性。装配以及储存区域的温度及湿度必须加以控管以避免原料在装配时扭曲,膨胀以及收缩。

适当的操作

Electro-Static Discharge (ESD)是内存模组损坏原因中最常见的，ESD损坏可能由於过多的错误操作。内存模组应该只由确实 “grounded” 的工作人员处理并且模组应该被确实包装以避免运送时可能产生ESD。

测试

内存出货前所做的测试越彻底,运作时发生问题的机会也越少。除了检查模组是否正确装配的标准测试外,还有内存与所搭配系统的相容性测试。DRAM晶片核心 有晶片可靠性的测试,而且模组能够接受高速测试以确保在高使用量的状况下的正常运作。有些公司在每个层面都执行测试,有些公司则执行的测试数量较少。

价格与供应状况

这个部分包括帮助了解内存市场上价格浮动的资讯。

DRAM晶片市场

内存模组是由规模庞大的制造厂(通常称为 “fabs”)大量生产的DRAM所组成的。建造晶片厂所花的时间可能长达两年,而且需要庞大的资金:大约每厂30亿美金，这些时间与资金条件直接影响到 内存市场面对供应以及需求浮动时快速调整的能力。当晶片需求增加,晶片制造厂通常不会立即回应,由於提高产能所需的投资太大而且可能不会有回报,尤其是在 所有竞争者都提高产能的时候。於是,当制造厂评估需求的增加是暂时的或是能够保证投资回报时,立即的影响就反应在价格提升上。相对的,当市场上出现供应过 多的情形时,晶片制造厂愿意在价格低於平衡点时维持长期亏损，这是因为大多数的情况下,关闭制造厂的花费比继续生产并在亏损的状况下销售晶片更大。同时, 生产者能够支持越久,竞争者产能减少及市场回转后能够接收利润的机会越大。

内存价格浮动的原因

内存的价格受到几个条件的影响，这些条件包括:需求量,DRAM生产水准,市场存量,时间,新型作业系统的推出以及计算机销售量。这些都能够分别或同时影响内存在不同时间的价格。

购买内存时最需要记得的就是目前的256MB内存价格与下一季的256MB内存价格很有可能不一样，最重要的基本原则就是比较靠近你购买时间的内存价格。做价格比较时,比较相同等级的模组种类价格比实际上每MB的价位变化重要。当市场上产品短缺时,最重要的就是确保一笔 “极好的交易” 不是一个使用廉价零件偷工减料的模组。在供应过剩的市场上,得到较好价格的机会大很多,但是要记得许多制造厂正在负担亏损并且可能减少测试以及其他较昂贵的产品品质测量以弥补亏损。请参考以上关于品质部分中的相关细节。

如何安装内存

恭喜!你的计算机有新内存了。接下来的工作就是安装，这一章将介绍基本的模组安装过程以及有问题时能够提供参考的资源。

在安装之前

开始安装内存前,请确定你有以下两项物品:

重要事项:

ESD损坏

Electro-Static Discharges (ESD)是导致内存模组损坏的常见原因，ESD是在处理模组前没有恰当的“Grounded接地”而导致释放出身体或衣服上所带有的静电所造成的。 如果能够找到一个接地手环,请配带它，如果没有，在碰触任何电子零件之前 ━尤其是新的内存模组- 记得先触摸一个已经“Grounded接地”,并且没有表面涂料的金属物体，最方便的就是 计算机中的金属框架。此外,在拿取模组时永远只碰触模组的边缘。 如果ESD损坏内存模组,问题可能不会立即出现,并且可能很难检查到。

配带接地手环能够防止ESD损坏
将电源关闭

在将计算机外壳打开前,一定要关闭计算机以及所有相连配备的电源，保持电源打开可能会导致计算机以及零件的永久电子损坏。

安装内存

目前绝大多数的计算机配有接受下列工业规格的内存模组。

桌上型计算机,工作站以及服务器:

笔记型以及携带式计算机:

虽然不同的计算机中内存插槽的位置可能不同,安装方法都是相同的。参考使用手册以了解内存是安装於扩充卡或主机板上,以及是否需要移除计算机内部零件以便安装。

以下部分是上述标准模组的安装指南,以及一些较受欢迎的专用模组安装指南。如果计算机需要专用内存或是以下操作指南并不适用,请联络金士顿科技的技术支援小组,电话: (800) 435-0640。

安装72-pin SIMM.

安装72-pin SIMM.

安装168-pin DIMM

安装184-pin RIMM

安装 184-pin RIMM 以及 C-RIMM 。 RIMM 安装於 RIMM 连接点中。目前主机板上有两组连接点而且必须以 RIMM 或 C-RIMM (continuity RIMM) 填满。 C-RIMM 不含内存元件，它们是低价提供连续信号通路的通路模组。

笔记型计算机内存安装的例子

虽然越来越多的笔记型计算机接受标准SO-DIMM模组，许多笔记型计算机仍然需要具有特殊规格的专用模组。笔记型计算机中内存模组的安装位置并没有特定标准。由於笔记型计算机的内存安装方式差异极大,请参考计算机使用手册中的特别操作指示。本例为一般的144-pin SO-DIMM安装程序。

检修内存问题(Troubleshooting Memory problems)

常见内存问题

当你的内存出问题时,通常原因有以下三种可能:

规格不符:不适用於计算机系统的零件或是没有遵循规格的指示。

安装不当:内存安装可能不正确,插槽损坏,或是插槽需要清洁。

硬体缺陷:内存模组本身损坏。

由於许多计算机出问题但都被以为是内存的问题，使检查错误困难，举例而言,主机板或是软体问题都可能产生内存错误讯息。

这个部分将帮助了解你的内存是否有问题,及问题的种类,以便快速找出解决方法

基本问题检修

以下基本程序适用於几乎所有的状况:

问题发生的时间

问题发生的时间常是寻找问题发生原因的线索。

举例而言,对於内存错误讯息的反应依下列情形而有所不同:

以下是一些简单规则:

刚买新计算机

如果刚买的新计算机发生内存错误,问题可能出在计算机的任何部分,包括主机板损坏。在这样的情况下需要对包括内存的整部计算机进行侦错检测。由於计算机零售商在计算机送出前已经配置内存模组及执行系统测试,所以他们能够提供最佳协助。

刚安装新内存

如果刚安装新内存,第一个可能性是安装的不是适用的内存。请检查内存型号，确认内存已被正确配置及安装。

刚安装新软体或作业系统

较新的软体及作业系统通常比旧的作业系统使用更多内存空间。有时在软体安装前没有问题的软体在执行高内存需求软体时会开始出现问题，新软体有时会有程式错误,而试用版本在制造内存错误上更是恶名昭彰。在这些情况下,首先应该确定计算机中有最新版本的BIOS以及软体的Service Patches，否则请联络内存零售商。技术支援人员可能经历过其他软体问题，而能够协助进行更仔细的问题检修。

刚安装或移除硬体

如果在刚安装或移除硬体后出现内存错误讯息,首先应该检查计算机本身。在安装过程中计算机种可能有有连结松脱或是新的硬体有缺陷,在这些情况下问题常以内 存错误的形式出现。请确定计算机中有最新的驱动软体以及轫体(Firmware)。大多数的硬体制造商都会在网站上公布更新软体。

意外问题

如果计算机运作正常,但突然开始产生内存错误,并经常当机,问题可能在於硬体故障,因为内存安装及配置问题在计算机开机时就会出现。有时计算机过热可能导致内存问题,或是电力供应有问题,或是内存模组与插槽间产生腐蚀,削弱两者间的通讯连接。

处理特定问题

以下是计算机报告内存问题最常见的方式

以下解释帮助了解上述讯息所代表的意义