沈天真
作者沈天真·2021-05-04 15:47
售前支持·IPS

内存那些事儿----基础知识I

字数 1262阅读 3817评论 1赞 1

内存是最常见的服务器组件,它不像CPU那样受到重点关注,但是很多性能问题又和内存相关,对于常和基础架构打交道的IT人员,本文提到的概念和知识都需要熟练掌握。

SRAM/DRAM/SDRAM/DDR SDRAM

SRAM静态随机访问存储器

一个SRAM存储单元由4个晶体管和2个电阻器组成,利用晶体管的状态切换来存储数据,而不是电容器,因此读数据时不存在漏电问题,不需要刷新操作。但是由于SRAM需要的晶体管数多,因此成本高。

DRAM动态随机访问存储器

一个DRAM存储单元由1个晶体管和1个电容器组成,利用电容量存储电量的多少来存储数据,由于电容器存在漏电问题,因此需要定期刷新。读数据时,电容量的电量会消失,因此每次访问之后,也需要刷新,以防止数据丢失。

SDRAM同步动态随机访问存储器

同步是指 Memory工作需要同步时钟,内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准。传统的DRAM在两个读周期之间需要等待一段时间,用于充电操作。而SDRAM一个模组有两个bank,在对一个bank充电时,可以操作另一个bank,实现流水线。

SDRAM的发展已经经历了五代:分别是SDR SDRAM、 DDR SDRAM、 DDR2 SDRAM、 DDR3 SDRAM、 DDR4 SDRAM。最新的已经是DDR5 SDRAM。

DDR SDRAM Double Data Rate(双倍数据速率) SDRAM

DDR内存是在SDRAM内存基础上发展而来的,仍然沿用SDRAM生产体系,因此对于内存厂商而言,只需对制造普通SDRAM的设备稍加改进,即可实现DDR内存的生产,可有效的降低成本。

SDRAM在一个时钟周期内只传输一次数据,它是在时钟的上升期进行数据传输;而DDR内存则是一个时钟周期内传输两次数据,它能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据,因此称为双倍速率同步动态随机存储器。DDR内存可以在与SDRAM相同的总线频率下达到更高的数据传输率。

服务器中与上述对应的使用场景,可以参考IBM的一张图,不过图中的内存现在基本都是DDR4 SDRAM 了。

DDR SDRAM核心频率/工作频率/等效频率/IO频率

核心频率,它是内存电路的震荡频率,是内存一切工作的基石。

工作频率是颗粒核心频率的两倍。因为DDR是在一个时钟周期内传输2次数据。

等效频率是内存条上贴的标签上的频率,也是常说的所谓”内存频率”。等效频率和内存预取(prefetch)有关。理解预读取,可以打个比方,一个人跑步快慢既取决于他的步频即单位时间内跑多少步,也取决于他的步长即每一步有多长。步频类似于内存的核心频率,步长则类似于内存预取的位数。DDR内存每次取2bit,DDR2内存每次取4bit,DDR3内存每次取8bit,DDR4有点特殊,它每次也是取8bit,但是内存制造商们提出了bank group 的方法来提升工作效率,使得等效频率可以达到核心频率的16倍。

I/O频率 简单理解将等效频率除以2,就是I/O频率

下图就是一些典型的内存的核心频率,I/O频率,等效频率

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owenlin717owenlin717系统工程师柯莱特
2021-07-25 16:07
谢谢分享
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