內(nèi)存一直默默無(wú)聞 但不可缺少

    提到計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)，我們就不能不提馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，從早期的計(jì)算機(jī)到現(xiàn)在最先進(jìn)的超級(jí)電腦，都沒(méi)有擺脫馮·諾依曼體系的束縛。其中馮·諾依曼體系中明確提到計(jì)算機(jī)要擁有存儲(chǔ)器，所以直到現(xiàn)在，內(nèi)存和硬盤(pán)仍然在電腦中占有非常重要的地位。

    與大容量的硬盤(pán)不同，內(nèi)存在存儲(chǔ)設(shè)備中算是比較特殊的一員。現(xiàn)在的內(nèi)存在存取速度上有著非常驚人的表現(xiàn)的，但是斷電后又不能保存存入的信息。所以在電腦硬件發(fā)展的長(zhǎng)期過(guò)程中，內(nèi)存一直扮演著中轉(zhuǎn)站的角色。當(dāng)處理器、顯卡甚至主板都在市場(chǎng)上大放異彩的時(shí)候，內(nèi)存卻默默履行著自己的職責(zé)。 

    但是默默無(wú)聞不代表一無(wú)是處，其實(shí)內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)格也在不知不覺(jué)中慢慢變化。無(wú)論是內(nèi)存本身還是主板上的內(nèi)存插槽，同樣與其他硬件一樣記錄了DIY硬件成長(zhǎng)以及發(fā)展。雖然內(nèi)存規(guī)格的變化算不上“驚心動(dòng)魄”，但是也絕對(duì)是“天翻地覆”，只不過(guò)我們并沒(méi)有感受到其中的變化罷了。

內(nèi)存一直默默無(wú)聞，但是不可缺少

    在不久之前，筆者曾經(jīng)寫(xiě)過(guò)一篇關(guān)于處理器的回憶類文章：《風(fēng)雨十余載 從處理器接口看DIY的發(fā)展》。那么筆者在這篇文章中就再一次通過(guò)主板上的內(nèi)存插槽，來(lái)與大家一起回憶一下內(nèi)存的發(fā)展歷程吧。 

開(kāi)天辟地的SIMM內(nèi)存

    就像硬盤(pán)光驅(qū)這些硬件不能離開(kāi)緩存一樣，我們的電腦整機(jī)也需要一個(gè)緩沖區(qū)，而內(nèi)存就是扮演著這樣的一個(gè)角色。早期的PC機(jī)內(nèi)存的容量其實(shí)是非常小的，甚至不需要占用主板過(guò)多的空間，所以早期的許多電腦，內(nèi)存是直接焊接在主板上的。當(dāng)然這樣的劣勢(shì)就是用戶無(wú)法自行更換或者升級(jí)。隨著電腦的速度越來(lái)越快，焊死在主板上的內(nèi)存已經(jīng)無(wú)法滿足用戶的需求了。

●開(kāi)天辟地的SIMM內(nèi)存

    用戶有需求，廠商就要滿足用戶的需求。于是，可更換內(nèi)存的設(shè)計(jì)就應(yīng)運(yùn)而生了。在80286時(shí)代，我們看到了內(nèi)存的早期形式：SIMM（Single In-lineMemory Modules）規(guī)格。顧名思義，這種內(nèi)存插槽以單邊插槽的形式進(jìn)行連接。限于當(dāng)時(shí)工藝以及技術(shù)的限制，SIMM內(nèi)存擁有著比較大的約束。

30Pin引腳的SIMM內(nèi)存（圖片來(lái)自于百度貼吧）

    最早期的SIMM內(nèi)存采用的是30Pin設(shè)計(jì)，由于30Pin SIMM內(nèi)存使用時(shí)需要8個(gè)數(shù)據(jù)位1個(gè)校驗(yàn)位，所以對(duì)于30Pin SIMM內(nèi)存來(lái)說(shuō)就需要同時(shí)安裝四條內(nèi)存才能夠正常使用。所以早期的內(nèi)存在購(gòu)買成本上并不低廉。加上大量?jī)?nèi)存會(huì)增加整機(jī)的故障率，所以SIMM規(guī)格出現(xiàn)在當(dāng)時(shí)并不是所有人都拍手叫好。

采用SIMM內(nèi)存的80286平臺(tái)（圖片來(lái)自于百度貼吧）

    于是在386、486時(shí)代，SIMM得到了改進(jìn)，由30Pin增加至72Pin，同時(shí)支持16位的處理器。而在容量上，72Pin內(nèi)存也從30Pin時(shí)代的256KB增加到512KB、1MB甚至是2MB。另外72Pin SIMM內(nèi)存只需要安裝2條內(nèi)存就能夠正常工作，這也提高了主機(jī)的可維護(hù)性。所以72Pin SIMM內(nèi)存出現(xiàn)后快速替代了30Pin SIMM內(nèi)存的地位。

    在72Pin內(nèi)存時(shí)代，還有一個(gè)衍生物，那就是FP DRAM，也稱作快頁(yè)內(nèi)存，不過(guò)限于其定時(shí)刷新的工作原理，所以導(dǎo)致這種內(nèi)存的數(shù)據(jù)存取速度并不快。但是這種內(nèi)存卻意外地成為了內(nèi)存發(fā)展承上啟下的關(guān)鍵因素。因?yàn)橹蟮膬?nèi)存規(guī)范，與FP DRAM在工作原理上可謂是非常相似。

曾名噪一時(shí)的EDO RAM（圖片來(lái)自于雅虎）

    隨后EDO RAM出現(xiàn)在眾人面前，這種內(nèi)存也屬于72Pin SIMM內(nèi)存的范疇，不過(guò)由于有著更大的容量和更先進(jìn)的尋址方式，所以在486時(shí)代非常盛行。這種內(nèi)存與FP DRAM原理大致相同，但是由于這種內(nèi)存簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)訪問(wèn)的流程，所以在存取速度上要比傳統(tǒng)的DRAM要快上不少。不過(guò)相比于發(fā)展迅速的電腦硬件，發(fā)展緩慢的SIMM最終仍然無(wú)法擺脫被淘汰的命運(yùn)。 

一勝一?。篠DR SDRAM & Rambus DRAM

●帶來(lái)內(nèi)存新活力的SDR SDRAM

    SIMM的成功證明了內(nèi)存可更換設(shè)計(jì)師非常有必要的，所以內(nèi)存規(guī)格在保持可更換設(shè)計(jì)的同時(shí)需要進(jìn)一步改進(jìn)，所以我們看到了新的內(nèi)存規(guī)范：SDRAM。而第一代SDRAM被稱為SDR SDRAM（Single Data Rate SDRAM）。

    SDRAM為內(nèi)存帶來(lái)的新的生機(jī)，其64bit的帶寬與當(dāng)時(shí)處理器的總線寬度保持一致，這就表示一條SDRAM就能夠讓電腦正常運(yùn)行，這樣大大地降低了內(nèi)存的購(gòu)買成本。由于內(nèi)存的傳輸信號(hào)與處理器外頻同步，所以在傳輸速度上，DIMM標(biāo)準(zhǔn)SDRAM要大幅領(lǐng)先于SIMM內(nèi)存。

SDR SDRAM標(biāo)準(zhǔn)以及特性

采用SDR SDRAM插槽的搭載Intel 810芯片組的主板

    SDRAM出世之時(shí)恰逢Intel和AMD的主頻大戰(zhàn)，無(wú)論是主頻、倍頻和外頻都在不斷進(jìn)行變化。倍頻和主頻的提升對(duì)于內(nèi)存來(lái)說(shuō)并不是問(wèn)題，真正的問(wèn)題在于處理器外頻的提高需要SDRAM工作在更高的頻率上。所以SDRAM的頻率也經(jīng)過(guò)了數(shù)次升級(jí)。從最早的PC66到PC133，從SDRAM頻率的變化就能看出處理器外頻的升級(jí)。而在超頻市場(chǎng)中，為了能夠讓處理器外頻達(dá)到更高的水平，市面上還出現(xiàn)了PC150、PC166等規(guī)格，可以說(shuō)SDRAM在頻率上更加靈活，性能也能夠滿足平臺(tái)的需求。

●專政統(tǒng)治的Rambus DRAM

    Intel在Socket 478 Pentium時(shí)代的成功讓市場(chǎng)的目光聚焦在自己的身上，而在主頻上占據(jù)優(yōu)勢(shì)的Intel想要將這種優(yōu)勢(shì)延續(xù)下去，于是，我們看到了Intel一點(diǎn)一點(diǎn)實(shí)行的“霸權(quán)主義”，而Rambus DRAM就是其中之一。

   
性能強(qiáng)悍但結(jié)果悲劇的Rambus DRAM

Rambus的數(shù)據(jù)訪問(wèn)方式可以說(shuō)是另類

支持Rambus DRAM的Intel i850芯片組

    該內(nèi)存規(guī)范是Intel與Rambus共同定制，旨在創(chuàng)造市面上最高速的內(nèi)存產(chǎn)品。其內(nèi)部RISC架構(gòu)、高頻率和高帶寬的優(yōu)勢(shì)一度被認(rèn)為是內(nèi)存市場(chǎng)的新寵兒，Intel也對(duì)自己的Rambus DRAM充滿信心，并寄希望于Rambus DRAM配合Pentium 4處理器，建立屬于自己的王朝。但是Rambus最終并沒(méi)有得到市場(chǎng)的認(rèn)可，究其原因，就是因?yàn)镽ambus內(nèi)存高昂的售價(jià)以及“巨大”的發(fā)熱量。加上Rambus DRAM必須安裝兩條才能夠使用，這就大大提高了這種內(nèi)存的使用門(mén)檻。最終，Rambus DRAM沒(méi)有經(jīng)受住市場(chǎng)的考驗(yàn)，被價(jià)格更低的DDR SDRAM踩在了腳下。 

開(kāi)啟新篇章的DDR SDRAM

●開(kāi)啟新篇章的DDR SDRAM

    Rambus DRAM的失敗讓市場(chǎng)再一次關(guān)注到SDR SDRAM上，但是當(dāng)年的SDR SDRAM已經(jīng)盡顯老態(tài)。所以SDRAM需要新的標(biāo)準(zhǔn)才能繼續(xù)前進(jìn)。幸運(yùn)的是，這回內(nèi)存的發(fā)展并沒(méi)有走彎路，于是 我們看到了內(nèi)存市場(chǎng)的新的王者：DDR SDRAM。

DDR內(nèi)存真正踏上了華麗的舞臺(tái)

    DDR SDRAM英文名稱為Dual Date Rate SDRAM，從字面意思上也能知道，這種內(nèi)存比第一代的SDR SDRAM多出一倍的傳輸速率。其秘密就在于DDR SDRAM在數(shù)據(jù)傳輸中同時(shí)使用了信號(hào)的上升沿和下降沿，這樣在相同的時(shí)鐘下，DDR SDRAM的傳輸速率得到了成倍的提高。

支持DDR內(nèi)存的SiS846/SiS963芯片組

    于是我們俗稱的DDR內(nèi)存便在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)成為了所有主板的標(biāo)準(zhǔn)配置，從最早的DDR200規(guī)范再到DDR400規(guī)范，DDR SDRAM在頻率上并沒(méi)有非常大的提升，但是兩倍與總線時(shí)鐘的帶寬讓DDR SDRAM的適應(yīng)能力出奇的好。同時(shí)DDR SDRAM相對(duì)較低的成本也讓用戶易于接受。

同時(shí)擁有SDR SDRAM和DDR SDRAM插槽的主板產(chǎn)品

    DDR SDRAM超長(zhǎng)的生存周期陪伴了數(shù)代主板芯片組的崛起和沒(méi)落。再加上后期的主板都支持雙通道內(nèi)存，讓DDR SDRAM的性能變相提升。不得不承認(rèn)，到了DDR時(shí)代，內(nèi)存才真正地統(tǒng)一了江湖。

日趨成熟的DDR2和DDR3

●日趨成熟的DDR2和DDR3

    DDR SDRAM成功了，并且成功的非常徹底，內(nèi)存的發(fā)展節(jié)奏完全掌控在了的DDR SDRAM的手中。于是，大家又開(kāi)始期盼DDR之后的DDR2甚至是DDR3。不過(guò)在DDR規(guī)范成型之后，DDR2和DDR3保持大幅革新的勢(shì)頭是非常困難的。再加上大幅改進(jìn)的代價(jià)可能會(huì)是更大的奉獻(xiàn)，所以DDR2和DDR3均采用了最為保守的發(fā)展方式。

   
目前DDR2內(nèi)存和DDR3內(nèi)存在很多人的電腦中服役

    相比于DDR SDRAM，DDR2和DDR3最大的改變?cè)谟跀?shù)據(jù)預(yù)讀取的位寬。每隔一代，數(shù)據(jù)預(yù)讀取的位寬便增加一倍，這樣便能夠提升一定的內(nèi)存存取性能。而SDRAM的工作電壓不斷地降低，從而不斷地增加能效比，加上隨著DDR SDRAM的換代，內(nèi)存的頻率在逐漸提高，這種看似暴力的性能提升方式能夠?yàn)镾DRAM帶來(lái)最為直接的性能提升。

三代DDR內(nèi)存的“豁口”位置

每一代DDR內(nèi)存的換代都會(huì)有這種過(guò)渡型的主板產(chǎn)品

    不過(guò)SDRAM每一代的更新并不是一帆風(fēng)順，雖然更先進(jìn)的內(nèi)存帶來(lái)的是更高的頻率，但是相對(duì)地會(huì)帶來(lái)更高的時(shí)序，這讓不少用戶都難以取舍。同時(shí)每一代SDRAM的更新都會(huì)伴隨著插槽定義的變化，這也使得在SDRAM換代期間總是會(huì)出現(xiàn)同時(shí)兼容兩種內(nèi)存規(guī)格的主板產(chǎn)品。

DDR4已經(jīng)離我們很近了，真的！

    當(dāng)然最終的結(jié)果還是老事物會(huì)被新事物所取代。DDR3目前已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)非常高的高度，DDR3-2000+規(guī)格的內(nèi)存在市面上已經(jīng)非常常見(jiàn)。至于即將到來(lái)的DDR4能夠變成什么樣子，就要等大家看到實(shí)物才能下結(jié)論。

【全文總結(jié)】：

    相比于處理器以及其接口的變革，內(nèi)存的變化的確相對(duì)較少，至少內(nèi)存從來(lái)沒(méi)有偏離我們印象中的樣子。在現(xiàn)在內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)趨于穩(wěn)定的現(xiàn)在，我們很難在內(nèi)存上找到過(guò)多的亮點(diǎn)，但是它又是那么的有用，隨著頻率的提升，內(nèi)存已經(jīng)擺脫了性能瓶頸的罵名。對(duì)于主板來(lái)說(shuō)，我們很少能夠看到內(nèi)存部分有多少變化，不過(guò)內(nèi)存仍然與其他硬件一道，默默地，奉獻(xiàn)著自己的所有，或許這才是內(nèi)存最難能可貴的精神。

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