記憶體參數詳解

[psac]

此文翻譯自cooltechzone.com網站（原文連接），翻譯此文是為了向廣大電腦愛好者提供更多更好的資訊，以傳播資訊為目的，並不代表本網站立場。

緒論：


　　 如今很多玩家都想方設法的發掘電腦的效能，記憶體帶寬對整個系統起到至關重要的作用，它關係到系統總線速度。


大家在設定程序中可能會遇到一些感到迷惑的現象，有時一個較低的總線速度配以高參數的記憶體，其效能也許比一味追求高總線速度還要好。選購記憶體時，玩家也都知道，同頻率下時序參數越高的記憶體其系統帶寬也會隨之增長，也就是要盡量選用CAS/tRCD/tRPD/tRAS參數值低的記憶體。舉個例子，如果系統總線速度為400MHz，你需要搭配使用PC3200規格的DDR記憶體，理想的CAS值是2。


如果要把系統總線超頻到500MHz，同步的情況下則需要PC4000的記憶體。當大家選購高頻率的記憶體時，應該會發現其CAS延遲通常都比較高，2.5或者3是比較一般的。然而CAS是最敏感的記憶體參數，CAS值從3降低到2，雖然只有1/3，但另一方面，如果這種情況發生在一個總線速度為500MHz的系統上，你的系統效能會提升25％之多！

記憶體控制器：
　　記憶體控制器是電腦上最重要的組成設備之一。它的功能是監督控制資料從記憶體載入/載出。如果需要，還可以對資料的完整性進行檢測。

　　晶片組決定了支持的處理器類型，通常包含幾組控制器，分別控制著處理器和其他元件的資料交換。

記憶體控制器是晶片組很一般的一部分，它建立了從記憶體到微處理器的資料流。

如果是支持雙通道模式的晶片組，就會包含兩組記憶體控制器。

與眾不同的是，近期問世的AMD Athlon64處理器內部整合了記憶體控制器。

記憶體參數規格：
　　記憶體的時序參數一般簡寫為2/2/2/6-11/1T的格式，分別代表CAS/tRCD/tRP/tRAS/CMD的值。 2/2/2/6-11/1T中最後兩個時序參數，也就是tRAS和CMD(Command縮寫)，是其中較複雜的時序參數。目前市場上對這兩個參數的認識有一些錯誤，因為部分記憶體廠商直接用它們來代表記憶體效能。

CMD Rate祥解：
　　Command Rate譯為"首指令延遲",這個參數的含義是片選後多少時間可以發出具體的尋址的行啟動指令，服務機構是時鐘週期。片選是指對行物理Bank的選項（通過DIMM上CS片選信號進行）。

如果系統指使用一條單面記憶體，那就不存在片選的問題了，因為此時只有一個物理Bank。

　　用更通俗的說法，CMD Rate是一種晶片組意義上的延遲，它並不全由記憶體決定，是由晶片組把虛擬位址解釋為物理位址。
不難估計，高密度大容量的系統記憶體的物理位址範圍更大，其CMD延遲肯定比只有單條記憶體的系統大，即使是雙面單條。

　　Intel對CMD這個問題就非常敏感，因此部分晶片組的記憶體通道被限制到四個Bank。這樣就可以比較放心地把CMD Rate限定在1T，而不理用戶最多能安裝多少容量的記憶體。

　　宣揚CMD Rate可以設為1T實際上多少也算是一種誤導性廣告，因為所有的無緩衝（unbuffered）記憶體都應具有1T的CMD Rate，最多支持四個Bank每條記憶體通道，當然也不排除晶片組的局限性。

tRAS：
　　tRAS在記憶體規範的解釋是Active to Precharge Delay，行有效至行預充電時間。是指從收到一個請求後到啟始化RAS（行位址選通脈衝）真正開始接受資料的間隔時間。


這個參數看上去似乎很重要，其實不然。記憶體訪問是一個動態的程序，有時記憶體非常繁忙，但也有相對空閒的時候，雖然記憶體訪問是連續不斷的。tRAS指令是訪問新資料的程序(例如開啟一個新的程序)，但發生的不多。

　　接下來幾個記憶體時序參數分別為CAS延遲，tRCD,以及tRP，這些參數又是如何影響系統效能的呢？

CAS:
　　CAS意為列位址選通脈衝(Column Address Strobe 或者Column Address Select),CAS控制著從收到指令到執行指令的間隔時間，通常為2，2.5,3這個幾個時鐘週期。


在整個記憶體矩陣中，因為CAS按列位址管理物理位址，因此在穩定的基礎上，這個非常重要的參數值越低越好。

程序是這樣的，在記憶體陣列中分為行和列，當指令請求到達記憶體後，首先被觸發的是tRAS (Active to Precharge Delay)，資料被請求後需預先充電，一旦tRAS被啟動後，RAS才開始在一半的物理位址中尋址，行被選定後，tRCD啟始化，最後才通過CAS找到精確的位址。整個程序也就是先行尋址再列尋址。從CAS開始到CAS結束就是現在講解的CAS延遲了。


因為CAS是尋址的最後一個步驟，所以在記憶體參數中它是最重要的。

tRCD:
　　根據標準tRCD是指RAS to CAS Delay（RAS至CAS延遲)，對應於CAS,RAS是指Row Address Strobe，行位址選通脈衝。CAS和RAS共同決定了記憶體尋址。


RAS(資料請求後首先被激發)和CAS(RAS完成後被激發)並不是連續的，存在著延遲。然而，這個參數對系統效能的影響並不大，因為程序存儲資料到記憶體中是一個持續的程序。在同個程序中一般都會在同一行中尋址，這種情況下就不存在行尋址到列尋址的延遲了。

tRP:
　　tRP指RAS Precharge Time ，行預充電時間。也就是記憶體從結束一個行訪問結束到重新開始的間隔時間。

簡單而言，在依次經歷過tRAS, 然後 RAS, tRCD, 和CAS之後，需要結束當前的狀態然後重新開始新的循環，再從tRAS開始。這也是記憶體工作最基本的原理。


如果你從事的工作需要大量的資料變化，例如視瀕繪圖，此時一個程序就需要使用很多的行來存儲，tRP的參數值越低表示在不同行切換的速度越快。

總結：
　　或許你看完以上論述後還是有一些不解，其實大家也沒必要對整個記憶體尋址機制瞭解的非常透徹，這個並不影響你選項什麼規格的記憶體，以及如何最大程度上在BIOS中最佳化你的記憶體參數。最基本的，你應該知道，系統至少需要搭配滿足CPU帶寬的記憶體，然後CAS延遲越低越好。

　　因為不同頻率的記憶體的價格相差並不是很大，除了那些發燒級產品。從長遠的目光來考慮，我們建議大家盡量購買高頻率的記憶體產品。


這樣或許你將來昇級CPU時可以節省一筆記憶體費用，高頻率的記憶體都是向下相容的。例如如果購買了PC3200 400MHz的記憶體，標明的CAS延遲是2.5。如果你實際使用時把頻率降到333MHz，通常情況下CAS延遲可以達到2。

　　一般而言,想要保持記憶體在一個高參數,如果不行可以採取降低頻率的方法。但對處理器超頻時，都會要求較高的總線速度，此時的瓶頸就在記憶體系統上，一般只有靠犧牲高參數來保持記憶體頻率和CPU的外頻同步。



這樣可以得到更大的記憶體帶寬，在處理大量資料時就能明顯的從中獲益，例如資料庫操作，Photoshop等。

　　另外一點值得注意的是，PC3200或PC3500規格的記憶體，如果CAS延遲可以設為2，也能在一定程度上彌補記憶體帶寬。因為此時CPU和記憶體交換資料時間隔的時間大大減少了。


如果用戶經常使用的程序並不需要大的帶寬，低CAS延遲也會帶來顯著的效能提升，例如一些小型遊戲和3D應用程式。

　　總而言之，一條參數為2-2-2-5的記憶體絕對比3-4-4-8的記憶體優秀很多，總線速度越高，這種情況就越明顯。

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記憶體參數最佳化寶典

去年炒得沸沸揚揚的PAT技術實際上就是種記憶體加速技術，Intel通過在北橋晶片中設定「Bypass Patch」(旁路)讓處理器對記憶體的資料訪問請求少一個時鐘週期，另外又通過構建「Optimized Patch"(最佳化路徑)讓記憶體控制器對記憶體晶片的顆粒和BamK選項時間上減少一個週期。這樣一來二去，CPU在記憶體資料讀取上減少了兩個時鐘週期，就達到了提高PC效能的目的。

PAT技術的實現對記憶體的品質有一定的要求，而許多主機板廠商通過觸類旁通的自行設計，在I865平台上同樣也實現了原本專屬I875P的PAT功能——只是更換了稱法而已。

不管怎麼說，最佳化記憶體的延遲參數對PC效能的提高有很大說明 是顯而易見的，所以，我們不妨對這方面的知識瞭解得更深入一些。

一、瞭解記憶體延遲參數

Intel平台和AMD平台的記憶體延遲參數其實都差不多，其中最一般的幾項為CAS(CL)、tRCD、tRP 、tRAS，如圖1。

這其中大多數是沿用JEDEC的記憶體標準而來，但tRAS這個參數卻頗有爭議，JEDEC的DDR記憶體相關標準中並沒有把它列為必須的效能參數，甚至有觀點認為這一參數純粹是某些主機板廠商炒作出來的。

以上參數往往在主機板的BIOS中可以調整，一般來說設定值都是越小越好，但對記憶體顆粒的品質也相對越來越高。由於不明就裡，許多用戶都不敢貿然進行調整；為釋疑解惑，下面我們就對各項參數逐一加以解釋。




1.CAS(CL)：

記憶體讀寫操作前列位址控制器的潛伏時間。這個參數很重要，記憶體條上一般都有這個參數標記。在BIOS設定中DDR記憶體的CAS參數選項通常有「1.5」、「2」、「2.5」、「3」幾種選項，SDRAM則只有「2」、「3」兩個選項。較低的CAS週期能減少記憶體的潛伏週期以提高記憶體的工作效率。因此只要能夠穩定執行操作系統，我們應當盡量把CAS參數調低。

2.tRCD(RAS To CAS Delay)：

記憶體行位址控制器到列位址控制器的延遲時間，參數選項有2和3這兩個選項，同樣是越小越好。

3.tRP(RAS Precharge Time)：

記憶體行位址控制器預充電時間，參數選項有2和3這兩個選項，預充電參數越小則記憶體讀寫速度就越快。

4.tRAS(RAS Active Time)：

記憶體行有效至預充電的最短週期，一般我們可選的參數選項有5，6或者7這3個，但是在一些nForce 2 主機板上的選項範圍卻很大，最高可到 15，最低達到 1。調整這個參數需要結合具體情況而定，一般我們最好設在5－11之間。

二、瞭解記憶體交錯技術

記憶體交錯技術(Bank Interleave)也是用來提高記憶體效能的一種技術，它使記憶體各個面的重新整理時鐘信號與讀寫時鐘信號能夠交錯出現，實現CPU在重新整理一個記憶體面的同時對另一個記憶體面進行讀寫，這樣就不必花費專門的時間來對各個記憶體面進行重新整理。在CPU即將訪問的一串記憶體位址分別位於不同記憶體面的情況下，記憶體面交錯使CPU能夠實現在向後一個記憶體面傳送位址的同時從前一個記憶體面接收資料，從而產生一種流水線操作的效果，更大限度地發揮記憶體的理論帶寬。因此，有人甚至認為啟用記憶體交錯對於系統效能的提高比將記憶體CAS延遲時間從3改成2還要大。

實際Intel和VIA都支持記憶體交錯技術，主要模式有2路交錯(2-Bank )和4路交錯(4-Bank)兩種；不過出於對系統的穩定性考慮，很多支持該技術的主機板在預設情況下都關閉了記憶體交錯技術，或最多開啟2路記憶體交錯模式——雖然4路交錯可以帶來更大的效能提升。下表即為國外一位網友在EP-MVP3G2（VIA MVP3平台）主機板上使用K6-2 500MHz所作的測試結果對比：







通過昇級BIOS，VIA 694X以上晶片組都有機會開啟記憶體交錯設定項；即便BIOS不支持，也可以通過WPCREdit等專用軟體來修改北橋晶片的暫存器，從而開啟記憶體交錯模式。直接支持記憶體交錯設定的主機板以KT400/400A、P4X400居多。以威盛的P4PB 400主機板為例，進入BIOS後在「Frequency/Voltage Control」中找到「Bank Interleave」一項，就有「Disable」、「2 Bank」、「4 Bank」等三種模式可選。

三、掌握記憶體異步調節

在記憶體同步工作模式下，記憶體的執行速度與CPU外頻相同。記憶體異步則是指兩者的工作頻率可存在一定差異。該技術可令記憶體工作在高出或低於系統總線速度33MHz的情況下(也有採用3:4、4:5的倍頻模式的)。

有了這一招我們不僅可以讓「老」記憶體發揮余熱，更重要的是可以充分挖掘記憶體的潛力及獲得更寬泛的超頻空間。Intel的810∼875系列晶片組和威盛的693以後的產品，都支持記憶體異步。

以典型的VIA KT333主機板為例，進入BIOS後找到「DRAM Clock(記憶體時鐘頻率)」選項，即有「Host Clock(總線頻率和記憶體工作頻率同步)、Hclk-33MHz(總線頻率減33MHz)、Hclk+33MHz（總線頻率+33MHz）」等三種模式可選。

四、用實例說話

上面介紹了那麼多有關於記憶體最佳化的知識，大家肯定最想看到的還是實際的例證。OK，筆者做了一個簡單的測試。測試平台：Athlon XP1800+(未超頻)、Apacer DDR333 512MB、GeForce4 Ti4200、VIA KT333主機板，測試遊戲為傳統的Quake3 Arena。測試結果如下：




從以上的測試資料對比可以看到，最佳化記憶體設定對FPS遊戲畫格速度的提高不無小補，平均幅度達到4％－5％。

五、觀點：

相較其他記憶體最佳化技術，記憶體異步調節的穩定性要好得多，建議大家多根據所用記憶體的規格充分套用之。


當記憶體參數設定過高或超頻導致系統不穩定時，適當地增加記憶體電壓可以提高系統穩定性（需主機板支持），增加記憶體電壓幅度最好不要超過0.3V。

[psac]

品牌機記憶體頻率真實的謊言

凡購買過品牌機的朋友都知道，通常品牌機的配置單中只顯示記憶體的容量是多少，例如256MB DDR的字樣，往往沒有說明所使用的記憶體的頻率有幾多，增加了品牌機的神秘色彩。此外，記憶體的頻率對品牌機的影響有多大也是很多採購者想知道的資訊，下面我們即對此進行探討。

　　一、品牌機通常採用怎樣頻率的記憶體？

　　由於品牌機通常都沒有標明所用的記憶體的頻率是多少，只說出容量，而只有某些高端的品牌機才大大方方地標明是DDR400的字樣。因此，在我們想知道品牌機通常採用怎樣頻率的記憶體前，應該先要明白如何知道品牌機的記憶體頻率。具體，我們可以先檢視品牌機的說明書中是否有註明，有的主機板BIOS提供有識別記憶體頻率的功能，這就大大地方便了用戶。


或者，從網上搜尋想購買的品牌機的相關測試資訊，通常這些的評測都會說明所使用的記憶體的頻率是多少的。

此外，我們還可以採用例如EVEREST（如圖1，該軟體可點擊這裡下載中下載）等的專用檢測軟體，直接測試出記憶體的頻率是多少。當然，如果條件允許的，例如經銷商有拆開的樣機在那裡的話，也可以直接檢視記憶體，不過這對於初學者就不那麼容易了。




用上面的方法和途徑得到的相關資料中瞭解到，目前低端的品牌機，普遍採用DDR266或DDR200頻率的記憶體，中端品牌機通常採用DDR333頻率的記憶體，而高端的則採用DDR400頻率的記憶體。


其中，DDR266、333和400的頻率也是目前裝機市場上的主流。從表面看來，也許大家感覺低端品牌機採用的DDR266或DDR200頻率的記憶體，帶有矇騙的成分，其實如果我們知道記憶體頻率與CPU頻率、主機板核心技術的配合規律，就會發現那只是殺雞不用牛刀的配置罷了。具體，下面「記憶體頻率對品牌機有什麼影響？」有詳細介紹。


　　我們知道，CPU整體效能的分揮（即是否能真正發揮、搾取出CPU的全部效能），有賴於一台電腦的其他設備的配合，特別是主要設備之一的記憶體。從CPU前端總線帶寬的計算方法「前端總線帶寬=系統外頻×N倍速×64位總線位寬/8」中，我們可以知道，P4系列133MHz外頻即前端總線為533MHz（133MHz外頻×4倍速）的CPU的傳輸帶寬可達4.2GB/s（533MHz×8）速率。從中即可分析出266MHz FSB（前端總線）的傳輸帶寬為2.1GB/s，333MHz FSB的傳輸帶寬為2.7GB/s，400MHz FSB的傳輸帶寬為3.2GB/s，533MHz FSB的傳輸帶寬為4.2GB/s，800MHz FSB的傳輸帶寬為6.4GB/s。

　　此外，記憶體頻率是指記憶體的工作頻率，例如DDR266的工作頻率即為266MHz，根據記憶體帶寬的算法：帶寬＝總線寬度×一個時鐘週期內交換的資料包個數×總線頻率，DDR266的帶寬=133×2×8=2128，它的傳輸帶寬為2.1G/s，因此DDR266又俗稱為PC2100。


同理，DDR333的工作頻率為333MHz，傳輸帶寬為2.7G/s，俗稱PC2700；DDR400的工作頻率為400MHz，傳輸帶寬為3.2G/s，俗稱PC3200。

　　由於CPU與記憶體的帶寬，直接影響兩者之間資料交換的總線速度，因此從上面計算的資料中，即可發現如果購買的品牌機所使用的CPU的FSB是等於266MHz，或在266MHz以內的，那麼使用DDR266或較低頻率的記憶體正是合適、合理的配置。如果使用了更高頻率的DDR記憶體，不但范了殺雞用牛刀的不必要浪費，還會由於兩者時鐘速率的不同步，反使整體效能小幅下降。

　　就目前的CPU市場上，Intel廠商的賽揚3系列產品的FSB都為100MHz，賽揚4系列產品的FSB都有400MHz，奔騰4系列則有400MHz、533MHz、800MHz的三個等級。


而AMD的新品毒龍系列CPU前端總線為266MHz，關於Thorton核心的Athlon XP系列產品的FSB也是266MHz，關於Barton核心的Athlon XP系列產品的FSB為333MHz，而Athlon Barton XP 3200+型號和Athlon64系列的產品則有400MHz的前端總線。

　　由此可見，Intel廠商的CPU對記憶體的頻率要求較AMD廠商的要高，即使是面向中低端的賽揚4系列CPU，都需要配置DDR400頻率的記憶體才可以滿足CPU的需要，也即是說如果購買的品牌機註明採用的是賽揚4系列CPU，則要查知其配置的是否DDR400記憶體，否則就會因記憶體帶寬瓶頸（即記憶體帶寬滿足不了CPU帶寬的需要）而發揮不了CPU的全部效能。此外，533MHz和800MHz前端總線的CPU，正好需要雙通道的DDR266和DDR400方能配置出合理配置的品牌機。

不過，事實上通常採用賽揚4系列的品牌機，對配的記憶體只是DDR333。雖然這會稍微浪費了CPU 0.5GB/s的帶寬速率，但這只是理論上的資料，在關於533MHz FSB的CPU同一牌子的DDR333和DDR400平台的測試資料中顯示，雖然由於DDR333頻率確實較DDR400相差一節而要遜色不少，但相差的距離沒有理論上的0.5GB/s的超過15%的距離，而只有7%左右（例如在記憶體的整體讀寫效能PCMark 2002 Pro中顯示，DDR333達13270，而DDR400達13496），在某些測試項目中（例如記憶體的延遲測試、Super π、Quake 3）兩者的效能還幾乎一樣。因此，在這裡大家不用太擔心記憶體帶寬的浪費。


其次，從等級和用途上來看，用DDR333＋賽揚4也是屬於比較合理的搭配。


綜上所述，如果選項的是賽揚4品牌機，則應該要配置DDR333/DDR400記憶體，DDR266只適合採用AMD的新品毒龍、關於Thorton核心的Athlon XP系列產品的品牌機。當然，如果購買的是P4系列處理器，則應該注意是否採用DDR400甚至雙通道的DDR266或DDR400記憶體來相匹配，以免出現帶寬浪費過多，而影響電腦的整體效能的情況。


其實，現在的品牌電腦的配置已經做得比較合理，不會像以前那樣大張旗鼓地標明採用的是P4處理器，而只搭配128MB的DDR266的記憶體。再者，如果選購的品牌機有256MB容量記憶體，以及可以發揮出DDR333甚至DDR266記憶體效能的PC，基本已經可以滿足大部分用途的需要的了，即使跑Windows XP都可以很快了。

　　此外，品牌機不用疑慮記憶體與主機板是否相容等問題，因為品牌機的配置都是比較很合理的，經過測試確保不會有相容性不好或帶寬浪費過大等問題，以及現在主機板的晶片組也比早期成熟，不會出現不支持高帶寬的CPU和DDR記憶體的情況。


然而，通過以上的瞭解後，大家從中學會自己去分析所購買的品牌機配置的合理性，畢竟現在的品牌機無論是品牌還是型號都多種多樣，不可能確定自己所購買的就是屬於合理配置的機型，而且在我們瞭解了其中配置的規律後，也可根據這種規律來選項和對比各型號、牌子的品牌機，從中選出性價比最高的機型。

[vinneblue]

感謝大大提供了對記憶體那麼詳實的解說
受益良多，以後採購的話又更加了解
不會不知道要怎麼買了?

[yus1224]

好文受教了！

[psac]

DDR2記憶體明年無法工作 AM2將支持DDR3

INQ報導－－從技術角度來說，現有的Socket AM2處理器很有可能對即將登場的DDR3記憶體提供支持－－新記憶體時代將於2007年正式拉開序幕。

INQ認為，AMD以及其他主機板製造商有可能通過修訂BIOS來提供DDR3支持－－如果技術上允許。

目前有跡象表明，DDR3記憶體模組和DDR2極為相似，也就是說，你完全有可能將新記憶體插在DDR2插槽上。INQ認為，相對於主機板商晶片組修訂，AM2晶片修訂/重制的可能性更大。值得一提的是，nVIDIA已經推出了支持DDR2記憶體的Socket AM2晶片組－－MCP 55。