內(nèi)存一直默默無聞 但不可缺少

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

    與大容量的硬盤不同，內(nèi)存在存儲設(shè)備中算是比較特殊的一員?，F(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)展的長期過程中，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上大放異彩的時候，內(nèi)存卻默默履行著自己的職責(zé)。 

    但是默默無聞不代表一無是處，其實內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)格也在不知不覺中慢慢變化。無論是內(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硬件成長以及發(fā)展。雖然內(nèi)存規(guī)格的變化算不上“驚心動魄”，但是也絕對是“天翻地覆”，只不過我們并沒有感受到其中的變化罷了。

    在不久之前，筆者曾經(jīng)寫過一篇關(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主板上的內(nèi)存插槽，來與大家一起回憶一下內(nèi)存的發(fā)展歷程吧。 

開天辟地的SIMM內(nèi)存

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

●開天辟地的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)計就應(yīng)運而生了。在80286時代，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)時工藝以及技術(shù)的限制，SIMM內(nèi)存擁有著比較大的約束。

    最早期的SIMM內(nèi)存采用的是30Pin設(shè)計，由于30Pin SIMM內(nèi)存使用時需要8個數(shù)據(jù)位1個校驗位，所以對于30Pin SIMM內(nèi)存來說就需要同時安裝四條內(nèi)存才能夠正常使用。所以早期的內(nèi)存在購買成本上并不低廉。加上大量內(nèi)存會增加整機的故障率，所以SIMM規(guī)格出現(xiàn)在當(dāng)時并不是所有人都拍手叫好。

    于是在386、486時代，SIMM得到了改進(jìn)，由30Pin增加至72Pin，同時支持16位的處理器。而在容量上，72Pin內(nèi)存也從30Pin時代的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)存時代，還有一個衍生物，那就是FP DRAM，也稱作快頁內(nèi)存，不過限于其定時刷新的工作原理，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。因為之后的內(nèi)存規(guī)范，與FP DRAM在工作原理上可謂是非常相似。

    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，不過由于有著更大的容量和更先進(jìn)的尋址方式，所以在486時代非常盛行。這種內(nèi)存與FP DRAM原理大致相同，但是由于這種內(nèi)存簡化了數(shù)據(jù)訪問的流程，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最終仍然無法擺脫被淘汰的命運。 

一勝一?。篠DR SDRAM & Rambus DRAM

●帶來內(nèi)存新活力的SDR SDRAM

    SIMM的成功證明了內(nèi)存可更換設(shè)計師非常有必要的，所以內(nèi)存規(guī)格在保持可更換設(shè)計的同時需要進(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)存帶來的新的生機，其64bit的帶寬與當(dāng)時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行，這樣大大地降低了內(nèi)存的購買成本。由于內(nèi)存的傳輸信號與處理器外頻同步，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。

    SDRAM出世之時恰逢Intel和AMD的主頻大戰(zhàn)，無論是主頻、倍頻和外頻都在不斷進(jìn)行變化。倍頻和主頻的提升對于內(nèi)存來說并不是問題，真正的問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)過了數(shù)次升級。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。而在超頻市場中，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SDRAM在頻率上更加靈活，性能也能夠滿足平臺的需求。

●專政統(tǒng)治的Rambus DRAM

    Intel在Socket 478 Pentium時代的成功讓市場的目光聚焦在自己的身上，而在主頻上占據(jù)優(yōu)勢的Intel想要將這種優(yōu)勢延續(xù)下去，于是，我們看到了Intel一點一點實行的“霸權(quán)主義”，而Rambus DRAM就是其中之一。

    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)勢一度被認(rèn)為是內(nèi)存市場的新寵兒，Intel也對自己的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最終并沒有得到市場的認(rèn)可，究其原因，就是因為Rambus內(nèi)存高昂的售價以及“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)存的使用門檻。最終，Rambus DRAM沒有經(jīng)受住市場的考驗，被價格更低的DDR SDRAM踩在了腳下。 

開啟新篇章的DDR SDRAM

●開啟新篇章的DDR SDRAM

    Rambus DRAM的失敗讓市場再一次關(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)。幸運的是，這回內(nèi)存的發(fā)展并沒有走彎路，于是 我們看到了內(nèi)存市場的新的王者：DDR SDRAM。

    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)傳輸中同時使用了信號的上升沿和下降沿，這樣在相同的時鐘下，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)存便在很長的一段時間內(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在頻率上并沒有非常大的提升，但是兩倍與總線時鐘的帶寬讓DDR SDRAM的適應(yīng)能力出奇的好。同時DDR SDRAM相對較低的成本也讓用戶易于接受。

    DDR SDRAM超長的生存周期陪伴了數(shù)代主板芯片組的崛起和沒落。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，大家又開始期盼DDR之后的DDR2甚至是DDR3。不過在DDR規(guī)范成型之后，DDR2和DDR3保持大幅革新的勢頭是非常困難的。再加上大幅改進(jìn)的代價可能會是更大的奉獻(xiàn)，所以DDR2和DDR3均采用了最為保守的發(fā)展方式。

    相比于DDR SDRAM，DDR2和DDR3最大的改變在于數(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為SDRAM帶來最為直接的性能提升。

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

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

【全文總結(jié)】：

    相比于處理器以及其接口的變革，內(nèi)存的變化的確相對較少，至少內(nèi)存從來沒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)存上找到過多的亮點，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。對于主板來說，我們很少能夠看到內(nèi)存部分有多少變化，不過內(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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