Overlord

很多年前，電腦裝機(jī)還是標(biāo)準(zhǔn)的十三大件，而現(xiàn)在很多設(shè)備都已經(jīng)成為板載的形式存在，裝機(jī)的配件數(shù)量也大幅度減少了。除了CPU、主板、硬盤之外，仍必不可少的便是內(nèi)存了——要知道即便是顯卡，也有CPU核顯可以替代，小小的內(nèi)存卻一直獨(dú)立存在（部分筆記本帶有板載內(nèi)存，但仍是物理上的獨(dú)立存在）。而且聽起來都是個(gè)“存”字，很多電腦用戶實(shí)際上并不是非常清楚內(nèi)存和硬盤存儲(chǔ)的區(qū)別，所以有時(shí)候會(huì)有笑話“我的內(nèi)存是128TB的，硬盤是16GB”。那么，內(nèi)存究竟是什么，為何如此重要？這個(gè)小小的條狀物又是如何工作的呢？

“我”不是臨時(shí)工！

內(nèi)存究竟是什么？恐怕很多讀者并沒有深究過它的作用和意義吧？?jī)?nèi)存的英文是Memory，也被稱為內(nèi)存儲(chǔ)器和主存儲(chǔ)器，其作用是用于暫時(shí)存放CPU中的運(yùn)算數(shù)據(jù)，以及與硬盤等外部存儲(chǔ)器交換的數(shù)據(jù)。 只要計(jì)算機(jī)在運(yùn)行中，操作系統(tǒng)就會(huì)把需要運(yùn)算的數(shù)據(jù)從內(nèi)存調(diào)到CPU中進(jìn)行運(yùn)算，當(dāng)運(yùn)算完成后CPU再將結(jié)果傳送出來，內(nèi)存的運(yùn)行狀態(tài)也決定了計(jì)算機(jī)的是否能穩(wěn)定運(yùn)行。

具體來說，我們都知道CPU處理數(shù)據(jù)、命令的能力非常出眾，但是需要不停地接收新的指令和“要求”才能有的放矢。而海量的數(shù)據(jù)又都存儲(chǔ)于硬盤之中，CPU在工作的時(shí)候就必須等待硬盤把數(shù)據(jù)“貢獻(xiàn)”給CPU。當(dāng)然受限于硬盤自身的讀寫能力，其提供的數(shù)據(jù)量對(duì)比CPU的處理能力少之又少，哪怕是今天我們看到的PCIe 4.0規(guī)格的NVME固態(tài)硬盤，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足CPU的計(jì)算能力，這時(shí)就需要內(nèi)存作為一個(gè)“協(xié)調(diào)者”的角色出現(xiàn)了。

CPU的工作流程大致分為三個(gè)步驟，第一個(gè)是讀取指令，即接收指令需求;第二個(gè)是翻譯指令，將發(fā)送過來的指令需求“翻譯”;第三步，則是發(fā)送信號(hào)執(zhí)行翻譯過的這些指令。在第一步讀取指令的時(shí)候，CPU并非直接讀取硬盤發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，因?yàn)槟恰疤恕?，CPU調(diào)取的是從硬盤發(fā)出并暫存于內(nèi)存中的指令，這些指令會(huì)被寫入指令寄存器（CPU）中以供后續(xù)使用。

或者我們“調(diào)過頭”來看，硬盤存儲(chǔ)著我們的程序、數(shù)據(jù)，當(dāng)我們雙擊某個(gè)程序圖標(biāo)的時(shí)候，CPU首先接收到我們的命令，然后CPU就會(huì)告訴硬盤，運(yùn)行你保存的程序1，并且把程序1發(fā)送到內(nèi)存中。然后CPU又會(huì)和內(nèi)存說，我已經(jīng)“命令”硬盤把程序1送到你這里了，你要暫存一下，等程序1的必要數(shù)據(jù)命令被硬盤傳送到內(nèi)存后，CPU會(huì)將其調(diào)入到自己的寄存器中，然后執(zhí)行程序1。

內(nèi)存遠(yuǎn)沒有你想得那么簡(jiǎn)單

我們剛剛了解了內(nèi)存的基本作用，但是內(nèi)存是不是因?yàn)槭莻€(gè)“臨時(shí)工”，它沒那么重要呢？在厘清這個(gè)問題前，我們還需要了解一下內(nèi)存究竟是什么。

談到存儲(chǔ)通常我們都會(huì)聽到這樣的英文簡(jiǎn)稱“ROM、R AM”。所謂ROM，全稱為Read Only Memor y，即只讀存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)言之，它只能被讀取，而不能被寫入。但是，它在斷電后依舊可以“記住”信息，不會(huì)丟失任何數(shù)據(jù)。當(dāng)然了，ROM其實(shí)是一個(gè)統(tǒng)稱，它也細(xì)分稱集中不同的類型。比如PROM，這是一種可編程的ROM，它可以通過特殊方式寫入數(shù)據(jù)，但是只是一次性的，寫入后就不可更改。

另一種則是EPROM，即可擦除可編程ROM，它的寫入原理是通過紫外光的照射擦出原先的程序。最后一種是EEPROM，它是EPROM的“升級(jí)版”，不同之處是采用電子擦寫的方式而不是紫外光照射，并且寫入時(shí)間很長(zhǎng)，寫入速度也很慢。另外，我們熟知的NAND FLASH——就是固態(tài)硬盤使用的存儲(chǔ)顆粒，本質(zhì)上也屬于ROM的一員。

而RAM則是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（Random Access Memory），它的作用是負(fù)責(zé)直接與CPU交換數(shù)據(jù)，能夠隨時(shí)讀寫，而且速度非?？?。但是，當(dāng)電源關(guān)閉時(shí)RAM不能保留數(shù)據(jù)，如果需要保存數(shù)據(jù)，就必須把它暫存的數(shù)據(jù)寫入到一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備例如硬盤中。我們電腦上使用的睡眠功能，就是通過將內(nèi)存暫存的數(shù)據(jù)寫入硬盤，用以喚醒后快速恢復(fù)狀態(tài)設(shè)計(jì)而成的。RAM和ROM相比，兩者的最大區(qū)別是RAM在斷電以后保存在上面的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)消失，而ROM不會(huì)自動(dòng)消失，可以長(zhǎng)時(shí)間斷電保存。

同ROM有很多細(xì)分種類一樣，RAM大體也分為兩類，即SRAM（靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）和D R AM（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）兩種。SRAM（Static RandomAccess Memory，靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器），它是一種具有靜止存取功能的內(nèi)存，不需要刷新電路即能保存它內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn)是速度快，不必配合內(nèi)存刷新電路，可提高整體的工作效率。缺點(diǎn)是集成度低且功耗較大，相同的容量體積較大（需要靠超大規(guī)模集成電路解決），因而成本昂貴，只能少量用于關(guān)鍵性系統(tǒng)（例如CPU緩存）以提高效率。

前面我們也說到了內(nèi)存的作用，某種程度上講它也算一種“緩存”，不過當(dāng)它暫存的數(shù)據(jù)發(fā)送給CPU的時(shí)候，CPU內(nèi)部也需要緩存來緩沖，這個(gè)緩存就是基于SRAM而生的。CPU的緩存和主內(nèi)存之間信息的調(diào)度和傳送是由硬件自動(dòng)進(jìn)行的，不需要操作系統(tǒng)的干預(yù)和“指導(dǎo)”。除了超高的速度，CPU緩存的重要技術(shù)指標(biāo)是它的“命中率”?？梢赃@樣理解：CPU的緩存作為內(nèi)存局部區(qū)域的一個(gè)副本，用來存放當(dāng)前最活躍的程序和數(shù)據(jù)，它利用程序運(yùn)行的局部性，把局部范圍的數(shù)據(jù)從內(nèi)存復(fù)制到緩存中，使CPU直接高速?gòu)木彺嬷凶x取程序和數(shù)據(jù)，從而解決CPU速度和內(nèi)存速度不匹配的問題——顯然，從硬盤保存的數(shù)據(jù)到CPU計(jì)算，為了協(xié)調(diào)匹配速度的一致性問題，就必須使用多重方式來緩沖保（暫）存數(shù)據(jù)、命令。

除了SRAM，RAM里的另一類就是我們的主角內(nèi)存了。DRAM（DynamicRandomAccessMemory，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）是現(xiàn)今最為常見的系統(tǒng)內(nèi)存，無論是DDR還是DDR5都屬于DRAM范疇。DRAM只能將數(shù)據(jù)保持很短的時(shí)間。為了保持?jǐn)?shù)據(jù)，DRAM使用電容存儲(chǔ)，所以必須隔一段時(shí)間“刷新”一次，如果存儲(chǔ)單元沒有被刷新，存儲(chǔ)的信息就會(huì)丟失，所以內(nèi)存也有另一種稱謂“易失性存儲(chǔ)”。

從EDO講起

在中國(guó)普及電腦之時(shí)，EDO內(nèi)存才是主角。EDO內(nèi)存全稱是E x tended DateOut RAM，中文為擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出存儲(chǔ)器，這其實(shí)是Micron公司的專利技術(shù)，而且這種內(nèi)存分為72線和168線兩種規(guī)格，并且?guī)捴挥?2Bit，因此必須成對(duì)使用，采用5V電壓（DDR4為1.2V電壓），速度為40ns（納秒），一般容量都在4MB至16MB之間。

它的出現(xiàn)實(shí)際是為了配合支持16Bit（現(xiàn)今電腦為64Bit）的80486、Pentium CPU而生——EDO的“前輩”FPM內(nèi)存速度無法跟上時(shí)代，只能讓位于EDO內(nèi)存。FPM全稱為Fast Page Mode，它的工作方式是每3個(gè)時(shí)鐘工作周期傳輸一次數(shù)據(jù)，效率自然是非常之低。不過也正是由于FPM的出現(xiàn)，人們才會(huì)有內(nèi)存條這個(gè)概念，因?yàn)樵俅酥?，?nèi)存還是依附于主板之上的（但不是集成）。

EDO內(nèi)存的工作模式其實(shí)和FPM非常相似，它取消了擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出內(nèi)存與傳輸內(nèi)存2個(gè)存儲(chǔ)周期之間的時(shí)間間隔，在把數(shù)據(jù)發(fā)送給CPU的同時(shí)去訪問下一個(gè)頁面，故而速度要比FPM快15%～30%。

無論是EDO還是更早的FPM內(nèi)存，他們都采用SIMM（SingleIn-line Memory Modules）接口，即兩側(cè)金手指?jìng)鬏斚嗤男盘?hào)，早期的內(nèi)存頻率與CPU外頻是不同步的，屬于異步DRAM設(shè)備，EDO內(nèi)存本身的金屬觸點(diǎn)看起來和我們現(xiàn)在的內(nèi)存別無二致，但是內(nèi)存插槽卻有差異——金屬?gòu)椘粯拥慕硬蹇诳雌饋硎秩菀讚p壞。

在上世紀(jì)90年代，EDO內(nèi)存的普遍裝機(jī)容量維持在4MB至8MB之間，鮮有16MB的配置（服務(wù)器版內(nèi)存可達(dá)256MB），對(duì)比今天動(dòng)輒16GB、32GB的內(nèi)存容量來說（當(dāng)時(shí)的硬盤容量也不過剛剛邁入GB門檻），真是少得可憐。

EDO內(nèi)存的最大問題在于運(yùn)行速度，而且受限于自己的技術(shù)規(guī)格，提升速度的能力也極為有限，很快，它便被SDRAM取代了。

天價(jià)內(nèi)存的開端SDRAM

內(nèi)存技術(shù)一直在升級(jí)，其中一個(gè)比較重要的跨越就是從EDO到SDRAM。SDRAM（SynchronousDynamicRandomAccessMemory，同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）也稱“同步動(dòng)態(tài)內(nèi)存”，都是168線、帶寬64bit、3.3V電壓，其工作原理是將RAM與CPU以相同的時(shí)鐘頻率進(jìn)行控制，使RAM和CPU的外頻同步，徹底取消等待時(shí)間。SDRAM是在DRAM的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，也屬于DRAM的一種，這里的同步是指內(nèi)存工作需要同步時(shí)鐘，內(nèi)部命令的發(fā)送與數(shù)據(jù)的傳輸都以時(shí)鐘為基準(zhǔn);動(dòng)態(tài)是指存儲(chǔ)陣列需要不斷的刷新來保證數(shù)據(jù)不丟失;隨機(jī)是指數(shù)據(jù)不是線性依次存儲(chǔ)，而是由指定地址進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。

由于內(nèi)存頻率與CPU外頻同步，這大幅提升了數(shù)據(jù)傳輸效率，再加上64bit的數(shù)據(jù)位寬與當(dāng)時(shí)CPU的總線一致，只需要一根內(nèi)存就能讓電腦正常工作了，這降低了采購(gòu)內(nèi)存的成本，在此之后，除了R AMBUS內(nèi)存短暫出現(xiàn)過需要成對(duì)安裝的情況后，再無其他了。

第一代SDR SDRAM的頻率是66MHz，通常大家都稱之為P C 6 6內(nèi)存，后來隨著Intel與AMD的CPU的頻率提升相繼出現(xiàn)了PC100與PC133的SDRSDRAM，還有后續(xù)的為超頻玩家所準(zhǔn)備的PC150與PC166內(nèi)存，SDR SDRAM標(biāo)準(zhǔn)工作電壓3.3V，容量從16MB到512MB，相比于EDO內(nèi)存的容量可謂呈幾何狀增長(zhǎng)。

在SDRAM的時(shí)期還經(jīng)歷了歷史上第一次內(nèi)存天價(jià)事件——由于內(nèi)存產(chǎn)能出現(xiàn)嚴(yán)重不足，原本只需要百余元的128MB SDRAM短時(shí)間內(nèi)暴漲身價(jià)，達(dá)到了1300余元，要知道那還是在20世紀(jì)90年代末到21世紀(jì)初的時(shí)期，這個(gè)價(jià)格堪比今日顯卡的天價(jià)，而且這個(gè)周期長(zhǎng)達(dá)近一年之久，很多當(dāng)年的電腦無奈都只能配備64MB的內(nèi)存作為標(biāo)配，一如當(dāng)前i9 CPU+GT730 GPU的搭配方式。

SDRAM的存在時(shí)間也相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)，Intel從奔騰2、奔騰3到奔騰4（Socket 478），以及Slot 1、Socket 370與Socket 478的賽揚(yáng)處理器，AMD的K6與K7處理器都可以使用SDRAM內(nèi)存。當(dāng)1999年AMD推出K7架構(gòu)，2000年Intel推出奔騰4處理器，兩家處理器的前端總線都在不斷攀升，最高只有133MHz的SDRAM再也無法滿足帶寬需求了，換代在所難免，不過問題是，繼承者究竟是誰呢？

巨星的隕落RAMBUS

正如前文所述，隨著技術(shù)發(fā)展，CPU對(duì)內(nèi)存帶寬的需求越來越大，SDRAMPC133規(guī)格可以提供1064MB/S的帶寬，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足新的Pentium4處理器需求，內(nèi)存的變革迫在眉睫。選擇什么樣的技術(shù)路線才合適呢？在當(dāng)時(shí)，具有市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)地位的Intel權(quán)衡利弊，選擇了RAMBUSDRAM內(nèi)存，簡(jiǎn)稱RDRAM。

RDRAM是由Rambus公司推出的一種新型內(nèi)存，它與SDRAM不同，采用了新一代高速簡(jiǎn)單內(nèi)存架構(gòu)，基于一種類RISC（Reduced Instruction Set Computing，精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)）理論，可以減少數(shù)據(jù)的復(fù)雜性，使得整個(gè)系統(tǒng)性能得到提高。

為何Intel會(huì)選擇一個(gè)擁有專利，門檻頗高的內(nèi)存規(guī)格來作為下一代內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)呢？這是由于在當(dāng)時(shí)唯頻率取勝是不二法門，誰的CPU主頻高誰就具有更好的性能表現(xiàn)。比如Intel Pentium 4采用的超標(biāo)量流水線設(shè)計(jì)，其最大的特點(diǎn)就是頻率奇高，雖然因此執(zhí)行指令的周期會(huì)更長(zhǎng)（性能不佳），但奈何唯頻率致勝的Intel一門心思要保證自己的頻率高于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手AMD。為了配合超高頻率的CPU，高頻內(nèi)存也必須跟上，所以RDRAM內(nèi)存幾乎成為了唯一的可選項(xiàng)。這是因?yàn)镽DRAM內(nèi)存以高時(shí)鐘頻率來簡(jiǎn)化每個(gè)時(shí)鐘周期的數(shù)據(jù)量，因此內(nèi)存帶寬相當(dāng)出色，如PC 1066 1066MHz 32bit帶寬就可達(dá)到4.2G Byte/s，RDRAM也因此一度被認(rèn)為是Pentium 4 CPU的絕配。

從本質(zhì)上講，RDR AM內(nèi)存的設(shè)計(jì)極為超前，而且擁有廣闊的發(fā)展空間，奈何兩大“昏招”讓它迅速歸于沉寂。其一就是IntelPentium 4不爭(zhēng)氣，超標(biāo)量流水線設(shè)計(jì)讓它的頻率攀升，但是性能卻不升反降，效率非常底下。作為捆綁的RDRAM非常尷尬，有點(diǎn)無用武之地的感覺，而且平臺(tái)僅僅限于Intel 820、840、850芯片組主板;其二是專利門檻過高，內(nèi)存制造商想要制造RDRAM就必須繳納一筆不菲的專利金（制造成本也極為昂貴），這無論是在EDO內(nèi)存還是SDRAM內(nèi)存時(shí)代都是不存在的事情，甚至?xí)r至今日的DDR 1～ 5內(nèi)存也沒有發(fā)生過，這就造成了RDRAM的價(jià)格極為昂貴;其三，限于技術(shù)，RDRAM內(nèi)存也必須成對(duì)使用！甚至在主板上，如果有4條內(nèi)存插槽，除了要1、3或2、4這樣成對(duì)安裝內(nèi)存之外，空余的兩個(gè)內(nèi)存槽位都需要安裝終結(jié)器，使用非常麻煩。

最終，Intel的Pentium 4+RDR AM內(nèi)存組合被AMD的K7+DDR內(nèi)存擊敗，Intel也迅速轉(zhuǎn)頭支持DDR內(nèi)存，擁有先進(jìn)技術(shù)特性的RDRAM就此迅速在消費(fèi)級(jí)電腦平臺(tái)上銷聲匿跡。

DR內(nèi)存的崛起

在Intel為自己的Pentium 4強(qiáng)行推廣RDRAM的同時(shí)，一眾消費(fèi)級(jí)I T廠商（包括內(nèi)存廠商）也在尋找新的“替代品”——SDRAM受限于自身技術(shù)天花板，必須找到一個(gè)“免費(fèi)（沒有專利限制）”性能還不錯(cuò)的技術(shù)路線，于是，DDR內(nèi)存誕生了。

嚴(yán)格意義上，DDR內(nèi)存應(yīng)該被稱作DDR SDR AM，所謂的DDR是DoubleData Rate的縮寫，全稱就是雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。本質(zhì)上DDR內(nèi)存就是延續(xù)了SDR AM的基本技術(shù)特征，這樣做的好處顯而易見，第一對(duì)于內(nèi)存廠商來說，無需專利金，且針對(duì)普通制造SDR AM內(nèi)存的設(shè)備稍加改進(jìn)就可以繼續(xù)生產(chǎn)D DR內(nèi)存，成本控制非常出色;第二也是非常重要的，DDR內(nèi)存可以為新世代處理器提供足夠的內(nèi)存大帶寬。例如DDR 266/DDR333/DDR 400所能提供的內(nèi)存帶寬分別是2.1GB/sec，2.7GB/sec和3.2GB/sec，雖然比不上RDRAM內(nèi)存，但是對(duì)比SDRAM已經(jīng)是非常出眾的成績(jī)了。

SDRAM在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)只傳輸一次數(shù)據(jù)，它是在時(shí)鐘的上升期進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，DDR內(nèi)存則是一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)傳輸兩次數(shù)據(jù)，它能夠在時(shí)鐘的上行和下行時(shí)各傳輸一次數(shù)據(jù)，因此稱為雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。DDR內(nèi)存可以在與SDRAM相同的總線頻率下達(dá)到更高的數(shù)據(jù)傳輸率。 對(duì)比SDRAM，DDR內(nèi)存運(yùn)用了更先進(jìn)的同步電路，使指定地址、數(shù)據(jù)的輸送和輸出主要步驟既能獨(dú)立運(yùn)行，又可以保持與CPU完全同步。

外觀上，DDR與SDRAM內(nèi)存“長(zhǎng)得很像”，他們具有同樣的尺寸和同樣的針腳距離。但DDR為184針腳，比SDRAM多出了16個(gè)針腳，主要包含了新的控制、時(shí)鐘、電源和接地等信號(hào)，另外就是在電壓上，DDR內(nèi)存的工作電壓為2.5V，比SDRAM使用的工作電壓3.3V要低不少。

另外，從DDR內(nèi)存開始，雙通道的內(nèi)存技術(shù)也被引入。普通的單通道內(nèi)存系統(tǒng)具有一個(gè)64bit的內(nèi)存控制器，而雙通道內(nèi)存系統(tǒng)則有2個(gè)64bit的內(nèi)存控制器，在雙通道模式下具有128bit的內(nèi)存位寬，從而在理論上把內(nèi)存帶寬提高一倍。雖然雙64bit內(nèi)存體系所提供的帶寬等同于一個(gè)128bit內(nèi)存體系所提供的帶寬，但是二者所達(dá)到效果卻是不同的。雙通道體系包含了兩個(gè)獨(dú)立的、具備互補(bǔ)性的智能內(nèi)存控制器，理論上來說，兩個(gè)內(nèi)存控制器都能夠在彼此間零延遲的情況下同時(shí)運(yùn)作。比如說兩個(gè)內(nèi)存控制器，一個(gè)為A、另一個(gè)為B。當(dāng)控制器B準(zhǔn)備進(jìn)行下一次存取內(nèi)存的時(shí)候，控制器A就在讀/寫主內(nèi)存，反之亦然。兩個(gè)內(nèi)存控制器的這種互補(bǔ)“天性”可以讓等待時(shí)間縮減50%。雙通道DDR的兩個(gè)內(nèi)存控制器在功能上是完全一樣的，并且兩個(gè)控制器的時(shí)序參數(shù)都是可以單獨(dú)編程設(shè)定的。這樣的靈活性可以讓用戶使用兩條不同構(gòu)造、容量、速度的DIMM內(nèi)存條，此時(shí)雙通道DDR簡(jiǎn)單地調(diào)整到最低的內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)128bit帶寬，允許不同密度/等待時(shí)間特性的DIMM內(nèi)存條可以可靠地共同運(yùn)作。

憑借著不錯(cuò)的性能，低廉的制造成本和售價(jià)，加之沒有專利門檻的種種限制，DDR迅速占領(lǐng)市場(chǎng)，最終連支持RDRAM的Intel都不得不調(diào)頭轉(zhuǎn)而支持DDR內(nèi)存，從此，DDR內(nèi)存走上了高速發(fā)展的道路。

DDR2到DDR5我們一直在進(jìn)步

從DDR2開始，每次升級(jí)的不僅僅是頻率，包括它同一時(shí)鐘內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都在成倍增長(zhǎng)，工作電壓也在不斷降低。例如DDR2為雙信道兩次同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存，內(nèi)存預(yù)讀取寬度提升至4bit，是DDR的兩倍，即DDR2內(nèi)存每個(gè)時(shí)鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫數(shù)據(jù)，并且能夠以內(nèi)部控制總線4倍的速度運(yùn)行，也就是說，在同樣133MHz的核心頻率下，DDR的實(shí)際工作頻率為133MHz×2≈266MHz，而DDR2則可以達(dá)到133MHz×4≈533MHz（最高為166MHz×4≈667MHz）。此外。DDR2采用FBGA封裝方式替代了傳統(tǒng)的TSOP方式，電氣性能與散熱性更佳。

到了DDR3則提升為雙信道三次同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存。DDR3內(nèi)存預(yù)讀取寬度從4bit提升至8bit，核心同頻率下數(shù)據(jù)傳輸量更是DDR2的兩倍。同時(shí)，DDR3分別擁有1066MHz、1333MHz、1600MHz三種頻率。此外，DDR3的規(guī)格要求將電壓控制在1.5V，較1.8V的DDR2節(jié)省約30%的功耗。

到了DDR4內(nèi)存時(shí)代功耗明顯降低，電壓達(dá)到1.2V。頻率上來看，共有2400MHz、2666MHz、3000MHz、3200MHz、3600MHz、4200MHz幾種規(guī)格，這也是目前我們最為普及的內(nèi)存產(chǎn)品。

即將來臨的DDR5內(nèi)存，最高內(nèi)存?zhèn)鬏斔俣饶苓_(dá)到6.4Gbps，與之對(duì)比，在DDR4內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)下最高內(nèi)存?zhèn)鬏斔俣戎荒苓_(dá)到3.2Gbps。此外，DDR5也改善了DIMM的工作電壓，將電壓從DDR4的1.2V降至1.1V，能夠進(jìn)一步提升內(nèi)存的能效表現(xiàn)。

簡(jiǎn)言之，就是在同一個(gè)頻率下上下行的傳輸能力不斷拓寬，同時(shí)提升等效頻率，達(dá)到增加帶寬的目的。這種設(shè)計(jì)最大的優(yōu)點(diǎn)就是迭代相對(duì)容易，設(shè)計(jì)生產(chǎn)的阻力也更小，普及起來沒有那么麻煩。

另類殺手：傲騰內(nèi)存

我們之前提過，內(nèi)存和存儲(chǔ)介質(zhì)（機(jī)械硬盤或固態(tài)硬盤），無論如何也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到CPU所需的帶寬需求。而有這么一款產(chǎn)品，它兼具了內(nèi)存的高速和存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)能力，非常有特點(diǎn)，缺點(diǎn)自然還是一個(gè)字：貴，這便是傲騰內(nèi)存。

傲騰是英文Optane的音譯詞，而這個(gè)Optane則是類似一種品牌的名詞，實(shí)際是指英特爾發(fā)明的3D XPoint存儲(chǔ)技術(shù)。3DXPoint與NAND Flash完全不同，它接近于內(nèi)存的性能（但是可以掉電保存，也就是非易失性存儲(chǔ)，而不是內(nèi)存的易失性存儲(chǔ)），延遲、耐擦寫性、介質(zhì)速度等幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)也大大優(yōu)于NAND Flash。

傲騰現(xiàn)在分成了傲騰SSD和傲騰內(nèi)存兩種，分別是面向企業(yè)市場(chǎng)的傲騰SSD和面向主流消費(fèi)市場(chǎng)的傲騰內(nèi)存。其實(shí)，傲騰的誕生不僅是英特爾為了單純提升磁盤/內(nèi)存性能，未來的發(fā)展說不定就能將內(nèi)存、硬盤二合為一，畢竟3D XPoint現(xiàn)在具備了接近內(nèi)存的性能和磁盤的讀寫數(shù)據(jù)保存功能。

3D XPoint是由Intel和美光聯(lián)合研發(fā)的一種全新架構(gòu)非易失性存儲(chǔ)技術(shù)，Intel宣稱3D XPoint擁有遠(yuǎn)超NAND的容量和接近DRAM的性能，讀寫性能是NAND的1000倍以上，壽命是NAND的1000倍以上，數(shù)據(jù)密度則達(dá)到了DRAM的十倍以上。更為厲害的是3D XPoint顆?？梢宰龀啥喾N形式產(chǎn)品，比方說內(nèi)存、存儲(chǔ)硬盤等。

目前，這個(gè)產(chǎn)品已經(jīng)推出了4年有余，不過受到了成本因素和專利因素的限制，還沒有看到普及的可能。但這終歸是一個(gè)新的嘗試，畢竟對(duì)于電腦而言，即便現(xiàn)在發(fā)展到PCIe 4.0版本的NVMe硬盤，其帶寬速度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我們的需求，可以說依舊是電腦性能組成元素中的一個(gè)短板。如果能讓一個(gè)設(shè)備擁有內(nèi)存的速度，還能夠進(jìn)行存儲(chǔ)，這才是電腦解決系統(tǒng)瓶頸的一個(gè)最好選擇。