双通道内存的详细解析

显示全部楼层 · 2011-4-13 16:54:00

双通道内存的详细解析　　双通道内存技术，其实是一种内存控制和管理技术，它依赖于芯片组的内存控制器发生作用。在理论上，能够使两条同等规格内存所提供的带宽增长一倍。它并不是什么新技术，早就被应用于服务器和工作站系统中了，只是为了解决台式机日益窘迫的内存带宽瓶颈问题，它才走到了台式机主板技术的前台。在几年前，英特尔公司曾经推出了支持双通道内存传输技术的 i820 芯片组，它与 RDRAM 内存构成了一对黄金搭档，高压釜所发挥出来的卓绝性能，使其一时成为市场的最大亮点。但生产成本过高的缺陷，却造成了叫好不叫座的情况，最后被市场所淘汰。由于英特尔已经放弃了对 RDRAM 的支持，所以目前主流芯片组的双通道内存技术，均是指双通道 DDR 内存技术。其主流双通道内存平台，英特尔方面是英特尔 865/875 系列，而 AMD 方面则是 NVIDIA Nforce2 系列。　　双通道内存技术是解决 CPU 总线带宽与内存带宽矛盾的低价、高性能方案。现在 CPU 的 FSB（前端总线频率）越来越高，英特尔 Pentium 4 比 AMD Athlon XP 对内存带宽具有高得多的需求。英特尔 Pentium 4 处理器与北桥芯片的数据传输采用 QDR（Quad Data Rate，四次数据传输）技术，其 FSB 是外频的 4 倍。英特尔 Pentium 4 的 FSB 分别是 400/533/800MHz，总线带宽分别是 3.2GB/sec、4.2GB/sec 和 6.4GB/sec，而 DDR 266/DDR 333/DDR 400 所能提供的内存带宽，分别是 2.1GB/sec、2.7GB/sec 和 3.2GB/sec。在单通道内存模式下，DDR 内存无法提供 CPU 所需要的数据带宽，从而成为系统的性能瓶颈。超高分子量聚乙烯板而在双通道内存模式下，双通道 DDR 266/DDR 333/DDR 400 所能提供的内存带宽，分别是 4.2GB/sec、5.4GB/sec 和 6.4GB/sec。在这里可以看到，双通道 DDR 400 内存，刚好可以满足 800MHz FSB Pentium 4 处理器的带宽需求。而对 AMD Athlon XP 平台而言，其处理器与北桥芯片的数据传输技术采用 DDR（Double Data Rate，双倍数据传输）技术，FSB 是外频的 2 倍，其对内存带宽的需求远远低于英特尔 Pentium 4 平台，其 FSB 分别为 266/333/400MHz，总线带宽分别是 2.1GB/sec、2.7GB/sec 和 3.2GB/sec，使用单通道的 DDR 266/DDR 333/DDR 400 就能满足其带宽需求。所以，在 AMD K7 平台上使用双通道 DDR 内存技术，可说是收效不多，性能提高并不如英特尔平台那样明显，对性能影响最明显的还是采用集成显示芯片的整合型主板。　　NVIDIA 推出的 nForce 芯片组，是第一个把 DDR 内存接口扩展为 128-bit 的芯片组，随后英特尔在它的 E7500 服务器主板芯片组上，也使用了这种双通道 DDR 内存技术，SiS 和 VIA 也纷纷响应，积极研发这项可使 DDR 内存带宽成倍增长的技术。但是，由于种种原因，要实现这种双通道 DDR（128 bit 的并行内存接口）传输，对于众多芯片组厂商来说，绝非易事。DDR SDRAM 内存和 RDRAM 内存完全不同，超声波金属焊接后者有着高延时的特性，并且为串行传输方式，这些特性决定了设计一款支持双通道 RDRAM 内存芯片组的难度和成本都不算太高。但 DDR SDRAM 内存却有着自身的局限性，它本身是低延时特性的，采用的是并行传输模式，还有最重要的一点：当 DDR SDRAM 工作频率高于 400MHz 时，其信号波形往往会出现失真问题，这些都为设计一款支持双通道 DDR 内存系统的芯片组带来不小的难度，芯片组的制造成本也会相应地提高。这些因素都制约着这项内存控制技术的发展。　　普通的单通道内存系统，具有一个 64 位的内存控制器。而双通道内存系统，则有 2 个 64 位的内存控制器。在双通道模式下，具有 128bit 的内存位宽，从而在理论上把内存带宽提高一倍。虽然双 64 位内存体系所提供的带宽等同于一个 128 位内存体系所提供的带宽，但是二者所达到效果，却是不同的。双通道体系包含了两个独立的、具备互补性的智能内存控制器，理论上来说，塑料磨粉机两个内存控制器都能够在彼此间零延迟的情况下同时运作。比如说两个内存控制器，一个为 A、另一个为 B。当控制器 B 准备进行下一次存取内存的时候，控制器 A 就在读/写主内存，反之亦然。两个内存控制器的这种互补“天性”，可以让等待时间缩减 50%。双通道 DDR 的两个内存控制器，在功能上是完全一样的，并且两个控制器的时序参数都是可以单独编程设定的。这样的灵活性，可以让用户使用二条不同构造、容量、速度的 DIMM 内存条，此时双通道 DDR 简单地调整到最低的内存标准来实现 128bit 带宽，允许不同密度/等待时间特性的 DIMM 内存条可以可靠地共同运作。　　支持双通道 DDR 内存技术的台式机芯片组，英特尔平台方面有：英特尔的 865P/865G/865GV/865PE/875P 以及之后的 915/925 系列。VIA 的 PT880。ATI 的 Radeon 9100 IGP 系列。SIS 的 SIIS 655、SIS 655FX 和 SIS 655TX。AMD 平台方面则有 VIA 的 KT880，NVIDIA 的 nForce2 Ultra 400、nForce2 IGP、nForce2 SPP 及其以后的芯片。