以上討論了一部份的記憶體技術(shù)特質(zhì)以及記憶體在系統(tǒng)中的運作,以下介紹的是技術(shù)上的細節(jié),也就是 “位元與位元組”這個部分,包括了電腦運作基礎(chǔ)的二進位系統(tǒng)(binary numbering system)以及記憶體模組容量計算。電腦使用一種只使用兩個數(shù)字,0與1的代碼,稱為機器語言(machine language)。0與1的不同組合組成一般所稱的二進位數(shù)字,這些二進位數(shù)字組成驅(qū)動電腦設備,例如電腦、列印機、硬盤等等的晶片以及微處理器所需的指令。
你可能聽過“位元”及“位元組”這些名詞,這兩個名詞都是對電腦運作很重要的信息單位!拔辉(bit)” 是“二進制數(shù)字(binary digit)”的縮寫,正如其名,位元代表二進制數(shù)目中的一個位數(shù);位元是電腦中所有信息的最小單位,并可以具有0或1的數(shù)值。一個位元組由8個位元所組成,幾乎所有電腦的性能都是以位元組來代表的。舉例而言,記憶體容量,數(shù)據(jù)傳輸速率以及數(shù)據(jù)儲存容量都是以位元組或是它的倍數(shù),例如千位元組(kilobytes),百萬位元組(megabytes)或是十億位元組(gigabytes)作為測量單位的。
位元以及位元組的概念對于電腦設備以及共同運作的配件來說非常重要。以下將仔細介紹位元與位元組如何組成測量記憶體元件性能的基本及與其他設備(如中央處理器)的互動。
1、中央處理器與記憶體需求
電腦的中央處理器以八位元一組的方式處理數(shù)據(jù)。這些分組,在前面的部分已經(jīng)提到過,稱為位元組。由于位元組是數(shù)據(jù)處理的基本單位,中央處理器的處理能力常以特定時間中所能夠處理最大位元組數(shù)量來形容。舉例而言,Pentium及PowerPC微處理器目前是64位元中央處理器,意即它們能夠一次同時處理64位元,也就是八位元組的數(shù)據(jù)。
中央處理器與記憶體的通訊動作稱為匯流排周期。中央處理器在單一匯流排周期中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位元數(shù)影響電腦的效能表現(xiàn)并指出電腦所需要的記憶體種類。目前絕大多數(shù)的電腦使用168pin DIMM模組,支援64位元數(shù)據(jù)通路。早期的72pin SIMM模組支援32位元數(shù)據(jù)通路。32位元SIMM模組與64位元處理器搭配使用時必須以兩支一組的方式安裝,每對模組構(gòu)成一個記憶庫。中央處理器與記憶庫通訊時將整個記憶庫視為一個單位。
有趣的是,比DIMM模組新的RIMM模組使用較小的16位元數(shù)據(jù)通路,但是它們以非?斓乃俣葌魉托畔,一次傳送數(shù)個數(shù)據(jù)群。RIMM模組應用pipelining技術(shù)一次傳輸四個16位元群到中央處理器,于是數(shù)據(jù)仍以64位元的數(shù)量被處理。
2、計算記憶體模組的容量
記憶體儲存中央處理器需要處理的數(shù)據(jù)。記憶體晶片與模組的容量是以百萬位元(Megabits)以及百萬位元組(Megabytes)來表示的。一個記憶體模組由一組晶片組成。將所有晶片的容量相加,便能得到整個模組的記憶體容量。以下是例外的狀況:當一部分容量被使用在其他功能,例如偵錯上;當一部分容量并沒有被使用,舉例來說,某些晶片可能有用做備份的額外容量(不常遇到)。
晶片容量常以百萬位元(Megabits)來表示,而模組容量常以百萬位元組(Megabytes)表示。這樣很容易混淆,尤其是許多人不自覺地在提到位元組時使用位元而反之亦然。為了明白表示,本文使用以下的標準:當提到一個模組上的記憶體模組的容量,使用“模組容量(Module Capacity)”來表示;而當提到記憶體晶片的容量,使用“晶片密度(Chip Density)”來表示。模組容量將以百萬位元組(MB兩個大寫字母)表示,而晶片密度以百萬位元(Mbit,其中bit為小寫)表示。
3、晶片密度(Chip Density)
每個記憶體晶片是一個由微小cell所組成的矩陣。每一個cell儲存一位元的數(shù)據(jù),記憶體晶片常以能夠儲存的數(shù)據(jù)數(shù)量來表示,稱為晶片密度。你可能已經(jīng)看過晶片密度的例子,例如64Mbit SDRAM或是8M by 8。一個64Mbit晶片含有六千四百萬個cell并能夠儲存六千四百萬位元的數(shù)據(jù)。8M by 8的說法更仔細的形容64Mbit晶片中的其中一種。
在記憶體業(yè)界,DRAM晶片常以其cell組織來形容,第一個數(shù)字表示晶片的長度(以位置表示),第二個數(shù)字代表晶片的寬度(Width,以位元組表示),將長度與寬度相乘就能夠得到晶片的密度。
4、模組容量(Module Capacity)
知道模組上的晶片容量后,計算記憶體模組的容量就很容易了。如果有八個64Mbit晶片,那就是一個512Mbit模組,但是由于記憶體模組的容量是以百萬位元組(Megabytes)而非百萬位元(Megabits)計算,于是必須將位元數(shù)轉(zhuǎn)換成位元組數(shù)目。以512Mbit模組為例:
512Mbits/8bits per Byte = 64MB
如同稍早提到的,印刷電路板上只能夠容納一定數(shù)目的晶片 以業(yè)界標準的168pin DIMM模組為基礎(chǔ),使用64Mbit晶片所能制造的模組最大容量為128MB,使用128Mbit晶片所能制造的模組最大容量為256MB而使用256Mbit晶片所制造的模組最大容量為512MB。
5、相疊技術(shù)
許多大規(guī)模服務器或工作站需要更高容量的模組,以達到數(shù)十億位元組或更高的系統(tǒng)記憶體容量。提高記憶體模組容量的方式有兩種,制造商可以利用晶片相疊或是電路板相疊的技術(shù)。
(1)晶片相疊:在晶片相疊的過程中,兩個晶片被重疊在一起并只占用一個晶片所需的空間。有些時候,晶片內(nèi)部相疊在晶片廠就完成而可以看起來像一個晶片而已,其他的時候晶片是由外部相疊。
(2)電路板相疊 (Board Stacking):可以想象,電路板相疊包括將兩個模組印刷電路板相疊使用。在電路板合并的過程中,第二個電路板被接合到主要的電路板,然后差在主機板的記憶體插槽上。
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