內存模塊

內存模塊或內存條是一塊小型印刷電路板，上面焊接有多個內存芯片（集成電路形式的動態 RAM）。 內存模塊形成或擴展電子設備（如計算機或打印機）的主內存，并插入專門為此目的提供的插槽中。

術語“內部存儲模塊”也較少用于存儲卡或 U 盤。

個人計算機的商業模塊設計是或曾經是：

• 單列直插式內存模塊 (SIMM)（只有一排線，每條線的兩側都有一個觸點）：
  • 8 位寬模塊（30 針）
    • 這些也有帶連接銷的變體； 它被稱為單列直插引腳封裝 (SIPP)，本質上與引腳焊接到接觸墊的 SIMM 相同。
  • PS/2 SIMM，32 位寬，72 個觸點，填充有
    • 快速頁面模式 (FPM) DRAM 或
    • 擴展數據輸出 (EDO) DRAM
• • 雙列直插內存模塊(DIMM)（兩側的觸點相互獨立。），64 位寬，配備：
  • 同步動態隨機存取存儲器（SDRAM、SDR）
  • 雙倍數據速率（DDR-SDRAM、DDR）
  • 雙倍數據速率 2（DDR2-SDRAM、DDR2）
  • 雙倍數據速率 3（DDR3-SDRAM、DDR3）
  • 雙倍數據速率 4（DDR4-SDRAM、DDR4）
  • 小型雙列直插內存模塊 (SO-DIMM)，適用于較小的空間要求（例如在筆記本電腦中）
  • 微型雙列直插式內存模塊 (Micro-DIMM)
• Rambus 直插內存模塊 (RIMM)，16 位寬
• 小輪廓 RIMM (SO-RIMM)

有大量依賴于制造商的模塊形式（例如用于服務器）和滿足特殊要求的模塊形式，包括帶有 EDO-RAM 的 DIMM。 另一方面，其他設備類型（打印機、RAID 控制器）使用普通 PC 模塊。

SIMM-內存模塊（異步）是“無緩沖”或“緩沖”，DIMM-內存模塊（同步，SDR，DDR）相應地是“未注冊”或“注冊”。 作為注冊模塊的進一步發展，DDR2 和 DDR3 模塊已作為全緩沖 DIMM (FB-DIMM) 引入。

由于緩沖器的延遲，緩沖模塊（緩沖的、寄存的、完全緩沖的）在訪問時會慢一個時鐘周期，但芯片組或 CPU 中的內存接口上的電氣負載會降低。 這使得此類模塊非常有用，特別是對于具有大量內存擴展的服務器應用程序，因為內存模塊數量更多。

內存模塊的存儲容量通常是大多數相似存儲芯片的存儲容量與其數量的乘積。

一些內存模塊有一個或兩個額外的芯片（相同或不同類型），用于存儲糾錯或奇偶校驗功能的信息。 這里，一個字節通常使用 9 位（8 位數據位和 1 位校驗位）。

今天過時的 DDR/DDR2 內存有 64 條數據信號線（或 72 條用于 ECC）。 各個 SDRAM 芯片以占據數據總線整個寬度的方式連接。 每個芯片負責特定的數據線。 具有“×n”組織的芯片可以提供n條數據線。 因此，具有 64 條線的數據總線需要組織為“×n”的 64/n 芯片。 在具有多個組的模塊中（見下文），多個芯片（2 個或 4 個）并聯連接在數據線上。 因此，具有 k 個組的模塊包含 64/n×k 個組織為“×n”的芯片。

額外的輸入線控制存儲器芯片的選擇（芯片選擇）和數據的寫入或讀取方向（R/W）。

與尺寸一樣，速度也會區分整個 DIMM 和單個芯片。 單芯片總是指xxx時鐘頻率（如DDR2-1066、DDR-400、SDRAM 133）。

另一方面，整個 DIMM 與數據傳輸速率有關（例如 PC2-4200、PC3200）。 配備DDR2-533的SDRAM芯片，時鐘頻率為266 MHz，它們在DD中傳輸R2 模式每時鐘 4 個數據字，您可以計算xxx傳輸速率如下：

• 64行每個內存模塊可以傳輸4×8字節=每個周期32字節；
• 1.333 億時鐘周期/秒 (MHz) × 32 字節 = 42.66 億字節/秒，大約為 4.2 GB/秒。

DIMM 可以由不同數量的相同模塊構成。 JEDEC 委員會對 DIMM 的結構制定了非常具體的規范。 允許使用使用 4（僅帶緩沖器）、8 或 16 條數據線（見上面的線）的芯片。 此外，一組特定的 DRAM 芯片總是分配給一個存儲體。 bank 或 rank（根據 JEDEC 術語）是內存模塊（ECC 模塊為 72 位）的xxx、可獨立尋址的 64 位寬區域。 每個銀行的行為就像一個單獨的內存模塊。 因此，例如，兩排模塊加載的總線線路與兩個單排模塊一樣多。 內存模塊有一個內存條、兩個或四個內存條（單列、雙列和四列 DIMM）。 由于芯片組通常最多只能管理 8 個內存庫（或者通常只有 6 個高速內存庫，例如 DDR-400），對于大內存擴展（例如 8 × 2 GiB = 16 GiB），您必須切換到一個內存庫模塊，因為所有 8 個庫都已經被具有 4 × 2 個庫的雙庫模塊占用。 此外，在這種情況下，RAM 的速度通常必須降低，例如從 PC3200 到 PC2700，否則線路上的干擾會太大。

Bank的數量與內存芯片的內存模塊的單面或雙面配置（單面/雙面）沒有直接聯系，即。 H。 單端模塊可以包含兩個bank，雙端模塊只能包含一個bank。

RAM 芯片有不同的總線寬度（4 位、8 位或 16 位）和不同的大小（2015：4 Gbits、8 Gbits 或 16 Gbits）。一些小的 RAM 芯片用于構建小模塊（2 Gbytes） . -要求模塊具有寬總線（4個256M×16位）。 這些RAM芯片組件中的每一個都連接到地址和控制線（這里有4個），一個RAM芯片組件連接到數據線。

對于較大的 RAM 模塊，通常首先使用較大的 RAM 芯片組件（8 Gbit、16 Gbit），然后增加組件的數量（8、16、32），從而在更窄的總線上（8 位，然后是 4 位）。在任何情況下，地址和控制線上的負載都會隨著芯片數量的增加而增加。 如果超過9，地址線和控制線就必須緩沖，這些模塊稱為RDIMM（Registered DIMMs），如果所有模塊的總總線寬度超過64/72位，數據線也必須并聯。 這可以使數據線的額外緩沖成為可取或必要的；這些模塊稱為 LRDIMM（低負載 DIMM）。

對主存進行寫操作或讀操作的觸發主要是CPU。 計算機外設也可以通過DMA訪問內存，但大部分操作也是由CPU發起的。

如果 CPU 在處理器高速緩存中找不到數據或想要將數據直接寫入內存，則會指示內存控制器執行此操作。 自從引入 K8 架構以來，較新的 Intel 處理器（例如 Core i 系列型號和 AMD CPU）的路徑明顯更短，因為內存控制器直接位于 CPU 中。

有許多參數控制存儲器的時間行為。 制造商設置的時間行為作為標準輸入到記憶棒中。 在現代設計中，螺栓上有一個 EEPROM，可以被 BIOS 讀取，從而確保正確的配置。