存儲(chǔ)器的主要功能是存儲(chǔ)程序和各種數(shù)據(jù)，并能在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過程中高速、自動(dòng)地完成程序或數(shù)據(jù)的存取。

一、ROM和RAM的概念理解

常見存儲(chǔ)器分類圖示

首先，要了解一下存儲(chǔ)的基礎(chǔ)部分：ROM和RAM。

RAM：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（random access memory）又稱作"隨機(jī)存儲(chǔ)器"，是與CPU直接交換數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲(chǔ)器，也叫主存(內(nèi)存)。它可以隨時(shí)讀寫，而且速度很快，通常作為操作系統(tǒng)或其他正在運(yùn)行中的程序的臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒介。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)，就必須把它們寫入一個(gè)長(zhǎng)期的存儲(chǔ)設(shè)備中（例如硬盤）。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。

ROM：只讀存儲(chǔ)器。ROM所存數(shù)據(jù)，一般是裝入整機(jī)前事先寫好的，整機(jī)工作過程中只能讀出，而不像隨機(jī)存儲(chǔ)器那樣能快速地、方便地加以改寫。ROM所存數(shù)據(jù)穩(wěn)定，斷電后所存數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。

RAM（隨機(jī)存儲(chǔ)器）可以分為SRAM（靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）和DRAM（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）。

SRAM（StaticRandomAccessMemory，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，功耗較大，相同的容量體積較大，而且價(jià)格較高，少量用于關(guān)鍵性系統(tǒng)以提高效率。

DRAM（DynamicRandomAccessMemory，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）是最為常見的系統(tǒng)內(nèi)存。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（refresh）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。

SDRAM（SynchronousDynamicRandomAccessMemory，同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器），是在DRAM的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，為DRAM的一種，同步是指Memory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(lái)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。

DDR SDRAM又是在SDRAM的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，這種改進(jìn)型的DRAM和SDRAM是基本一樣的，不同之處在于它可以在一個(gè)時(shí)鐘讀寫兩次數(shù)據(jù)，這樣就使得數(shù)據(jù)傳輸速度加倍了。這是目前電腦中用得最多的內(nèi)存，而且它有著成本優(yōu)勢(shì)。

二、SDRAM發(fā)展歷程介紹

在最初的個(gè)人電腦上是沒有內(nèi)存條的，內(nèi)存是直接以DIP芯片的形式安裝在主板的DRAM插座上面，需要安裝8到9顆這樣的芯片，容量只有64KB到256KB，要擴(kuò)展相當(dāng)困難，但這對(duì)于當(dāng)時(shí)的處理器以及程序來(lái)說(shuō)這已經(jīng)足夠了，直到80286的出現(xiàn)硬件與軟件都在渴求更大的內(nèi)存，只靠主板上的內(nèi)存已經(jīng)不能滿足需求了，于是內(nèi)存條就誕生了。

遠(yuǎn)古的30pin SIPP （Single In－line Pin Package） 接口，針腳的定義其實(shí)與30pin SIMM一樣的SIPP很快就被SIMM（Single In－line Memory Modules）取代了，兩側(cè)金手指?jìng)鬏斚嗤?a target="_blank">信號(hào)，早期的內(nèi)存頻率與CPU外頻是不同步的，是異步DRAM，細(xì)分下去的話包括FPM DRAM（Fast Page Mode DRAM）與EDO DRAM（Extended data out DRAM），常見的接口有30pin SIMM與72pin SIMM，工作電壓都是5V。

第一代SIMM內(nèi)存有30個(gè)引腳，單根內(nèi)存數(shù)據(jù)總線只有8bit，所以用在16位數(shù)據(jù)總線處理器上（286、386SX等）就需要兩根，用在32位數(shù)據(jù)總線處理器上（386DX、486等）就需要四根30pin SIMM內(nèi)存，采購(gòu)成本一點(diǎn)都不低，而且還會(huì)增加故障率，所以30pin SIMM內(nèi)存并不是完全被大家所接受。

有趣的是DIP芯片形式的內(nèi)存與內(nèi)存條共存了一段比較長(zhǎng)的時(shí)間，在不少286的主板上你可以同時(shí)看到DIP與30pin SIMM內(nèi)存插槽，它們是可以一齊工作的。

隨后誕生了72pin SIMM內(nèi)存，單根內(nèi)存位寬增加到32位，一根就可以滿足32位數(shù)據(jù)總線處理器，擁有64位數(shù)據(jù)總線的奔騰處理器則需要兩根，內(nèi)存容量也有所增加，它的出現(xiàn)很快就替代了30pin SIMM內(nèi)存，386、486以及后來(lái)的奔騰、奔騰Pro、早期的奔騰II處理器多數(shù)會(huì)用這種內(nèi)存。

（1）FPM DRAM【快速頁(yè)模式動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器】

FPM DRAM稱為快速頁(yè)模式動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，是從早期的Page Mode DRAM上改良過來(lái)的，當(dāng)它在讀取同一列數(shù)據(jù)是，可以連續(xù)傳輸行位址，不需要再傳輸列位址，可讀出多筆資料，這種方法當(dāng)時(shí)是很先進(jìn)的，不過現(xiàn)在看來(lái)就很沒效率。

FPM DRAM有30pin SIMM和72pin SIMM兩種，前者常見于286、386和486的電腦上，后者則常見于486與早期型的奔騰電腦上，30pin的常見容量是256KB，72pin的容量從512KB到2MB都有。

（2）EDO DRAM【擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出內(nèi)存】

EDO DRAM是72pin SIMM的一種，它擁有更大的容量和更先進(jìn)的尋址方式，這內(nèi)

存簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)訪問的流暢，讀取速度要FPM DRAM快不少，主要用在486、奔騰，奔騰Pro、早期的奔騰II處理器的電腦上面。

在1991到1995年EDO內(nèi)存盛行的時(shí)候，憑借著制造工藝的飛速發(fā)展，EDO內(nèi)存在成本和容量上都有了很大的突破，單條EDO內(nèi)存容量從4MB到16MB不等，數(shù)據(jù)總線依然是32位，所以搭配擁有64位數(shù)據(jù)總線的奔騰CPU時(shí)基本都成對(duì)的使用。

（3）SDR SDRAM【同步型動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器】

然而隨著CPU的升級(jí)EDO內(nèi)存已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)的需求了，內(nèi)存技術(shù)也發(fā)生了大革命，插座從原來(lái)的SIMM升級(jí)為DIMM（Dual In－line Memory Module），兩邊的金手指?jìng)鬏敳煌臄?shù)據(jù)，SDR SDRAM內(nèi)存插座的接口是168Pin，單邊針腳數(shù)是84，進(jìn)入到了經(jīng)典的SDR SDRAM（Single Data Rate SDRAM）時(shí)代。

SDRAM其實(shí)就是同步DRAM的意思，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。

第一代SDR SDRAM頻率是66MHz，通常大家都稱之為PC66內(nèi)存，后來(lái)隨著Intel與AMD的CPU的頻率提升相繼出現(xiàn)了PC100與PC133的SDR SDRAM，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都有。

SDR SDRAM的存在時(shí)間也相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)，Intel從奔騰2、奔騰3與奔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SDR SDRAM。

三、DDR內(nèi)存發(fā)展歷程介紹

（1）DDR SDRAM【雙倍數(shù)據(jù)率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器】

DDR SDRAM：Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory，雙倍數(shù)據(jù)率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，它是SDR SDRAM的升級(jí)版，DDR SDRAM在時(shí)鐘周期的上升沿與下降沿各傳輸一次信號(hào)，使得它的數(shù)據(jù)傳輸速度是SDR SDRAM的兩倍，而且這樣做還不會(huì)增加功耗，至于定址與控制信號(hào)與SDR SDRAM相同，僅在上升沿傳輸，這是對(duì)當(dāng)時(shí)內(nèi)存控制器的兼容性與性能做的折中。

DDR SDRAM采用184pin的DIMM插槽，防呆缺口從SDR SDRAM時(shí)的兩個(gè)變成一個(gè)，常見工作電壓2．5V，初代DDR內(nèi)存的頻率是200MHz，隨后慢慢的誕生了DDR－266、DDR－333和那個(gè)時(shí)代主流的DDR－400，至于那些運(yùn)行在500MHz，600MHz、700MHz的都算是超頻條了，DDR內(nèi)存剛出來(lái)的時(shí)候只有單通道，后來(lái)出現(xiàn)了支持雙通芯片組，讓內(nèi)存的帶寬直接翻倍，兩根DDR－400內(nèi)存組成雙通道的話基本上可以滿足FBS 800MHz的奔騰4處理器，容量則是從128MB到1GB。

（2）DDR2 SDRAM【Double Data Rate 2】

DDR2/DDR II（Double Data Rate 2）SDRAM是由JEDEC(電子設(shè)備工程聯(lián)合委員會(huì)）進(jìn)行開發(fā)的新生代內(nèi)存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它與上一代DDR內(nèi)存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最大的不同就是，雖然同是采用了在時(shí)鐘的上升/下降沿同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕痉绞剑獶DR2內(nèi)存卻擁有兩倍于上一代DDR內(nèi)存預(yù)讀取能力（即：4bit數(shù)據(jù)讀預(yù)取）。換句話說(shuō)，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。

DDR2的標(biāo)準(zhǔn)電壓下降至1．8V，這使得它較上代產(chǎn)品更為節(jié)能，DDR2的頻率從400MHz到1200MHz，當(dāng)時(shí)的主流的是DDR2－800，更高頻率其實(shí)都是超頻條，容量從256MB起步最大4GB，不過4GB的DDR2是很少的，在DDR2時(shí)代的末期大多是單條2GB的容量。

（3）DDR3 SDRAM

DDR3提供了相較于DDR2 SDRAM更高的運(yùn)行效能與更低的電壓，是DDR2SDRAM(同步動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存）的后繼者（增加至八倍），也是現(xiàn)時(shí)流行的內(nèi)存產(chǎn)品規(guī)格。

和上一代的DDR2相比，DDR3在許多方面作了新的規(guī)范，核心電壓降低到1．5V，預(yù)取從4－bit變成了8－bit，這也是DDR3提升帶寬的關(guān)鍵，同樣的核心頻率DDR3能夠提供兩倍于DDR2的帶寬，此外DDR3還新增了CWD、Reset、ZQ、STR、RASR等技術(shù)。

DDR3內(nèi)存與DDR2一樣是240Pin DIMM接口，不過兩者的防呆缺口位置是不同的，不能混插，常見的容量是512MB到8GB，當(dāng)然也有單條16GB的DDR3內(nèi)存，只不過很稀少。頻率方面從800MHz起步，目前比較容量買到最高的頻率2400MHz，實(shí)際上有廠家推出了3100MHz的DDR3內(nèi)存，只是比較難買得到，支持DDR3內(nèi)存的平臺(tái)有Intel的后期的LGA 775主板P35、P45、x38、x48等，LGA 1366平臺(tái)，LGA 115x系列全都支持還有LGA 2011的x79，AMD方面AM3、AM3＋、FM1、FM2、FM3接口的產(chǎn)品全都支持DDR3。

（4）DDR4 SDRAM

從DDR到DDR3，每一代DDR技術(shù)的內(nèi)存預(yù)取位數(shù)都會(huì)翻倍，前三者分別是2bit、4bit及8bit，以此達(dá)到內(nèi)存帶寬翻倍的目標(biāo)，不過DDR4在預(yù)取位上保持了DDR3的8bit設(shè)計(jì)，因?yàn)槔^續(xù)翻倍為16bit預(yù)取的難度太大，DDR4轉(zhuǎn)而提升Bank數(shù)量，它使用的是Bank Group（BG）設(shè)計(jì)，4個(gè)Bank作為一個(gè)BG組，可自由使用2－4組BG，每個(gè)BG都可以獨(dú)立操作。使用2組BG的話，每次操作的數(shù)據(jù)16bit，4組BG則能達(dá)到32bit操作，這其實(shí)變相提高了預(yù)取位寬。

DDR4相比DDR3最大的區(qū)別有三點(diǎn)：16bit預(yù)取機(jī)制（DDR3為8bit），同樣內(nèi)核頻率下理論速度是DDR3的兩倍；更可靠的傳輸規(guī)范，數(shù)據(jù)可靠性進(jìn)一步提升；工作電壓降為1.2V，更節(jié)能。

DDR4內(nèi)存的針腳從DDR3的240個(gè)提高到了284個(gè)，防呆缺口也與DDR3的位置不同，還有一點(diǎn)改變就是DDR4的金手指是中間高兩側(cè)低有輕微的曲線，而之前的內(nèi)存金手指都是平直的，DDR4既在保持與DIMM插槽有足夠的信號(hào)接觸面積，也能在移除內(nèi)存的時(shí)候比DDR3更加輕松。

四、不同類型DDR內(nèi)存性能參數(shù)對(duì)比

從DDR到DDR4，不同性能參數(shù)差異主要體現(xiàn)在2個(gè)地方：電源電壓、數(shù)據(jù)傳輸速率。電源電壓值越來(lái)越低，而數(shù)據(jù)傳輸速率卻是呈幾何倍數(shù)增長(zhǎng)。