什么是内存
内存是与CPU直接交换数据的内部存储器。内存中存放的是计算机运行时必须的数据,包括操作系统、进程等。任何数据在被CPU操作之前,必须先读入内存。
内存属于计算机系统内部,而外存属于计算机系统的外设。内存可以看作是外存的cache。
- 一种比喻是:如果您有一张书桌和一个文件柜,书桌代表电脑的内存。您需要马上使用的材料留在书桌上,以便轻松找到。当您离开办公室时,留在桌上的任何文件都会被扔掉。文件柜中的任何东西都会保留下来。
内存通常由随机访问存储器(Random Access Memory, RAM)构成。因此内存和RAM有时是混用的。
- RAM分为动态RAM(DRAM)和静态RAM(SRAM),内存由DRAM构成。
- SRAM比DRAM更快、功耗更低。但是容量更小、价格更高、设计更复杂,通常用于CPU内部的高速缓存。详见:(本站)存储的层次结构(Memory Hierarchy) 、https://www.amazonaws.cn/knowledge/what-is-memory/
下图的黑色部分是存储器模块,通过存储控制器管理。存储器模块中有 DRAM 芯片。
内存的作用
内存的数据是临时的、易失的,而外存的数据是持久存储的。电脑关机时,内存是空的,所有的数据都保存在外存上。
电脑启动时,BIOS先自检,然后通过引导加载程序将操作系统加载进内存,这样才能通过操作系统使用计算机。
操作系统想要执行程序,必须将程序的代码读入内存,并在内存上分配程序必须的地址空间。此外,进程想要使用任何文件,都必须先将其内容读入内存。
CPU只能通过内存访问数据,因此内存容量与程序运行速度、并发处理任务的效率很有关系。
什么是DDR、LPDDR?
经常看到DDR4、DDR5等表述,这些表述是什么意思?
DDR
双倍数据率同步动态随机存储器(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory, DDR SDRAM)。DDR是DDR SDRAM的简称。
其中
- SDRAM代表同步动态随机存取存储器,SDRAM是在DRAM的基础上增加同步和双区域的功能,使得CPU能与SDRAM的时钟同步,因此SDRAM比DRAM访问更快。
- DDR代表双倍数据传输率。一个时钟周期内,SDRAM只在上升沿传输一次数据,而DDR则在上升沿和下降沿各传输一次数据。所以数据传输速度是CPU主频的两倍。因此DDR SDRAM比SDRAM更快。
参考:https://zh.wikipedia.org/wiki/DDR_SDRAM、https://zh.wikipedia.org/wiki/SDRAM
DDR5是最新的第5代DDR,在2021年推出。与DDR4相比,DDR5具有以下优势。
此外,DRAM和各代DDR SDRAM的数据如下。
DRAM | DDR | DDR2 | DDR3 | DDR4 | DDR5 | |
---|---|---|---|---|---|---|
預取 | 1 - 位元 | 2 - 位元 | 4 - 位元 | 8 - 位元 | 每記憶庫位元 | 16 - 位元 |
資料速率 (MT/s) | 100 - 166 | 266 - 400 | 533 - 800 | 1066 - 1600 | 2133 - 5100 | 3200 - 6400 |
傳輸速率 (GB/s) | 0.8 - 1.3 | 2.1 - 3.2 | 4.2 - 6.4 | 8.5 - 14.9 | 17 - 25.6 | 38.4 - 51.2 |
電壓 (V) | 3.3 | 2.5 - 2.6 | 1.8 | 1.35 - 1.5 | 1.2 | 1.1 |
https://www.crucial.tw/articles/about-memory/difference-among-ddr2-ddr3-ddr4-and-ddr5-memory
注意:一般一种主板只支持一种类型的内存。因为各代DDR之间的物理结构(插槽不一样)、电气规范、工作电压、时钟速度和通信协议上都有差异。不同代内存不能混用。
LPDDR
LPDDR的全称是Low Power Double Data Rate SDRAM,也即移动DDR(Mobile DDR, MDDR或Low Power DDR, LPDDR)。
MDDR的运行电压(工作电压)低于DDR的标准电压,因此MDDR具有低功耗、高可靠性的特点。适合移动设备使用。
LPDDR5是2019年推出的,最新规范为LPDDR5X(2021)。
参考:https://zh.wikipedia.org/wiki/移动DDR#LPDDR5
未列出的参考资料
https://www.crucial.cn/articles/about-memory/what-does-ram-stand-for
https://www.kingston.com/cn/blog/pc-performance/difference-between-memory-storage