什么是内存

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。

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_SDRAMhttps://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。

参考:https://www.rambus.com/blogs/ddr5-%E4%B8%8E-ddr4-%E6%89%80%E6%9C%89%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%8C%91%E6%88%98%E4%B8%8E%E4%BC%98%E5%8A%BF/?lang=zh-hans

此外,DRAM和各代DDR SDRAM的数据如下。

DRAMDDRDDR2DDR3DDR4DDR5
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 - 166266 - 400533 - 8001066 - 16002133 - 51003200 - 6400
傳輸速率 (GB/s)0.8 - 1.32.1 - 3.24.2 - 6.48.5 - 14.917 - 25.638.4 - 51.2
電壓 (V)3.32.5 - 2.61.81.35 - 1.51.21.1

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

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