[點(diǎn)晴永久免費(fèi)OA]內(nèi)存組成對(duì)性能大有講究,快來了解下吧
更好地理解內(nèi)存的工作原理及其對(duì)計(jì)算機(jī)性能的影響,必須要知道其中內(nèi)存架構(gòu)中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)概念:Channel(通道)、DIMM(雙列直插式內(nèi)存模塊)、Rank(內(nèi)存列)、Chip(芯片顆粒)、Bank(內(nèi)存庫(kù))、Row(行)與Column(列)。 通道是指內(nèi)存控制器與內(nèi)存模塊之間的一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)路徑。在多通道內(nèi)存技術(shù)中,多個(gè)通道可以并行工作,從而顯著提高內(nèi)存帶寬,進(jìn)而提升系統(tǒng)性能。現(xiàn)代CPU通常支持雙通道、四通道甚至更多通道的設(shè)計(jì)。 通過并行使用多個(gè)通道,可以有效減少內(nèi)存訪問的瓶頸,特別是在處理大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿?wù)時(shí),多通道設(shè)計(jì)能夠顯著提高數(shù)據(jù)傳輸速度,使系統(tǒng)在執(zhí)行多任務(wù)或多線程應(yīng)用時(shí)表現(xiàn)得更加流暢。 一個(gè)通道可以包含一個(gè)或多個(gè)DIMM。例如,在雙通道系統(tǒng)中,可以有兩個(gè)DIMM分別連接到兩個(gè)獨(dú)立的通道上,使得數(shù)據(jù)可以同時(shí)從兩個(gè)不同的DIMM中讀取或?qū)懭搿?/p> DIMM是一種標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)存模塊形式,它通過插入主板上的插槽來與系統(tǒng)通信。每個(gè)DIMM模塊通常包含多個(gè)內(nèi)存顆粒(Chips),并且可能包含一個(gè)或多個(gè)Rank。 DIMM作為內(nèi)存的物理載體,不僅負(fù)責(zé)存儲(chǔ)數(shù)據(jù),還通過其上的電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了與內(nèi)存控制器之間的高效數(shù)據(jù)傳輸。不同類型的DIMM(如UDIMM、RDIMM、LRDIMM等)適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。 一個(gè)DIMM可以包含一個(gè)或多個(gè)Rank,以及多個(gè)Chip。例如,一個(gè)DIMM可能包含兩個(gè)Rank,每個(gè)Rank上有多個(gè)Chip。 ![]() Rank是DIMM上的一個(gè)獨(dú)立的內(nèi)存地址空間,每個(gè)Rank由一定數(shù)量的內(nèi)存顆粒組成。在同一個(gè)DIMM上,可以存在一個(gè)或多個(gè)Rank,它們之間可以并行工作。 通過允許多個(gè)Rank并行工作,可以進(jìn)一步提高內(nèi)存帶寬,這對(duì)于需要大量數(shù)據(jù)吞吐的應(yīng)用場(chǎng)景尤其重要。 一個(gè)DIMM可以包含一個(gè)或多個(gè)Rank。例如,一個(gè)DIMM可能包含兩個(gè)Rank,這意味著該DIMM實(shí)際上由兩個(gè)獨(dú)立的內(nèi)存區(qū)域組成。 Chip是構(gòu)成內(nèi)存條的基本單元,每個(gè)Chip負(fù)責(zé)存儲(chǔ)一部分?jǐn)?shù)據(jù)。一個(gè)Chip通常包含多個(gè)Bank。 內(nèi)存顆粒是實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的地方,每個(gè)顆粒有自己的地址和數(shù)據(jù)線,負(fù)責(zé)執(zhí)行具體的讀寫操作。 一個(gè)Rank可以包含多個(gè)Chip。例如,一個(gè)Rank可能由8個(gè)Chip組成,每個(gè)Chip負(fù)責(zé)存儲(chǔ)一部分?jǐn)?shù)據(jù)。 ![]() Bank是內(nèi)存中的一個(gè)邏輯存儲(chǔ)單元,可以看作是內(nèi)存中的一個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)區(qū)域。每個(gè)Bank包含多個(gè)Row和Column,形成一個(gè)二維數(shù)組結(jié)構(gòu)。 通過允許多個(gè)Bank并行工作,可以進(jìn)一步提高內(nèi)存訪問速度。這是因?yàn)楫?dāng)一個(gè)Bank正在執(zhí)行讀取或?qū)懭氩僮鲿r(shí),另一個(gè)Bank可以同時(shí)進(jìn)行其他操作。 一個(gè)Rank可以包含多個(gè)Bank。例如,一個(gè)Rank可能包含8個(gè)Bank,每個(gè)Bank負(fù)責(zé)一部分存儲(chǔ)空間。 Row:內(nèi)存中的行是指存儲(chǔ)在一個(gè)Bank內(nèi)的數(shù)據(jù)單元的垂直排列。 Column:內(nèi)存中的列是指存儲(chǔ)在一個(gè)Bank內(nèi)的數(shù)據(jù)單元的水平排列。 通過組合行地址和列地址,可以定位到內(nèi)存中的具體數(shù)據(jù)單元。這是實(shí)現(xiàn)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(RAM)功能的基礎(chǔ)。 一個(gè)Bank可以包含多個(gè)Row和Column。例如,一個(gè)Bank可能包含數(shù)千行和數(shù)千列,每個(gè)交叉點(diǎn)代表一個(gè)存儲(chǔ)單元(Cell)。 ![]() 最頂層:Channel 一個(gè)Channel可以包含一個(gè)或多個(gè)DIMM。 次層級(jí):DIMM 一個(gè)DIMM可以包含一個(gè)或多個(gè)Rank。 再下一層:Rank 一個(gè)Rank可以包含多個(gè)Bank。同時(shí),一個(gè)Rank也可以包含多個(gè)Chip。 更細(xì)粒度:Bank 一個(gè)Bank可以包含多個(gè)Row和Column。 最底層:Row(行)與 Column(列) 行和列共同定義了內(nèi)存中的具體數(shù)據(jù)單元的位置。 籠統(tǒng)上講從大到小為:channel>DIMM>rank>chip>bank>row/column 多rank允許每個(gè)rank中有多個(gè)打開的 DRAM pages(row)(通常每個(gè)rank有8個(gè)row)。這增加了命中已經(jīng)打開的row地址的可能性。性能提升高度依賴于應(yīng)用程序和內(nèi)存控制器利用打開row的能力。 多rank在數(shù)據(jù)總線上具有更高的負(fù)載(在無緩沖 DIMM CA 總線也一樣)。因此,如果一個(gè)通道中連接了多個(gè)dual-rank DIMM,速度可能會(huì)降低。 受限于某些限制,可以獨(dú)立訪問rank,但不能同時(shí)訪問,因?yàn)閿?shù)據(jù)線仍然在通道上的列之間共享。例如,控制器可以在等待從一個(gè)rank中讀取的數(shù)據(jù)時(shí),將寫入數(shù)據(jù)發(fā)送到一個(gè)rank。當(dāng)寫入數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)總線消費(fèi)時(shí),另一rank可以執(zhí)行與讀取相關(guān)的操作,例如激活一行或?qū)?shù)據(jù)從內(nèi)部傳輸?shù)捷敵鲵?qū)動(dòng)器。一旦 CA 總線沒有了來自前一次讀取的噪聲,DRAM 就可以驅(qū)動(dòng)讀取數(shù)據(jù)。像這樣控制交錯(cuò)訪問是由內(nèi)存控制器完成的。 CPU 可以訪問一個(gè)rank,而另一個(gè)rank可以進(jìn)行刷新周期(準(zhǔn)備好被訪問)。刷新周期的屏蔽和流水線通常會(huì)為CPU 密集型應(yīng)用程序帶來更好的性能,因?yàn)樗鼫p少了內(nèi)存響應(yīng)時(shí)間。但是訪問不同rank在某些情況下會(huì)導(dǎo)致流水線停滯,從而降低性能。因此,多級(jí)rank的整體影響因應(yīng)用程序而異。 該文章在 2025/7/15 11:19:55 編輯過 |
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