[點晴永久免費(fèi)OA]內(nèi)存組成對性能大有講究,快來了解下吧
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更好地理解內(nèi)存的工作原理及其對計算機(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)、Row(行)與Column(列)。 通道是指內(nèi)存控制器與內(nèi)存模塊之間的一個獨立的數(shù)據(jù)路徑。在多通道內(nèi)存技術(shù)中,多個通道可以并行工作,從而顯著提高內(nèi)存帶寬,進(jìn)而提升系統(tǒng)性能?,F(xiàn)代CPU通常支持雙通道、四通道甚至更多通道的設(shè)計。 通過并行使用多個通道,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,多通道設(shè)計能夠顯著提高數(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)用時表現(xiàn)得更加流暢。 一個通道可以包含一個或多個DIMM。例如,在雙通道系統(tǒng)中,可以有兩個DIMM分別連接到兩個獨立的通道上,使得數(shù)據(jù)可以同時從兩個不同的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DIMM模塊通常包含多個內(nèi)存顆粒(Chips),并且可能包含一個或多個Rank。 DIMM作為內(nèi)存的物理載體,不僅負(fù)責(zé)存儲數(shù)據(jù),還通過其上的電路設(shè)計實現(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)用場景。 一個DIMM可以包含一個或多個Rank,以及多個Chip。例如,一個DIMM可能包含兩個Rank,每個Rank上有多個Chip。 ![]() Rank是DIMM上的一個獨立的內(nèi)存地址空間,每個Rank由一定數(shù)量的內(nèi)存顆粒組成。在同一個DIMM上,可以存在一個或多個Rank,它們之間可以并行工作。 通過允許多個Rank并行工作,可以進(jìn)一步提高內(nèi)存帶寬,這對于需要大量數(shù)據(jù)吞吐的應(yīng)用場景尤其重要。 一個DIMM可以包含一個或多個Rank。例如,一個DIMM可能包含兩個Rank,這意味著該DIMM實際上由兩個獨立的內(nèi)存區(qū)域組成。 Chip是構(gòu)成內(nèi)存條的基本單元,每個Chip負(fù)責(zé)存儲一部分?jǐn)?shù)據(jù)。一個Chip通常包含多個Bank。 內(nèi)存顆粒是實際存儲數(shù)據(jù)的地方,每個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Rank可以包含多個Chip。例如,一個Rank可能由8個Chip組成,每個Chip負(fù)責(zé)存儲一部分?jǐn)?shù)據(jù)。 ![]() Bank是內(nèi)存中的一個邏輯存儲單元,可以看作是內(nèi)存中的一個獨立的存儲區(qū)域。每個Bank包含多個Row和Column,形成一個二維數(shù)組結(jié)構(gòu)。 通過允許多個Bank并行工作,可以進(jìn)一步提高內(nèi)存訪問速度。這是因為當(dāng)一個Bank正在執(zhí)行讀取或?qū)懭氩僮鲿r,另一個Bank可以同時進(jìn)行其他操作。 一個Rank可以包含多個Bank。例如,一個Rank可能包含8個Bank,每個Bank負(fù)責(zé)一部分存儲空間。 Row:內(nèi)存中的行是指存儲在一個Bank內(nèi)的數(shù)據(jù)單元的垂直排列。 Column:內(nèi)存中的列是指存儲在一個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。這是實現(xiàn)隨機(jī)訪問存儲器(RAM)功能的基礎(chǔ)。 一個Bank可以包含多個Row和Column。例如,一個Bank可能包含數(shù)千行和數(shù)千列,每個交叉點代表一個存儲單元(Cell)。 ![]() 最頂層:Channel 一個Channel可以包含一個或多個DIMM。 次層級:DIMM 一個DIMM可以包含一個或多個Rank。 再下一層:Rank 一個Rank可以包含多個Bank。同時,一個Rank也可以包含多個Chip。 更細(xì)粒度:Bank 一個Bank可以包含多個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rank中有多個打開的 DRAM pages(row)(通常每個rank有8個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,如果一個通道中連接了多個dual-rank DIMM,速度可能會降低。 受限于某些限制,可以獨立訪問rank,但不能同時訪問,因為數(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rank中讀取的數(shù)據(jù)時,將寫入數(shù)據(jù)發(fā)送到一個rank。當(dāng)寫入數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)總線消費(fèi)時,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)動讀取數(shù)據(jù)。像這樣控制交錯訪問是由內(nèi)存控制器完成的。 CPU 可以訪問一個rank,而另一個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為CPU 密集型應(yīng)用程序帶來更好的性能,因為它減少了內(nèi)存響應(yīng)時間。但是訪問不同rank在某些情況下會導(dǎo)致流水線停滯,從而降低性能。因此,多級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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