主板不支持大容量内存的原因

发布时间:2014-04-09 点击查看更多【电脑常识】

   随着内存价格的下调,不少网友都为自己的机器配置了高容量内存,增大内存容量不但可以提高读写速度,而且会适当的提高系统性能;但是,单条大容量内存在一些主板上(时间比较长的主板)不是无法识别,就是识别错误(容量识别错误)。具体是什么原因造成的呢?首先我们了解一些内存的知识,相信网友会在其中找到答案的。

  一.内存芯片的逻辑BANK

  我们知道主板上使用的32MB/64MB/128MB的内存条都是由若干内存芯片焊接在4层或6层电路板上组成的,因此首先我们必须对内存芯片的内部结构有个清楚的认识,见下图:

主板不支持大容量内存的原因 三联

  在芯片的内部,内存的数据是以位(bit)为单位写入一张大的矩阵中,每个单元我们称为CELL,只要指定一个行(Row),再指定一个列(Column),就可以准确地定位到某个CELL,这就是内存芯片寻址的基本原理。这个阵列我们就称为内存芯片的BANK,也称之为逻辑BANK(Logical BANK)。由于工艺上的原因,这个阵列不可能做得太大,所以一般内存芯片中都是将内存容量分成几个阵列来制造,也就是说存在内存芯片中存在多个逻辑BANK,随着芯片容量的不断增加,逻辑BANK数量也在不断增加,目前从32MB到1GB的芯片基本都是4个,只有早期的16Mbit和32Mbit的芯片采用的还是2个逻辑BANK的设计,譬如三星的两种16MB芯片:K4S161622D (512K x 16Bit x 2 BANK)和K4S160822DT(1M x 8Bit x 2 BANK)。芯片组本身设计时在一个时钟周期内只允许对一个逻辑BANK进行操作(实际上芯片的位宽就是逻辑BANK的位宽),而不是芯片组对内存芯片内所有逻辑BANK同时操作。逻辑BANK的地址线是通用的,只要再有一个逻辑BANK编号加以区别就可以了(BANK0到BANK3)。但是这个芯片的位宽决定了一次能从它那里读出多少数据,并不是内存芯片里所有单元的数据一次全部能够读出,下图就是一个容量为32MB(256Mbit)内存芯片内部逻辑BANK结构示意图,从中你可以更清楚逻辑BANK的结构。

  图中可以看出,DQ数据输入/输出线只有8根而不是32根,可以发现4个BANK是分时工作的,任一时刻只可能有一个BANK的数据被存取,0-3是它们的编号。每个逻辑BANK有8M个单元格(CELL),一些厂商(比如现代/三星)就把每个逻辑BANK的单元格数称为数据深度(Data Depth),每个单元由8bit组成,那么一个逻辑BANK的总容量就是64Mbit(8M×8bit),4个逻辑BANK就是256Mbit,因此这颗芯片的总容量就是256Mbit(32MB)。

  内存芯片的容量是一般以bit为单位的。比如说32Mbit的芯片,就是说它的容量是32Mb(b=bit=位),注意位(bit)与字节(Byte)区别,这个芯片换算成字节就是4MB(B=Byte=字节=8个bit),一般内存芯片厂家在芯片上是标明容量的,我们可以芯片上的标识知道,这个芯片有几个逻辑BANK,每个逻辑bank的位宽是多少,每个逻辑BANK内有多少单元格(CELL),比如目前目前64MB和128MB内存条常用的64Mbit的芯片就有如下三种结构形式:

  ①16 Meg x 4 (4 Meg x 4 x 4 banks) [16M╳4]

  ②8 Meg x 8 (2 Meg x 8 x 4 banks) [8M╳8]

  ③4 Meg x 16 (1 Meg x 16 x 4 banks) [4M╳16]

  表示方法是:每个逻辑BANK的单元格数×逻辑BANK数量×每个单元格的位数(芯片的位宽)。芯片逻辑BANK位宽目前的工艺水平只能最多做到16位,因此大家看到几乎所有的芯片逻辑BANK位宽只可能4/8/16三者之一。以前16Mbit的芯片基本采用的单个芯片两个逻辑BANK,但是到了64Mbit基本就都是4个逻辑BANK设计了,今后随着生产工艺水平的提高估计单个芯片8个甚至16个逻辑BANK的出现也不是没有可能.

  二.内存条的物理BANK

  通常主板上的每个内存插槽分为两段,这个大家从VIA主板BIOS设置中的BANK 0/1 DRAM Timing选项很容易推理得到,实际上也就是两个BANK,不过这里的BANK概念与我们前面分析芯片内部结构时提到的BANK可不一样。简单地说这个BANK就是内存和主板上的北桥芯片之间用来交换数据的通道,目前以SDRAM系统为例,CPU与内存之间(就是CPU到DIMM槽)的接口位宽是64bit,也就意味着CPU一次会向内存发送或从内存读取64bit的数据,那么这一个64bit的数据集合就是一个内存条BANK,很多厂家的产品说明里称之为物理BANK(Physical BANK),目前绝大多数的芯片组都只能支持一根内存包含两个物理BANK,但是针对某个具体的条子,很多人想当然,认为每个DIMM插槽使用内存条的面数来区分占用几个BANK通道,单面的(16M,64M)只占用一个物理BANK,而双面的(32M,128M)则需占用两个物理BANK。实际上物理BANK与面数是无关的,PCB电路可以设计成双面和单面,也可把全部芯片(16颗)放在一面上(至少从理论上是完全可能)。有些内存条单面就是一个物理BANK,但有些双面才是一个物理BANK,所以不能一概而论。前一阵闹得沸沸扬扬的大度256MB内存条就是一个典型的例子,虽然是双面并多达16枚芯片,但仍然是单个物理BANK的。要准确知道内存条实际物理BANK数量,我们只要要将单个芯片的逻辑BANK数量和位宽以及内存条上芯片个数搞清楚。各个芯片位宽之和为64就是单物理BANK,如果是128就是双物理BANK。目前的芯片组最多支持2个物理BANK。所以内存厂家生产的内存条都不可能超过2个物理BANK。


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