主板不支持大容量?jī)?nèi)存原因分析

★★★★★【文章導(dǎo)讀】：主板不支持大容量?jī)?nèi)存原因分析具體內(nèi)容是：一．內(nèi)存芯片的邏輯BANK我們知道主板上使用的32MB/64MB/128MB的內(nèi)存條都是由若干內(nèi)存芯片焊接在4層或6層電路板上組成的，因此首先我們必須對(duì)內(nèi)存芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)在芯片的內(nèi)部，內(nèi)存的數(shù)據(jù)是以位（bit）…

來(lái)源：日期：2013-10-25 10:50:04 人氣：標(biāo)簽：

　　一．內(nèi)存芯片的邏輯BANK

　　我們知道主板上使用的32MB/64MB/128MB的內(nèi)存條都是由若干內(nèi)存芯片焊接在4層或6層電路板上組成的，因此首先我們必須對(duì)內(nèi)存芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)在芯片的內(nèi)部，內(nèi)存的數(shù)據(jù)是以位（bit）為單位寫(xiě)入一張大的矩陣中，每個(gè)單元我們稱(chēng)為CELL，只要指定一個(gè)行（Row），再指定一個(gè)列（Column），就可以準(zhǔn)確地定位到某個(gè)CELL，這就是內(nèi)存芯片尋址的基本原理。這個(gè)陣列我們就稱(chēng)為內(nèi)存芯片的BANK，也稱(chēng)之為邏輯BANK（Logical BANK）。由于工藝上的原因，這個(gè)陣列不可能做得太大，所以一般內(nèi)存芯片中都是將內(nèi)存容量分成幾個(gè)陣列來(lái)制造，也就是說(shuō)存在內(nèi)存芯片中存在多個(gè)邏輯BANK，隨著芯片容量的不斷增加，邏輯BANK數(shù)量也在不斷增加，目前從32MB到1GB的芯片基本都是4個(gè)，只有早期的16Mbit和32Mbit的芯片采用的還是2個(gè)邏輯BANK的設(shè)計(jì)，譬如三星的兩種16MB芯片：K4S161622D （512K x 16Bit x 2 BANK）和K4S160822DT（1M x 8Bit x 2 BANK）。芯片組本身設(shè)計(jì)時(shí)在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)只允許對(duì)一個(gè)邏輯BANK進(jìn)行操作（實(shí)際上芯片的位寬就是邏輯BANK的位寬），而不是芯片組對(duì)內(nèi)存芯片內(nèi)所有邏輯BANK同時(shí)操作。邏輯BANK的地址線(xiàn)是通用的，只要再有一個(gè)邏輯BANK編號(hào)加以區(qū)別就可以了（BANK0到BANK3）。但是這個(gè)芯片的位寬決定了一次能從它那里讀出多少數(shù)據(jù)，并不是內(nèi)存芯片里所有單元的數(shù)據(jù)一次全部能夠讀出，下圖就是一個(gè)容量為32MB（256Mbit）內(nèi)存芯片內(nèi)部邏輯BANK結(jié)構(gòu)示意圖，從中你可以更清楚邏輯BANK的結(jié)構(gòu)。

　　可以看出，DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出線(xiàn)只有8根而不是32根，可以發(fā)現(xiàn)4個(gè)BANK是分時(shí)工作的，任一時(shí)刻只可能有一個(gè)BANK的數(shù)據(jù)被存取，0-3是它們的編號(hào)。每個(gè)邏輯BANK有8M個(gè)單元格（CELL），一些廠(chǎng)商（比如現(xiàn)代/三星）就把每個(gè)邏輯BANK的單元格數(shù)稱(chēng)為數(shù)據(jù)深度（Data Depth），每個(gè)單元由8bit組成，那么一個(gè)邏輯BANK的總?cè)萘烤褪?4Mbit（8M×8bit），4個(gè)邏輯BANK就是256Mbit，因此這顆芯片的總?cè)萘烤褪?56Mbit（32MB）。

　　內(nèi)存芯片的容量是一般以bit為單位的。比如說(shuō)32Mbit的芯片，就是說(shuō)它的容量是32Mb（b=bit=位），注意位（bit）與字節(jié)（Byte）區(qū)別,這個(gè)芯片換算成字節(jié)就是4MB（B=Byte=字節(jié)=8個(gè)bit）,一般內(nèi)存芯片廠(chǎng)家在芯片上是標(biāo)明容量的，我們可以芯片上的標(biāo)識(shí)知道，這個(gè)芯片有幾個(gè)邏輯BANK，每個(gè)邏輯bank的位寬是多少，每個(gè)邏輯BANK內(nèi)有多少單元格（CELL），比如目前目前64MB和128MB內(nèi)存條常用的64Mbit的芯片就有如下三種結(jié)構(gòu)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：每個(gè)邏輯BANK的單元格數(shù)×邏輯BANK數(shù)量×每個(gè)單元格的位數(shù)（芯片的位寬）。芯片邏輯BANK位寬目前的工藝水平只能多做到16位，因此大家看到幾乎所有的芯片邏輯BANK位寬只可能4/8/16三者之一。以前16Mbit的芯片基本采用的單個(gè)芯片兩個(gè)邏輯BANK，但是到了64Mbit基本就都是4個(gè)邏輯BANK設(shè)計(jì)了，今后隨著生產(chǎn)工藝水平的提高估計(jì)單個(gè)芯片8個(gè)甚至16個(gè)邏輯BANK的出現(xiàn)也不是沒(méi)有可能.

　　二．內(nèi)存條的物理BANK

　　通常主板上的每個(gè)內(nèi)存插槽分為兩段，這個(gè)大家從VIA主板BIOS設(shè)置中的BANK 0/1 DRAM Timing選項(xiàng)很容易推理得到，實(shí)際上也就是兩個(gè)BANK，不過(guò)這里的BANK概念與我們前面分析芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)提到的BANK可不一樣。簡(jiǎn)單地說(shuō)這個(gè)BANK就是內(nèi)存和主板上的北橋芯片之間用來(lái)交換數(shù)據(jù)的通道，目前以SDRAM系統(tǒng)為例，CPU與內(nèi)存之間（就是CPU到DIMM槽）的接口位寬是64bit，也就意味著CPU一次會(huì)向內(nèi)存發(fā)送或從內(nèi)存讀取64bit的數(shù)據(jù)，那么這一個(gè)64bit的數(shù)據(jù)集合就是一個(gè)內(nèi)存條BANK，很多廠(chǎng)家的產(chǎn)品說(shuō)明里稱(chēng)之為物理BANK（Physical BANK），目前絕大多數(shù)的芯片組都只能支持一根內(nèi)存包含兩個(gè)物理BANK，但是針對(duì)某個(gè)具體的條子，很多人想當(dāng)然，認(rèn)為每個(gè)DIMM插槽使用內(nèi)存條的面數(shù)來(lái)區(qū)分占用幾個(gè)BANK通道，單面的（16M，64M）只占用一個(gè)物理BANK，而雙面的（32M，128M）則需占用兩個(gè)物理BANK。實(shí)際上物理BANK與面數(shù)是無(wú)關(guān)的，PCB電路可以設(shè)計(jì)成雙面和單面，也可把全部芯片（16顆）放在一面上（至少?gòu)睦碚撋鲜峭耆赡埽Ｓ行﹥?nèi)存條單面就是一個(gè)物理BANK，但有些雙面才是一個(gè)物理BANK，所以不能一概而論。前一陣鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的大度256MB內(nèi)存條就是一個(gè)典型的例子，雖然是雙面并多達(dá)16枚芯片，但仍然是單個(gè)物理BANK的。要準(zhǔn)確知道內(nèi)存條實(shí)際物理BANK數(shù)量，我們只要要將單個(gè)芯片的邏輯BANK數(shù)量和位寬以及內(nèi)存條上芯片個(gè)數(shù)搞清楚。各個(gè)芯片位寬之和為64就是單物理BANK，如果是128就是雙物理BANK。目前的芯片組多支持2個(gè)物理BANK。所以?xún)?nèi)存廠(chǎng)家生產(chǎn)的內(nèi)存條都不可能超過(guò)2個(gè)物理BANK。

　　CPU一次只能對(duì)一個(gè)物理BANK進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)和操作（因?yàn)橐粋€(gè)物理BANK是64bit的位寬），那么內(nèi)存條要保證一個(gè)周期內(nèi)向數(shù)據(jù)總線(xiàn)提供或接收64bit的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)都是分別存儲(chǔ)在內(nèi)存條的的芯片中。那么內(nèi)存條中有多個(gè)內(nèi)存芯片，這64位數(shù)據(jù)到底是有一個(gè)芯片提供還是由所有芯片每個(gè)提供一部分呢？我們還是以上面的那顆256Mbit的芯片為例，根據(jù)芯片組的工作原理，目前還沒(méi)有那家芯片生產(chǎn)廠(chǎng)家做出位寬16位以上的芯片，所以現(xiàn)在的芯片組設(shè)計(jì)時(shí)都是要求內(nèi)存條上每個(gè)芯片均承擔(dān)提供數(shù)據(jù)的任務(wù)，也就是說(shuō)內(nèi)存條上的每個(gè)芯片都要要對(duì)這64位數(shù)據(jù)做貢獻(xiàn)，而那顆內(nèi)存芯片的位寬是8位，因此用這個(gè)芯片組成內(nèi)存條只需要8顆芯片即完成了64位數(shù)據(jù)并發(fā)任務(wù)，算下來(lái)，內(nèi)存條的容量就是32 MB (256Mbit)×8=256MB的容量，假如是內(nèi)存芯片的位寬是4位，那么需要的芯片數(shù)量必須是16顆，這時(shí)假如使用八顆位寬還是8位的64MB（512bit）芯片（單個(gè)芯片的總?cè)萘糠艘环┙M裝，盡管內(nèi)存條上的總?cè)萘窟_(dá)到了256MB的要求，還是由于位寬不夠是不能正常工作。要能工作就必須采用16位位寬的64MB（512bit）芯片。

【看看這篇文章在百度的收錄情況】