入门知识转自知乎：深入浅出笔记本电脑-内存篇

会员1143994 · 发表于 2021-10-6 11:05:53

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通过上一篇文章「深入浅出笔记本电脑-CPU篇」，我们学习到了关于笔记本电脑CPU中央处理器的参数、品牌、型号和常见关键场景的详细描述，最后还给出了最新的CPU天梯排行榜，供大家在选购笔记本电脑时候作出定性定量的参考。

[color=inherit !important]Jerome明允：深入浅出笔记本电脑-CPU篇11 赞同 · 0 评论文章

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接下来我们继续开始挖掘笔记本电脑的其它组件，本篇文章阐述的内存，内存对于笔记本电脑的性能起着极其重要作用。让我们来通过以下6个方面，一步步地解开内存的神秘面纱。

内存品牌、发行代
内存关键参数详解，包括频率、容量、能耗
通道理论
其它关键场景分析
排行榜分析
市面主流选购推荐

一、内存概览

日常计算机使用过程中，对于内存的概念想必不会陌生，它是计算机系统组件之间的沟通桥梁，是计算机系统中不可缺少的一部分。内存的运行快慢也决定了计算机整体的性能高低。

自1996年Samsung公司提出了DDR SDRAM之后，「同步动态随机存取内存」就逐步走进了人们的生活。

1.1 内存发行代

DDR发展到现在，已经历经了1~4代，目前市面上最新的DDR发行代是DDR4。下图列举了历史以来不同标准的内存条及其针脚数对应关系。

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我们先来理解一下DDR的几个概念。[1][2]

DRAM英文全称“Dynamic Random Access Memory”，中文“动态随机存取内存”，它是一种半导体的存储器，主要是利用电容内存储电荷的多和少来标识一个BIT是0还是1。对于DRAM来说，必须保持周期性地充电以保障数据在「门控D锁存器」中不会出现数据丢失。
SDRAM英文全称“Synchronous Dynamic Random-Access Memory”，中文“同步动态随机存取内存”。它是一个具备了同步接口的动态随机存取内存（DRAM）。
DDRDDR全程DDR SDRAM，即“双倍速率的SDRAM”。可以说DDR是妥妥的SDRAM的升级版本。为什么说它是双倍速率呢？因为普通的SDRAM在一个时钟频率内只会传输一次数据，而DDR则是两次，即在时钟的上沿和下沿期分别传输一次数据，数据传输场景如下图所示。

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LPDDRLPDDR全称“Low Power Double Data Rate SDRAM”，又称为mDDR（Mobile DDR SDRAM），是具有低功耗、体积小的特殊DDR，主要面向于移动便携设备使用。目前LPDDR标准已经发行到第5代。

每一代DDR内存的预取缓存Bit数（Prefetch）、时钟频率范围（Data Rate）、数据传输带宽范围（Transfer Rate）、电压范围（Voltage）参数范围统计如下：

Data Rate 时钟频率内存时钟频率，简称内存频率，是衡量内存性能关键的指标之一。同CPU主频一样,内存频率通常用来表示内存的运行速度,并以MHz作为计量单位。内存发展至今,已经来到了DDR4时代。从2133MHz、2400MHz的入门频率到3000、3600MHz的主流频率,再到4000MHz甚至更高的频率,多种多样的频率极大丰富了我们的选择。
Prefetch 预取缓存Bit数预取技术在DDR第1代之时就已经开始应用，无论是CPU还是Memory或者是GPU都有使用到该技术手段。指的是在一个时钟周期内从存储单元内预先取出的比特Bit数，通过上下沿两期个传输50%的数据出去，以完成在一个时钟周期内把所有预取的数据全部传输到北桥上。这里所出现的nBit也常常被称为n倍的芯片位宽。

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Transfer Rate 数据传输带宽内存带宽计算公式：带宽=内存时钟频率×内存总线位数×倍增系数/8。以DDR400内存为例，它的运行频率为200MHz，数据总线位数为64bit，由于上升沿和下降沿都传输数据，因此倍增系数为2，此时带宽为：200×64×2/8=3.2GB/s（如果是两条内存组成的双通道，那带宽则为6.4 GB/s）。

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以上图标数据可发现，新代的DDR普遍比前一代DDR在Prefetch、Data Rate、Transfer Rate上的性能都会翻一番。也正是因为这样，才成就了我们目前市面上的高性能笔记本电脑的诞生。

1.2 常见内存品牌

以下通过一张目前内存条国内市场占比图，来阐述当前流行内存品牌有哪些，我们可以选配的附加内存条有哪些。

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二、内存参数详解

关于内存参数，我们分为三方面进行详细的阐述，以期提供给同学们更多的选购参考建议。

内存频率[3]内存频率，也称内存主频，用以标识内存的计算能力的高低，代表着内存所能达到的最高工作频率。常用的单位是兆赫兹（MHz）。内存发展至今，已经来到了DDR4时代，从2133MHz、2400MHz的入门频率到3000、3600MHz的主流频率，再到4000MHz甚至更高的频率，多种多样的频率极大丰富了我们的选择。一般来说，内存主频越高，计算能力越强，运行速度越快。内存频率分为：- 参数型，即内存出厂的内存频率支持范围。- 实际型，即实际使用过程中的内存频率取决于主板、CPU两个部件的参数限制。在选购内存条之时，不能一昧地选用最新款、性能最强劲的，还需要额外参考下CPU、主板所支持的内存代数、内存频率和内存容量三方面。水桶效应（短板效应）取最短的一个阈值，便是你笔记本所能支撑的最佳内存。
容量内存容量的大小影响着计算机并行计算能力的强弱。当然，这也不代表可以无限制操作内存添加，可支持内存的大小取决于主板、操作系统和CPU。- 操作系统32位最大支持4GB，因为寄存器中的一位可以引用内存中的单个字节，因此32位系统最多可以寻址4GB（4,294,967,296字节）的RAM。实际限制通常较小，约为3.5 GB，因为注册表的一部分用于存储内存地址以外的其他临时值。64位理论上可以支持17,179,869,184GB。当需要支持大于4GB以上内存之时，要求相应的CPU也需要是64Bit的，否则将无法支持。

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- 主板主板支持的最大内容容量是由主板上的芯片组所决定，北桥决定了整个芯片所能支持的最大内存容量。额外地，主板上的内存插槽也限制了内存条的数量。

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- CPU32位CPU只支持安装32位的操作系统，64位CPU可以支持安装32位（并不能100%完全兼容）、64位操作系统。在内存方面，64位的CPU可以支持更大的内存，而32位的CPU则只能支持最大4GB的内存容量。

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能耗内存能耗即指的是内存模块消耗的功率。一般情况下，电压越小，耗电量也就越低。

三、通道理论

内存的通道理论由来已久，可分为单通道、双通道、三通道、四通道。其中三、四通道主要应用与工作站和服务器方面，在消费级笔记本电脑更常见的是单通道、双通道的配置。

我们还是先从概念开始理解内存通道理论。

内存通道内存的通道，简单地理解就是连接内存和CPU之间数据传输的通道。内存是计算机当中短期临时存储，不具备持久性。CPU在处理业务数据之时，会把处理中的数据放置在内存中，以便快读和快取。而内存的通道则指的就是这些内存信息是来回交互的渠道。
单通道、双通道本质上，如果在计算机中只插入一根内存条，那么它将以单通道的配置运行，如果插入两根内存条，那么它将以双通道的配置运行。关于单通道无需太多描述，就是一个内存控制器寻址一根内存条地址和操作数据存取。双通道，表示在CPU芯片里设计两个内存控制器，而它们之间可以相互独立工作，每个控制器控制一条内存通道，可以实现分别寻址、分别存取数据，提高并行数据传输能力，使得内存的带宽增加一倍，数据交换性能在理论上是可以提高一倍的。

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要利用多通道内存，处理器必须具有支持多通道架构的内存控制器，而主板必须支持该架构。此外，RAM模块必须按照与多通道体系结构级别相对应的组进行匹配。例如，双通道需要成对，四通道需要四个模块，依此类推。支持多通道体系结构的主板通常会使用颜色编码的内存插槽，以帮助确保插入匹配的模块。大多数DRAM制造商将以“套件”的形式出售内存，以确保内存模块在容量，速度，延迟，芯片和边的数量以及行和列的大小方面匹配。它如果要利用多通道内存，最好购买与主板和处理器兼容的套件中的RAM。如果插入了不匹配的内存模块，它们通常可以正常工作，但要符合最慢模块的规格。

四、其它关键场景分析1. 选择内存是频率越高越好吗？是否还有别的要考虑的东西？

目前市面上主流的内存已经是DDR4了，上文我们也阐述到关于内存频率、内存容量、内存功耗等细节知识点。

那么问题来了。