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只知道內存容量怎麼行,作為研發你還得知道這些!

內存在電子產品的設計中可以說是必需品,無論什麼產品都需要。可以是板載內存顆粒,也可以是插內存條的形式。

只知道內存容量怎麼行,作為研發你還得知道這些!

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皮皮最近又被一個事情給弄懵逼了,評估一個板子布局是否能夠放的進去。由於板子空間小,器件多(怎麼產品都是這麼個情況)。想把內存顆粒用16bit的替換目前8bit的設計,這樣一個略大點顆粒替換掉兩個顆粒,豈不是美哉。空間直接省出來一半。原創今日頭條:卧龍會IT技

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圖片只是示意,不是實際設計

然鵝,EE直接說你too young,too simple。用四顆達不到總容量要求,只能用八顆。然後說一堆8位什麼容量,16bit顆粒什麼容量。我的理解16bit的顆粒比8bit的多一倍,難道容量不翻倍嗎?立馬把我弄的更懵逼,好吧,大哥聽您的!原創今日頭條:卧龍會IT技術

但是,皮皮豈是那種別人說啥就是啥的人呢? 所以,找了一些資料,終於搞明白這個內存的容量計算方法。過來分享給大家看看,我也是現學現賣,大家看看有沒有疑問,可以留言討論哦!

首先,我想上一張圖,很多年前某個高手做的,畫的非常淺顯易懂。有點歐姆社漫畫的風格。這個也是我當初對內存的啟蒙教材。

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上圖把晶元比作調度中心,匯流排比作傳送帶,P_BANK比作倉庫基地,L_BANK比對子倉庫,地址單元比作L_BANK的內部示意圖。是不是非常的形象易懂啊。但是,初學也不要把內存想像成為了存儲,它只是臨時性的倉庫。

下面我講解一下上面提到的概念:


1. 物理Bank:(P_BANK)

內存系統為了保證CPU 的正常工作,必須一次傳輸完CPU 在一個傳輸周期所需要的數據。而CPU在一個傳輸周期能接受的數據容量就是CPU數據匯流排的位寬,單位是bit(位)。

這個位寬就稱之為物理Bank(Physical Bank,P-Bank)的位寬。

以前很老的電腦兩條72pin 的SIMM 才能啟動,因為一條72pin -SIMM 只能提供32bit 的位寬,不能滿足64bit數據匯流排的需要。直到168pin-SDRAM DIMM上市後,才可以使用一條內存開機。完了,不小心暴露年紀了。

現在CPU內存數據的位寬還是64bit。還好沒增加,要不拉內存又苦逼一些。

P-Bank是SDRAM及以前傳統內存家族的特有概念,現在一般說通道(Channel),因為現在多為並髮式多通道DDR。也就是我們看到的主板上面有多個內存條。一般兩根內存是一個通道。但是,不排除一根內存一個通道,或多個根內存一個通道。

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2. 晶元位寬(bit)

上面也提到位寬的概念,那麼為了滿足CPU的位寬需求,我們是不是也要有一個相同位寬的SDRAM內存晶元連接,才能使CPU正常工作呢?原創今日頭條:卧龍會IT技術

但這對技術的要求很高,我估計應該是成本和應用的問題,CPU都有能研究出來,64bit的內存顆粒應該也可以。哈哈,這點得需要專業做內存的來解釋了。所以晶元的位寬一般都較小。

目前市場所用的SDRAM晶元位寬一般是16bit和 8bit。這樣,為了組成P-Bank 所需的位寬,就需要多顆晶元並聯工作。對於16bit 晶元,需要4顆(4×16bit=64bit)。對於8bit 晶元,則就需要8 顆。

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上圖是一個帶ECC和寄存器的內存條,由8個8bit的晶元組成


3. 邏輯Bank:(L_BANK)

上面講了需要多個SDRAM 組成一個P_BANK。那麼SDRAM內部又是怎樣組成呢?

簡單地說,SDRAM的內部是一個存儲陣列。因為如果是管道式存儲(就如排隊買票),就很難做到隨機訪問了。陣列就如同表格一樣,將數據"填"進去,你可以它想像成一張表格。和表格的檢索原理一樣,先指定一個行(Row),再指定一個列(Column),我們就可以準確地找到所需要的單元格,這就是內存晶元定址的基本原理。原創今日頭條:卧龍會IT技術

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對於內存,這個單元格可稱為存儲單元,那麼這個表格(存儲陣列)叫什麼呢?它就是邏輯Bank(Logical Bank, L-Bank)

一般一顆內存晶元有多個L_BANK,現在最大可以達到8個。


4.地址單元:

地址單元就是上面提到的每個邏輯Bank中的存儲整列。每一個格就是一個存儲單元,裡面存放了這個晶元位寬的一組數據。比如:一個8bit的晶元,一個存儲單元中存放一組8位的二進位代碼。

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5.內存容量計算:

如果明白以上幾個概念,就很容易知道一個內存顆粒的容量。公式如下:

顆粒容量=行X列X _BANK X 位寬

只知道內存容量怎麼行,作為研發你還得知道這些!

上圖是在某晶元廠手冊中的一個表,它的容量就是:64*4*8*4=8Gb的容量。原創今日頭條:卧龍會IT技術

現在回到文章開篇的問題上面,其實很簡單。以目前的生產工藝,位寬不同,但是最高容量一樣。也就是說, 比如 8bit和32bit最大都只能做到1Gb,但是我需要8Gb的最高內存容量。用4顆16bit的只能達到1*4Gb,只能使用8顆8bit的能到1*8Gb。所以,就是為什麼需要8顆的原因了,不是我想的位寬增加一倍,容量也增加一倍。

好了,現在是不是對內存內部組成和結構有了清晰的認識。乾貨滿滿哦!覺得好點個贊吧!也可收藏,轉發一下!感謝支持

原創:卧龍會 皮希彼


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