一篇：CPU簡介

本章內容結構如下：

1.概述

本篇介紹的內存指的是電腦（PC）中常見的內存，也被稱為運行內存，這一類內存屬于動態隨機訪問存儲器DRAM(Dynamic Random Access Memory)。

DRAM的優勢在于其結構簡單，面積小，存儲密度高(現在內存條的容量都趕得上多年前的硬盤了)；缺點是易失性，為了保持數據，DRAM采用電容存儲數據，電容放電后電荷就沒有了，所以電腦斷電后內存里的數據也就沒有了。

2.內存的功能

內存是電腦硬盤與CPU之間溝通的橋梁，其本質就是一個緩沖區（可以理解為中轉站）。當我們在電腦中運行軟件時，CPU會把需要運算的數據從硬盤送到內存中。當數據被送到內存中后，CPU就開始和內存進行數據交換。

由于內存讀取數據的速度（雙通道內存在20GB/左右）要遠遠高于硬盤（固態硬盤在3GB/s左右），當我們在電腦中完成軟件或游戲的加載后，程序的運行速度就會大大提高。

因此，內存對一臺電腦的性能和運行穩定性，會產生直接的影響。

3.內存的組成

內存的外觀如下圖所示。它主要由PCB電路板(Printed Circuit Board,印制電路板)、SPD芯片（Serial Presence Detect，一個8針的EEPROM）和內存顆粒組成。

其中：

• 內存顆粒：內存顆粒時內存中最重要的元器件，其“體質”的優劣決定了內存的頻率和時序（這個下面會詳細介紹）。市場上雖然有眾多的內存品牌，但這些品牌中沒有一家擁有生產內存顆粒的能力。目前，世界上主要生產內存顆粒的廠商只有三星、海士力和鎂光三家，其中三星和海士力是韓國企業，韓國控制著全世界70-80%左右的內存顆粒供應。
• PCB電路板是印制電路板，是一種載體，主要承擔集成電路、DRAM顆粒(內存顆粒）等組件，只有設計合理的PCB電路板，才能發揮出內存顆粒的最佳性能。目前，現在的內存條一般都有8層PCB，而如果是一些高端的游戲內存條，會采用10層。
• SPD芯片：內存上的SPD芯片是一塊可擦寫的ROM，其中寫入的是內存的信息，包括生產時間、容量、使用的內存顆粒等。

4.內存的分類

內存通PCD電路板上的金手指與電腦主板連接，性能很大程度取決于主板對其的支持。因此，我們可以簡單地通過內存金手指上防呆口的位置和內存的頻率對內存進行分類。

目前，常見的DDR內存由SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory, 同步動態隨機存取存儲器)發展而來，分為DDR1、DDR2、DDR3和DDR4等幾種，其中DDR1已經基本退出市場。剩下的DDR2、DDR3和DDR4內存，其金手指上防呆口的位置都各不相同。

防呆口的作用就是防止用戶在主板上插錯內存。不同類型的DDR內存互不兼容，只能安裝在與其對應的主板插槽上，否則就會發生錯誤，甚至有燒壞主板的風險。

而每一塊主板上的內存插槽附近，一般都會標注其支持的內存類型。

除了區分內存是幾代DDR的防呆口位置以外，我們還可以通過頻率來對內存進行分類（這里主要針對DDR3和DDR4內存）。頻率，是內存的重要參數之一，它決定著內存條的速度，代表著電腦運行程序時，CPU對內存訪問的頻率。

CPU每秒訪問內存的次數越多，也就代表著單位時間內產生的數據量也就越多，也可以看成是內存的讀寫速度越快。

內存的頻率是以兆赫（MHz，波動頻率單位之一）為單位來計量的，在一定程度上，內存的頻率越高、速度越快，也就代表其性能就越好（一般有2400MHz、2133MHz、2666MHz、3000MHz、3200MHz、3600MHz等）。

5.內存的主要參數

內存的主要參數有3個，容量、頻率和時序。

容量

內存的容量，指的是內存的存儲容量。

內存就像下圖所示的蓄水缸，內存容量的概念也和蓄水缸容量的概念類似。當電腦啟動某個程序后，CPU就通過主板控制內存開始接收來自硬盤的水（數據），把水（數據）暫時存著，當CPU要用水（數據）了就放出去。

因此，內存的容量當然越大越好。

目前，市面上流通的單條內存容量基本都是2的冪次方G的。普通辦公應用，使用4-8G內存就足夠了，普通游戲玩家，使用8-16G內存即可，更高端的圖形圖像處理或頂級游戲玩家，可以配置32G甚至更大的內存。

頻率

前面在介紹內存的分類時曾經提到內存的頻率是內存重要的參數。

決定每次頻率的是內存顆粒，每一塊內存條上內存顆粒每秒能夠承受的訪問次數是有上限的。超過了承受上限電腦就會出現無法啟動的情況。而這個上限是由內存顆粒的“體質”決定的。

體質是天生的，它像CPU一樣，在生產過程中就決定了。內存顆粒生產商在制作內存顆粒時，會將體質普通的內存顆粒供應給內存制造廠商，生產出頻率2400MHz的普通內存，而那些體質較好的顆粒，每秒能承受更高頻率的訪問，會被在最后的“等級篩選”階段被挑選出來，做成高頻的內存。

我們在購買內存時，商品上標注的頻率就是內存廠商承諾內存可以達到的頻率。

這里需要注意的是：內存上標注頻率不等于內存安裝在電腦上就一定可以達到的頻率。這是因為有些主板廠家為了保證內存能穩定工作，會在主板上把內存的訪問頻率設置在2133或2400。這時，如果我們在電腦上安裝了更高頻的內存，就需要手動在主板BIOS中設置內存的頻率，也就是所謂的“內存超頻”。

時序

內存時序是描述同步動態隨機存取存儲器（SDRAM）性能的四個參數：CL、TRCD、TRP和TRAS，單位為時鐘周期。它們通常被寫為四個用破折號分隔開的數字，例如下圖所示內存條上標注的16-18-18-36就代表這根內存的時序。

內存時序參數指定了影響隨機存取存儲器速度的延遲時間。我們可以簡單地理解為CPU去內存中找數據，在內存中精確地找到想要的數據，并且返回的這個時間就是延遲時間。時序以納秒（ns）為單位。

以頻率為2400MHz的內存為單位，在CPU對內存完成2400MHz次的數據訪問之后，將這2400MHz次的訪問延遲時間全部加起來，得出的總延遲就是時序。因此，時序參數中較低的數字通常意味著更快的性能，所以在內存頻率相同的情況下，內存時序越小越好。

隨著內存頻率的增加（也就是每秒CPU訪問內存次數的增加），時序值雖然會變得越來越大。但是根據公式：

(時序CL×2000)	÷頻率（MHz）=延遲(ns)

計算下來，時序其實并沒有增加多少。

盡管如此，有些體質好的內存顆粒，能把CPU在內存中找數據的時間降的相對較低。所以在頻率相同的情況下，選擇內存時，時序是越低越好。

6.內存超頻

內存的超頻就是讓內存運行在比主板默認設定更高的頻率下。

比如，內存在出廠的時候就會有一個默認頻率，也就是我們買內存的時候看到標簽上的頻率參數。

而主板也有一個默認支持的穩定頻率，一般DDR3是1333MHz/1600MHz，DDR4是2133MHz/2400MHz。如果我們買了DDR4 3000MHz頻率的內存條，然后直接將內存插在主板上使用，那么很大可能開機內存只以2133或者2400MHz的頻率運行，這個時候我們就需要進行超頻了。

內存的超頻也分兩個部分，一個是讓CPU能夠正確識別到內存的默認頻率的超頻，也就是XMP超頻（內存超頻預設）；另一個則是要我們手動去選擇內存設置里面的各項參數的，包括頻率，電壓，第一時序，第二時序等內容。

XMP超頻

XMP超頻實際上就是通過主板上的設置，把我們的內存實際頻率給展示出來，一般現在的主板都帶有XMP功能（XMP是英特爾的技術名稱，AMD的主板也有同樣的功能，不過名字有點不同），只要在BIOS中找到內存的XMP設置，打開XMP功能即可完成內存的預設超頻。

正常情況下，我們直接在主板上插入內存后，啟動電腦在Windows系統的任務管理器中可以看到的內存頻率是2133MHz。

而如果我們使用的內存是3000MHz的，就需要通過XMP功能把這個內存原來的頻率打開。進入BIOS中，找到XMP的設置。

直接將它打開就可以了。

接下來保存BIOS設置，然后重新啟動電腦，再次打開【任務管理器】窗口，就可以看到內存頻率發生了變化。

需要注意的是：有些主板平臺上設置了最高支持的默認內存頻率（例如2666MHz），這個是主板芯片組的限制，在這種情況下，所以就算我們使用了3000MHz的內存條，并對內存進行了超頻處理，內存的最高頻率也無法超越主板限制的頻率（2666MHz）。

手動超頻

內存的手動超頻是指通過在主板BIOS中設置內存參數，來達到更高的內存頻率。手動超頻受到很多方面的因素影響，比如CPU、主板、內存顆粒、內存時序、內存電壓等，因此，在開始手動超頻之前，用戶應該先多了解一下這方面的知識，然后再嘗試通過調整主板BIOS中超頻設置，逐漸實現超頻（具體過程與上面介紹的方法類似，這里不再重復闡述）。

7.雙通道內存

什么是雙通道內存

在介紹雙通道內存之前，我們需要先普及一些基礎知識。

電腦中各個元器件之間有大量的數據要進行交換和處理，這些數據傳輸是要經過一定的通道的，這些通道就和城市間的道路一樣，只不過上面走的不是汽車而是數據。

電腦中的道路也和實際的道路一樣，有自己的車道數量，有速度限制。我們可以把這兩個概念對應為兩個名詞——位寬和時鐘頻率。

• 位寬可以簡單的理解為車道的數量
• 時鐘頻率可以理解為車道的車輛限速。

在位寬和時鐘頻率的基礎上，還可以進一步引申出另一個名字——帶寬。帶寬可以被簡單理解為電腦中道路的車流通行能力?？梢杂靡韵鹿接嬎悖?/p>

帶寬=時鐘頻率x總線位數/8

由此，我們思考一下就可以得出結論，影響電腦里數據交換能力的主要關鍵因素就是：車道的數量（位寬），還有車道限速（電腦元器件時鐘頻率）

在了解了以上概念之后，我們就可以對比單通道，來介紹雙通道內存了。當我們的電腦中只有一條16G的內存，在電腦中打開一個軟件，這個軟件的數據就只會在這個內存里。

而如果電腦中使用兩根8G內存組建了雙通道，當我們打開一個軟件后，軟件的數據會被平均分到兩個內存里，那么CPU在讀取這個軟件的數據時就是同時從兩個內存獲取數據，那么就相當于車道的數量翻倍了，也就是位寬翻倍。

如果假設采用雙通道的兩根8G內存和采用單通道的單根16G內存的頻率是完全一樣的，根據公式：

帶寬=時鐘頻率x總線位數/8

雙通道8G內存的總帶寬就是單通道16G內存的兩倍。由于帶寬代表數據交換的能力，那么就可以理解為雙通道8G內存的數據讀寫速度是單通道16G內存的兩倍。

因此，說白了雙通道內存就是將多個內存由串聯方式改良為并聯方式，從而獲取更大的內存帶寬的一種技術。

如何組建雙通道內存

組建雙通道內存的方法應根據主板內存條的數量來具體判斷。

如果主板上只有兩條內存插槽，我們將內存插滿即可組建雙通道內存方案。

如果主板擁有四根插槽設計，需要插入兩根內存的情況下。

我們需要將內存插入1和3插槽或者2、4插槽隔插（相同插槽顏色）即可（在主板支持雙通道，但不支持四通道的情況下，我們如果將主板上的4條內存插槽插滿就自動組建了雙通道內存）。

雙通道內存的規則

在設置雙通道內存時，應遵循以下規則，否則將會降到單通道模式。

• 使用相同容量的內存。
• 使用相同頻率的參數。
• 參照上圖所示匹配對稱的內存插槽位置。

目前，普通頻率的內存組成雙通道內存后性能已經很強了，能夠滿足絕大多數人使用電腦的需求。

9.內存的常見品牌

常見的電腦（PC）內存品牌有金士頓、威剛、詹宇、芝奇、十栓、海盜船、影馳等。不同的品牌在品控、外觀、做工、用料、定位、價格和產品線上都有各自的特點。

讀者可以通過電商頁面提供的內存信息，自行判斷具體品牌內存的優劣，選擇合適的內容，這里不做詳細闡述。

10.內存的未來

DDR5是下一代DDR內存，預計將比其前身DDR4提供更高的帶寬，速度和更低的功耗。

2017年3月，制定DDR標準以及其他內存和存儲標準的JEDEC（聯合電子設備工程會議）宣布將在2018年發布DDR5標準。2018年11月，(海士力)SK Hynix發布了世界上第一個符合DDR5標準的RAM模塊，計劃于將于2020年推出。

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我們選購電腦時，不清楚到底應該選擇多大的內存，買大內存，又覺得費錢，買小了又怕以后不夠用，那么買電腦時到底要如何選擇適合自己的內存呢？

那么電腦內存容量是越大越好嗎？其實并不是，此前英特爾官微就表示，合適才最重要，因為數據會“分別”存儲在內存中的各個“小房間”里。如圖所示，將4塊餅干分到2個盒子中，只需打開2次盒子，但分到4個盒子中，打開盒子的時間就會翻倍，導致電腦運行速度變慢。

也就是說，對于大多數用戶來說，雙通道就能滿足需求，反而更四通道會增加內存延遲，因此建議大家選購內存或者購買筆記本時，可以優先選擇雙通道。

此外在內存條容量大小的選擇方面，也要根據自己對于電腦的使用需求而定。對于游戲用戶來說，一般8G容量的內存就夠了（極個別游戲需要16G內存），普通辦公4G或者8G就可以，3D設計渲染16G起步，建議32G或者更大內存。

那么如何知道自己的內存條容量是否夠用呢？其實每臺電腦都有安裝好的內存條容量大小標準，我們可以將使用電腦的需求軟件和游戲打開，然后再按ctrl+alt+delete組合鍵，打開任務管理器，任務管理器界面中我們點擊性能菜單，這時候我們就能看出來電腦的CPU和內存條使用情況。

內存條容量百分比越大，證明內存條使用率越高，電腦內存條容量相對不足，運行自己要用的軟件和游戲后，如果任務管理器內的內存條容量百分比在80%以內均算正常，超過80%使用率就怎么電腦內存條容量不夠或偏小。

因此，當我們發現電腦卡頓時，不要盲目的去加內存，而是要去查看內存是否不夠，畢竟CPU性能不行，加內存條依然會卡。