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Motherboard & RAM

記憶體挑選準則

  • 時脈越高越好
  • 時序越低越好

記憶體種類

  • 揮發性記憶體 Volatile Memory
    • Static Random Access Memory (SRAM)
    • Dynamic Random Access Memory (DRAM)
  • 非揮發性記憶體 Non-Volatile Memory
    • Read-Only Memory (ROM)
    • Flash Memory

DRAM Level

  1. Channel

    每組記憶體控制器個別對應一個 channel。

  2. DIMM

    早前消費者必須購買記憶體顆粒直接插在主機板上,而後才漸漸發展出將多組記憶體顆粒焊在一片電路板上的做法,隨著時代演進依序出現以下兩種配置:

    • Single In-line Memory Module (SIMM) 頻寬 32-bit
    • Dual In-line Memory Module (DIMM) 頻寬 64-bit
  3. Rank

    可視為「分組」。連接到同一個 Chip Select (CS) 的記憶體顆粒 (Chip)。

    一個 Rank 會有幾顆 Chip 端看記憶體控制器頻寬與顆粒頻寬之間的關係。記憶體控制器通道 64-bit 寬,記憶體顆粒則是 8-bit 寬,則並聯八顆即可滿足記憶體控制器的需求,也就是一組 Rank。若記憶體顆粒通道為 16-bit 寬,則一組 Rank 只有四顆 Chip。

    因為雙 Rank (2R) 的模組因為顆粒數目較多,大多會將顆粒焊在兩面;而單一 Rank 的模組有焊在同一面也有焊在兩面的。記憶體模組 Rank 數與單雙面焊件並無絕對關係,有雙面雙 Rank 的記憶體模組,也有雙面單 Rank 的記憶體模組。

  4. Chip
  5. Bank
  6. Row/Column

Motherboard Memory Layouts

一般的主機板,CPU 內部的 Integrated Memory Controller (IMC) 走線到記憶體插槽在四個插槽以上的配置有兩種:

  • Daisy Chain
  • T-Type (T-Topology)

Daisy Chain / T-Type

在 ITX 或特規主機板上通常只有兩個記憶體插槽,在 1 DIMM Per Channel (1DPC) 這樣的配置下,IMC 很單純就是各拉一條線到個別的插槽,沒有兩條記憶體共享頻寬的問題,因此訊號最好記憶體也最容易超頻上去。

ODT

在 DDR 和 DDR2 時代,阻抗做在主機板上,較難適配不同的記憶體。DDR3 則是改成在記憶體上的 On-Die Termination (ODT),透過主機板 BIOS 中的 Memory Reference Code (MRC) 針對不同的記憶體去調控阻抗。

signal reflection

天線 (stub) 所造成的干擾

單面比較好超

CPU 的 IMC 品質好壞也會影響到記憶體的超頻能力

Configuration

  • 1 DIMM Per Channel (1DPC)
  • 2 DIMMs Per Channel (2DPC)

同捆包

絕大部分市售雙通道、四通道組合之記憶體皆為通過 1DPC configuration 測試,極少數有測試 2DPC configuration。

  • 兩根包
  • 四根包

SPD

記憶體上的 EEPROM 是介於 BIOS 和記憶體本身之間很重要的溝通工具,開機時 BIOS 用以確認初始記憶體頻率、電壓等參數,另外還記錄了:

  • XMP profile(Intel 平臺)
  • Chip ID(板廠可藉由此參數辨別顆粒特性來優化)
  • Stepping ID
  • PCB ID

記憶體體質判斷

記憶體廠商生產出記憶體後,定義其頻率的方式是看在某特定平臺(通常是 1DPC 配置)上測試能穩跑的最低頻率。因此這個「特定平臺」就變成了重點。

記憶體體質不能只看標籤,要搭配主機板以及 configuration(1DPC 或 2DPC)共同來看。QVL 過測的記憶體主機板組合一定可以跑到其宣稱頻率甚至更高。

同樣的一根記憶體,其表現在不同平臺會有落差。以 ITX 平臺(兩插槽 1DPC)生產過測的 DDR4-3600 兩根包為例:

  • Daisy Chain layout 主機板:維持或稍降
  • T-Type layout 主機板:降很多

又,一根在 T-Type 生產過測的記憶體,改插 Daisy Chain 其頻率可以再拉高。

References