內(nèi)存雙通道概述

內(nèi)存雙通道，就是在北橋(又稱之為MCH)芯片級里設(shè)計兩個內(nèi)存控制器，這兩個內(nèi)存控制器可相互獨立工作，每個控制器控制一個內(nèi)存通道。在這兩個內(nèi)存通CPU可分別尋址、讀取數(shù)據(jù)，從而使內(nèi)存的帶寬增加一倍，數(shù)據(jù)存取速度也相應(yīng)增加一倍(理論上)。流行的雙通道內(nèi)存構(gòu)架是由兩個64bit DDR內(nèi)存控制器構(gòu)筑而成的，其帶寬可達(dá)128bit。因為雙通道體系的兩個內(nèi)存控制器是獨立的、具備互補(bǔ)性的智能內(nèi)存控制器，因此二者能實現(xiàn)彼此間零等待時間，同時運(yùn)作。兩個內(nèi)存控制器的這種互補(bǔ)“天性”可讓有效等待時間縮減50%，從而使內(nèi)存的帶寬翻倍。 雖然這項新規(guī)格主要是芯片組與主機(jī)板端的變化，然而雙通道存在的目的，也是為了解決內(nèi)存頻寬的問題，使主機(jī)板在即使只使用DDR400內(nèi)存的情況下，也可以達(dá)到頻寬6.4GB/s。雙通道是一種主板芯片組(Athlon 64集成于CPU中)所采用新技術(shù)，與內(nèi)存本身無關(guān)，任何DDR內(nèi)存都可工作在支持雙通道技術(shù)的主板上。

雙通道內(nèi)存技術(shù)其實是一種內(nèi)存控制和管理技術(shù)，它依賴于芯片組的內(nèi)存控制器發(fā)生作用，在理論上能夠使兩條同等規(guī)格內(nèi)存所提供的帶寬增長一倍。它并不是什么新技術(shù)，早就被應(yīng)用于服務(wù)器和工作站系統(tǒng)中了，只是為了解決臺式機(jī)日益窘迫的內(nèi)存帶寬瓶頸問題它才走到了臺式機(jī)主板技術(shù)的前臺。在幾年前，英特爾公司曾經(jīng)推出了支持雙通道內(nèi)存?zhèn)鬏敿夹g(shù)的i820芯片組，它與RDRAM內(nèi)存構(gòu)成了一對黃金搭檔，所發(fā)揮出來的卓絕性能使其一時成為市場的最大亮點，但生產(chǎn)成本過高的缺陷卻造成了叫好不叫座的情況，最后被市場所淘汰。由于英特爾已經(jīng)放棄了對RDRAM的支持，所以主流芯片組的雙通道內(nèi)存技術(shù)均是指雙通道DDR內(nèi)存技術(shù).

雙通道內(nèi)存技術(shù)是解決CPU總線帶寬與內(nèi)存帶寬的矛盾的低價、高性能的方案。CPU的FSB(前端總線頻率)越來越高，英特爾 Pentium 4比AMD Athlon XP對內(nèi)存帶寬具有高得多的需求。英特爾 Pentium 4處理器與北橋芯片的數(shù)據(jù)傳輸采用QDR(Quad Data Rate，四次數(shù)據(jù)傳輸)技術(shù)，其FSB是外頻的4倍。

英特爾 Pentium 4的FSB分別是400、533、800MHz，總線帶寬分別是3.2GB/sec，4.2GB/sec和6.4GB/sec，而DDR 266/DDR 333/DDR 400所能提供的內(nèi)存帶寬分別是2.1GB/sec，2.7GB/sec和3.2GB/sec。在單通道內(nèi)存模式下，DDR內(nèi)存無法提供CPU所需要的數(shù)據(jù)帶寬從而成為系統(tǒng)的性能瓶頸。而在雙通道內(nèi)存模式下，雙通道DDR 266、DDR 333、DDR 400所能提供的內(nèi)存帶寬分別是4.2GB/sec，5.4GB/sec和6.4GB/sec，在這里可以看到，雙通道DDR 400內(nèi)存剛好可以滿足800MHz FSB Pentium 4處理器的帶寬需求。而對AMD Athlon XP平臺而言，其處理器與北橋芯片的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)采用DDR(Double Data Rate，雙倍數(shù)據(jù)傳輸)技術(shù)，F(xiàn)SB是外頻的2倍，其對內(nèi)存帶寬的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于英特爾 Pentium 4平臺，其FSB分別為266、333、400MHz，總線帶寬分別是2.1GB/sec，2.7GB/sec和3.2GB/sec，使用單通道的DDR 266、DDR 333、DDR 400就能滿足其帶寬需求，所以在AMD K7平臺上使用雙通道DDR內(nèi)存技術(shù)，可說是收效不多，性能提高并不如英特爾平臺那樣明顯，對性能影響最明顯的還是采用集成顯示芯片的整合型主板。

NVIDIA推出的nForce芯片組是第一個把DDR內(nèi)存接口擴(kuò)展為128-bit的芯片組，隨后英特爾在它的E7500服務(wù)器主板芯片組上也使用了這種雙通道DDR內(nèi)存技術(shù)，SiS和VIA也紛紛響應(yīng)，積極研發(fā)這項可使DDR內(nèi)存帶寬成倍增長的技術(shù)。但是，由于種種原因，要實現(xiàn)這種雙通道DDR(128 bit的并行內(nèi)存接口)傳輸對于眾多芯片組廠商來說絕非易事。DDR SDRAM內(nèi)存和RDRAM內(nèi)存完全不同，后者有著高延時的特性并且為串行傳輸方式，這些特性決定了設(shè)計一款支持雙通道RDRAM內(nèi)存芯片組的難度和成本都不算太高。但DDR SDRAM內(nèi)存卻有著自身局限性，它本身是低延時特性的，采用的是并行傳輸模式，還有最重要的一點：當(dāng)DDR SDRAM工作頻率高于400MHz時，其信號波形往往會出現(xiàn)失真問題，這些都為設(shè)計一款支持雙通道DDR內(nèi)存系統(tǒng)的芯片組帶來不小的難度，芯片組的制造成本也會相應(yīng)地提高，這些因素都制約著這項內(nèi)存控制技術(shù)的發(fā)展。