內存類型基礎知識

從計算機誕生至今，RAM（隨機存取內存）在架構和形態上都經歷了重大變革。它們主要分為兩種類型：SRAM（靜態隨機存取內存）和 DRAM（動態隨機存取內存）。

DRAM 又可細分為同步和異步兩種類型：

• 同步 RAM 與時鐘信號同步運作，速度更快，但價格較高。
• 異步 RAM 與時鐘信號不同步，速度較慢，但成本低。

SRAM 和 DRAM 這兩種類型的 RAM 目前仍然被廣泛應用，但適合於各自不同的使用場景。

現代計算機普遍使用的 DDR SDRAM 已經發展到 DDR5（第五代）。DDR SDRAM 屬於同步 RAM，提供了更高的速度和性能。

需要注意的是，RAM 通常不支持向後兼容，而且有多種形態和封裝（例如 DIMM、SO-DIMM、UDIMM 等），因此在選擇 RAM 時必須慎重。

大多數服務器和工作站會選擇使用 ECC RAM，這類內存可以自動檢測並糾正錯誤，極大地提升了系統的穩定性和可靠性。

面對市面上琳琅滿目的 RAM 類型，普通消費者往往會感到選擇困難，甚至無從下手。接下來，本文將詳細解讀各類 RAM 及其特性，旨在幫助你深入理解內存的基礎知識，以便為自己的系統選配最合適的 RAM。

按內存結構分類

RAM 可根據其內部結構分為兩大類：靜態隨機存取內存（SRAM）和動態隨機存取內存（DRAM）。

SRAM：靜態隨機存取內存

SRAM 示例

SRAM 由晶體管和基礎的翻轉電路構成，每個存儲單元由 6 個晶體管和一個複雜的內部架構組成，它能夠與 PC 的電路速度保持一致。SRAM 運行速度要比 DRAM 要快得多，它主要用於存儲需要快速訪問的數據，例如：

• CPU 緩存（L1、L2 和 L3 緩存雖然都是基於 SRAM，但速度上存在差異）
• 高端顯卡或打印機的緩衝區
• 手機和智能手錶中頻繁訪問的數據區

相較於 DRAM，SRAM 的存儲容量較小，製造成本也更高。

DRAM：動態隨機存取內存

DRAM 示例

DRAM 的每個存儲單元由一個電容器和一個晶體管來構成基本電路。它的存儲容量大，但速度不及 SRAM。而且 DRAM 需要（每隔幾毫秒）進行周期性刷新，以防止電容器內的電荷逐漸流失，導致存儲在其中的數據丟失。

SRAM 和 DRAM 的區別

DRAM 的分類

DRAM（動態隨機存取內存）是現代計算機中最常見的內存類型。根據其與系統時鐘的同步方式不同，DRAM 分為兩大類：異步 DRAM（ADRAM）和同步 DRAM（SDRAM）。

ADRAM：異步 DRAM 的分類

異步 DRAM（ADRAM）是較早時期的內存技術，它的工作頻率不與 CPU 的時鐘頻率同步。在 ADRAM 的時代，CPU 在請求數據後，往往需要等待內存控制器完成一系列操作，這個過程包括地址設置、行激活、讀取數據等，這些操作都是獨立於 CPU 時鐘的。

ADRAM 的這種設計在初期的計算機系統中表現良好，因為那時的 CPU 運行頻率並不高。但隨着 CPU 運行頻率的提升，ADRAM 的性能就成為了瓶頸，這就促使了同步 DRAM 的發展。

SDRAM：同步 DRAM 的分類

目前，現代計算機內存插槽中的大多數內存條都是同步 DRAM（SDRAM）。所謂「同步」，是指內存運行頻率與計算機系統的時鐘頻率同步，這確保了數據交換和處理的高效性。

SDRAM 又可以分為以下幾種類型：

• SDR SDRAM：作為 SDRAM 的初始版本，SDR SDRAM 的數據傳輸速率通常是 64 位/時鐘周期，具體與時鐘頻率和數據總線寬度有關。它之所以被稱為單數據速率（SDR）RAM，是因為它在每個時鐘周期只傳輸一次數據給 CPU。

SDR SDRAM 示意

• DDR SDRAM：DDR SDRAM 是 SDRAM 的改進版本，DDR 意味着它在時鐘的上升沿和下降沿兩次進行數據傳輸，因此一個周期內可以傳輸 2 次數據。從 DDR1 到 DDR5，每一代 DDR 都有獨特的內部架構，通常不支持向後或向前兼容。因此，在選購內存條時，必須確保其與主板和 CPU 兼容。

DDR SDRAM 示意

• GDDR SDRAM：即圖形 DDR SDRAM（也就是顯存），主要用於圖形處理任務，也會在一些需要高帶寬的計算任務中使用，如人工智能領域等。與存儲 CPU 數據的 DDR RAM 不同，GDDR 是安裝在顯卡上的視頻 RAM（VRAM）。從 GDDR 到 GDDR6X，GDDR 同樣有多個版本。不過，由於顯卡通過 PCIe 擴展插槽連接，所以 GDDR RAM 通常不會遇到兼容性的問題。

按內存外觀規格分類

市面上常見的 RAM 形狀和尺寸主要有以下幾種：

• DIMM（雙列直插式內存模塊）：這是台式電腦中最常用的 RAM 規格。DIMM 通常擁有較長的印刷電路板和更多的引腳，以適應台式機的較大空間和更高的性能需求。
• SO-DIMM（小型輪廓雙列直插內存模塊）：為了適應筆記本電腦的緊湊設計，SO-DIMM 比 DIMM 要短，引腳數量也相對較少。儘管體積更小，但仍然能提供良好的性能，以滿足移動設備的需求。

DIMM 和 SO-DIMM 尺寸對比

在 DIMM 和 SO-DIMM 成為主流之前，還存在過其他類型的內存模塊，比如：

• SIMM（單列直插式內存模塊）：較早的內存形式，現在已經基本淘汰。
• RIMM（雷姆內存模塊）：是一種由 Rambus 公司開發的內存技術，由於成本和熱量問題，已經逐漸被市場淘汰。
• SORIMM（小型輪廓單列直插式內存模塊）：類似於 SO-DIMM，如今已很少被使用。

SO-DIMM 用於筆記本電腦，DIMM 用於台式機。

ECC 內存

ECC RAM 是一種設計用來提高數據準確性和系統可靠性的內存類型，它通過通過 hamming 碼等奇偶校驗的方法來檢測和更正內存中的錯誤。ECC 內存通常用於對穩定性和數據完整性要求極高的系統，如服務器和工作站。

ECC 內存

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內存的選擇建議

在選擇適合你系統的 RAM 類型時，需要考慮以下幾個關鍵因素：

• 內存類型：台式機多數情況下使用 DIMM 內存條，而筆記本電腦則採用 SO-DIMM 內存條。
• DDR 版本：雖然 DDR4 是目前市場上最普遍的類型，但隨着技術的發展，DDR5 正在迅速普及。如果你的主板支持並且預算充足，選擇 DDR5 可以獲得更好的性能。
• 內存容量：確保內存容量不超過主板和 CPU 支持的最大限制。
• 內存頻率：內存頻率越高，數據傳輸速度越快。
• 內存延遲（CL 值）：內存的 CL 值越低，指令的響應速度越快。
• 內存的功耗：內存的功耗與類型、頻率、容量等因素有關，不同廠商的 RAM 也會有功耗差異。在選擇內存時，應考慮系統的整體功耗需求。
• 內存的兼容性：不同類型、版本、頻率的內存之間可能存在兼容性問題。在購買內存之前，應仔細查看主板和 CPU 的兼容性列表。
• ECC 內存：如果你的工作負載涉及大量的內存運算，使用 ECC 內存可以確保數據的準確性。

DDR4 和 DDR5 內存是可以兼容的，但需要主板芯片組支持這兩種標準。不過頻率可能會有差異，導致效能下降。

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下表是根據不同用戶需求的 RAM 使用建議：