个人电脑架构与周边设备--记忆体

如同技嘉主机板示意图中的右上方部分的那四根插槽，那就是主记忆体的插槽了。 主记忆体插槽中间通常有个突起物将整个插槽稍微切分成为两个不等长的距离， 这样的设计可以让使用者在安装主记忆体时，不至于前后脚位安插错误，是一种防呆的设计喔。

前面提到CPU所使用的资料都是来自于主记忆体(main memory)，不论是软体程式还是资料，都必须要读入主记忆体后CPU才能利用。 个人电脑的主记忆体主要元件为动态随机存取记忆体(Dynamic Random Access Memory, DRAM)， 随机存取记忆体只有在通电时才能记录与使用，断电后资料就消失了。因此我们也称这种RAM为挥发性记忆体。

DRAM根据技术的更新又分好几代，而使用上较广泛的有所谓的SDRAM与DDR SDRAM两种。 这两种记忆体的差别除了在于脚位与工作电压上的不同之外，DDR是所谓的双倍资料传送速度(Double Data Rate)， 他可以在一次工作周期中进行两次资料的传送，感觉上就好像是CPU的倍频啦！ 所以传输频率方面比SDRAM还要好。新一代的PC大多使用DDR记忆体了。 下表列出SDRAM与DDR SDRAM的型号与频率及频宽之间的关系。
SDRAM/DDR    型号    资料宽度    外频(MHz)     频率速度    频宽(频率x宽度)
SDRAM    PC100    64    100    100    800MBytes/sec
SDRAM    PC133    64    133    133    1064MBytes/sec
DDR    DDR266    64    133    266    2.1GBytes/sec
DDR    DDR400    64    200    400    3.2GBytes/sec
DDR    DDRII800    64    400    800    6.4GBytes/sec

DDR SDRAM又依据技术的发展，有DDR, DDRII, DDRIII等等。
Tips:
主记忆体型号的挑选与CPU及晶片组有关，所以主机板、CPU与记忆体在购买的时候必须要考虑其相关性喔。 并不是任何主机板都可以安插DDR III的记忆体呢！    

主记忆体除了频率/频宽与型号需要考虑之外，记忆体的容量也是很重要的喔！ 因为所有的资料都得要载入记忆体当中才能够被CPU判读，如果记忆体容量不够大的话将会导致某些大容量资料无法被完整的载入， 此时已存在记忆体当中但暂时没有被使用到的资料必须要先被释放，使得可用记忆体容量大于该资料，那份新资料才能够被载入呢！ 所以，通常越大的记忆体代表越快速的系统，这是因为系统不用常常释放一些记忆体内部的资料。 以伺服器来说，主记忆体的容量有时比CPU的速度还要来的重要的！

* 双通道设计

由于所有的资料都必须要存放在主记忆体，所以主记忆体的资料宽度当然是越大越好。 但传统的汇流排宽度一般大约仅达64位元，为了要加大这个宽度，因此晶片组厂商就将两个主记忆体汇整在一起， 如果一支记忆体可达64位元，两支记忆体就可以达到128位元了，这就是双通道的设计理念。

如上所述，要启用双通道的功能你必须要安插两支(或四支)主记忆体，这两支记忆体最好连型号都一模一样比较好， 这是因为启动双通道记忆体功能时，资料是同步写入/读出这一对主记忆体中，如此才能够提升整体的频宽啊！ 所以当然除了容量大小要一致之外，型号也最好相同啦！

你有没有发现技嘉主机板示意图上那四根记忆体插槽的颜色呢？是否分为两种颜色，且两两成对？ 为什么要这样设计？答出来了吗？是啦！这种颜色的设计就是为了双通道来的！要启动双通道的功能时， 你必须要将两根容量相同的主记忆体插在相同颜色的插槽当中喔！

* CPU时脉与主记忆体的关系

理论上，CPU与主记忆体的外频应该要相同才好。不过，因为技术方面的提升，因此这两者的频率速度不会相同， 但外频则应该是一致的较佳。举例来说，上面提到的Intel E8400 CPU外频为333MHz，则应该选用DDR II 667这个型号， 因为该记忆体型号的外频为333MHz之故喔！

* DRAM与SRAM

除了主记忆体之外，事实上整部个人电脑当中还有许许多多的记忆体存在喔！最为我们所知的就是CPU内的第二层快取记忆体。 我们现在知道CPU的资料都是由主记忆体提供，但主记忆体的资料毕竟得经由北桥送到CPU内。 如果某些很常用的程式或资料可以放置到CPU内部的话，那么CPU资料的读取就不需要透过北桥了！ 对于效能来说不就可以大大的提升了？这就是第二层快取的设计概念。第二层快取与主记忆体及CPU的关系如下图所示：

记忆体相关性
图2.2.1、记忆体相关性

因为第二层快取(L2 cache)整合到CPU内部，因此这个L2记忆体的速度必须要CPU时脉相同。 使用DRAM是无法达到这个时脉速度的，此时就需要静态随机存取记忆体(Static Random Access Memory, SRAM)的帮忙了。 SRAM在设计上使用的电晶体数量较多，价格较高，且不易做成大容量，不过由于其速度快， 因此整合到CPU内成为快取记忆体以加快资料的存取是个不错的方式喔！新一代的CPU都有内建容量不等的L2快取在CPU内部， 以加快CPU的运作效能。

* 唯读记忆体(ROM)

主机板上面的元件是非常多的，而每个元件的参数又具有可调整性。举例来说，CPU与记忆体的时脉是可调整的； 而主机板上面如果有内建的网路卡或者是显示卡时，该功能是否要启动与该功能的各项参数， 是被记录到主机板上头的一个称为CMOS的晶片上，这个晶片需要藉著额外的电源来发挥记录功能， 这也是为什么你的主机板上面会有一颗电池的缘故。

那CMOS内的资料如何读取与更新呢？还记得你的电脑在开机的时候可以按下[Del]按键来进入一个名为BIOS的画面吧？ BIOS(Basic Input Output System)是一套程式，这套程式是写死到主机板上面的一个记忆体晶片中， 这个记忆体晶片在没有通电时也能够将资料记录下来，那就是唯读记忆体(Read Only Memory, ROM)。 ROM是一种非挥发性的记忆体。另外，BIOS对于个人电脑来说是非常重要的， 因为他是系统在开机的时候首先会去读取的一个小程式喔！

另外，韧体(firmware)(注7)很多也是使用ROM来进行软体的写入的。 韧体像软体一样也是一个被电脑所执行的程式，然而他是对于硬体内部而言更加重要的部分。例如BIOS就是一个韧体， BIOS虽然对于我们日常操作电脑系统没有什么太大的关系，但是他却控制著开机时各项硬体参数的取得！ 所以我们会知道很多的硬体上头都会有ROM来写入韧体这个软体。