記憶體控制器

2021-04-13 13:39:45 字數 2221 閱讀 3730

記憶體控制器(memory controller)是計算機系統內部控制記憶體並且通過記憶體控制器使記憶體與cpu之間交換資料的重要組成部分。記憶體控制器決定了計算機系統所能使用的最大記憶體容量、記憶體bank數、記憶體型別和速度、記憶體顆粒資料深度和資料寬度等等重要引數,也就是說決定了計算機系統的記憶體效能,從而也對計算機系統的整體效能產生較大影響。

傳統的計算機系統其記憶體控制器位於主板晶元組的北橋晶元內部,cpu要和記憶體進行資料交換,需要經過「cpu--北橋--記憶體--北橋--cpu」五個步驟,在此模式下資料經由多級傳輸,資料延遲顯然比較大從而影響計算機系統的整體效能;而amd的k8系列cpu(包括socket 754/939/940等介面的各種處理器)內部則整合了記憶體控制器,cpu與記憶體之間的資料交換過程就簡化為「cpu--記憶體--cpu」三個步驟,省略了兩個步驟,與傳統的記憶體控制器方案相比顯然具有更低的資料延遲,這有助於提高計算機系統的整體效能。

cpu內部整合記憶體控制器的優點,就是可以有效控制記憶體控制器工作在與cpu核心同樣的頻率上,而且由於記憶體與cpu之間的資料交換無需經過北橋,可以有效降低傳輸延遲。打個比方,這就如同將貨物倉庫直接搬到了加工車間旁邊,大大減少了原材料和製成品在貨物倉庫和加工車間之間往返運輸所需要的時間,極大地提高了生產效率。這樣一來系統的整體效能也得到了提公升。

cpu內部整合記憶體控制器的最大缺點,就是對記憶體的適應性比較差,靈活性比較差,只能使用特定型別的記憶體,而且對記憶體的容量和速度也有限制,要支援新型別的記憶體就必須更新cpu內部整合的記憶體控制器,也就是說必須更換新的cpu;例如amd的k8系列cpu目前就只能支援ddr,而不能支援更高速的ddr2。而傳統方案的記憶體控制器由於位於主板晶元組的北橋晶元內部,就沒有這方面的問題,只需要更換主機板,甚至不更換主機板也能使用不同型別的記憶體,例如intel pentium 4系列cpu,如果原來配的是不支援ddr2的主機板,那麼只要更換一塊支援ddr2的主機板就能使用ddr2,如果配的是同時支援ddr和ddr2的主機板,則不必更換主機板就能直接使用ddr2。

將記憶體控制器整合到cpu內部顯然是今後的發展方向,而且其技術也會越來越完善。以後intel也將會推出整合記憶體控制器的cpu。

相對intel的處理器,amd的cpu其中乙個很大的優勢就是在晶元內整合記憶體控制器,整合記憶體控制器可以有效控制記憶體控制器工作在與處理器核心同樣的頻率上,而且由於記憶體與處理器之間的資料傳輸無需經過

北橋,可以有效降低傳輸延遲。但為什麼intel不在晶元內整合記憶體控制器呢?intel的ceo paul otellini道出了原因。

paul otellini認為,記憶體標準不斷變化,將導致處理器晶元架構很快改變,需要耗費更多的時間改變設計。如amd目前的處理器只對應ddr記憶體,對於ddr2記憶體的支援需要更改一些設計和更長的研發時間。其實intel也嘗試過有過類似的產品,夭折的timna處理器就曾經內建rambus記憶體支援。其次,處理器上帶有的大容量快取也降低了整合記憶體控制器的需求,快取記憶體同樣可以減少資料傳輸時間,提高系統效能。其實要真正達到整合記憶體控制器更好的效果,就只有在cpu上整合記憶體。 

intel公司ceo奧特里尼在本屆idf上表現得相當低調,主題演講都交給了屬下,自己則專心做起了觀眾,不過奧特里尼也並非無所事事,比如他就解釋了intel為何不在處理器中整合記憶體控制器的三點原因。

記憶體控制器是在處理器和記憶體之間負責資料交換的一小塊矽片。如果像amd那樣將其整合在處理器內部,則可以顯著降低記憶體延遲,提高處理器效能,但intel一直拒絕這麼做。奧特里尼給出的理由如下:

記憶體標準一直在改變:athlon處理器不能搭配ddr2記憶體只是因為它整合的記憶體控制器只能連線ddr,這也是amd要公升級到socket am2的主要原因。intel當初的timna處理器曾整合了rambus記憶體控制器,但隨著rambus在市場上的慘敗而流產。

intel可以在處理器上整合大容量快取:amd處理器對快取容量不是非常敏感,而intel處理器則可以憑藉大容量的快取彌補未整合記憶體控制器帶來的損失。奧特里尼在idf上說:「唯一能戰勝整合記憶體控制器的**是處理器快取。」

奧特里尼說:「沒人會根據是否整合記憶體控制器來決定要不要購買某一種處理器的。使用者之所以選擇某種處理器,看重的只是平台的整體效能。」

記憶體控制器

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