一场信息革命，使信息产业的发展一日千里；而信息产业结合数字时代的趋势，亦促使市场的需求朝向多元化的方向前进，消费者对于PC系统的效能要求于是愈来愈高。受CPU速度愈来愈快，软件功能更为强大及IA产品兴起的影响，为了配合系统配备需求发展，高速传输的内存扮演了极为重要的角色，本文将针对PC用的内存模块做介绍。

内存在系统中的角色

计算机系统中大致可分为四大部分，第一部分为中央运算处理器，也就是大家所熟知的CPU；第二部分是输出／输入器，主要的组成组件是屏幕、键盘、鼠标等；第三部分为芯片组，为一逻辑控制单元，主导系统中各个信息的沟通及资源的分配；第四部分则是内存系统，CPU运算的结果，由内存来存取，因此CPU运算的速度与内存模块的容量，带宽几乎决定了整个系统的效能。

内存模块(Memory Module)

内存模块是指在一个印刷电路板(PCB)上镶嵌内存芯片(chip)，一般来说约4个、8个或16个。这些芯片通常是DRAM芯片，而内存模块是安装在PC主板上的专用插槽上；模块上DRAM芯片的数量及容量，则是决定内存模块的设计及效能。目前较常见的内存模块：

168pin双面内存模块

Dual In-Line Memory Module，DIMM。一条168pin内存模块是一片小型印刷电路板，由许多动态随机存取内存芯片所组成；用来支持64位或是更宽的总线，通常用在64位的桌面计算机或是服务器。

144pin内存模块

Small-Outline Dual In-Line Memory Module，SODIMM。和168pin相同，一条SODIMM是一片小型印刷电路板，是由许多动态随机存取内存芯片所组成；用来支持64位或是更宽的总线，通常用在64位的笔记本电脑。

184pin DDR及Rambus内存模块

DDR内存模块的脚数是184-pin，数据输出的方式和SDRAM一样，为并列方式传递，后续会做详细的介绍。

Rambus内存模块

采用Direct RDRAM的内存模块，称之为RIMM模块。该模块有184pin脚，数据的输出方式为串行，与现行使用的DIMM模块168pin并列输出的架构有很大的差异。

DRAM的演进及发展

在内存的发展过程中，几乎每隔一年就有新的DRAM技术被提出。从1994年的FPM(Fast Page Mode)、1995～1996年的EDO(Extend Data Out DRAM)到1996～1997年的SDRAM(Synchronous DRAM)。而此时SDRAM的传输速度66MHz，1998年则往前推至100MHz，也就是所谓的PC100 DIMM。1998～2000年所发展出来的技术除了133MHz的传输速度(PC133)外，还有NEC发展出来的VCM技术、Rambus的技术及现在最热门的DDR技术。在此针对目前的主流产品先做简单介绍：

SDRAM(Synchronous DRAM)

Synchronous DRAM是一种新的DRAM架构的技术，运用芯片内的Clock使输入及输出能同步进行。所谓Clock同步，是指内存频率与CPU的频率能同步存取数据。SDRAM节省行指令及数据传输的时间，故可提升计算机效率。

DDR SDRAM

DDR SDRAM是一种高速的同步内存。DDR SDRAM内存芯片及模块规格与标准，皆是由JEDEC所制定。DDR的设计是用在服务器、工作站及数据传输等较高速需求之系统。

DDRII

DDRII是DDR原有的SLDRAM联盟，于1999年解散后，将既有的研发成果与DDR整合之后的未来新标准。DDRII的详细规格目前尚未确定。

DRDRAM

亦作Direct Rambus DRAM或DRDRAM，是下一代的主流内存标准之一。由Rambus公司所设计发展出来的DRDRAM，目前交由世界各大主要内存制造厂商生产，生产的厂商则需交付Rambus公司权利金。Intel并自1999年起正式支持Rambus相关技术。

前面曾提到，系统的速度是由CPU和内存决定的，而内存的速度又取于容量及带宽。因此，在DRAM的发展过程中，从EDO到SDRAM及DDR，其主要用意均在于如何提高带宽，避免造成CPU运算的限制，导致无法有效提升整个系统效能的情形产生。

以PC100的记忆模块为例，内存、CPU与芯片组之间所要传递的数据(Data)、地址(Address)与指令(Instruction)，是在100MHz的同步频率下进行的，每秒约100百万次。而内存模块的每次访问速度为64bits(8bits等于1Byte，一般称内存的容量是以MByte为主)，将二者相乘，即得800MByte/sec；也就是指PC100的内存模块的带宽，为每秒800MByte的数据量。

同理，PC133的带宽为133MHz*64bits/8=1.06G Byte(1G Byte=1000M Byte)。另一种与SDRAM架构不同的是RIMM模块，也就是由Direct Rambus DRAM设计的内存模块，目前共有600MHz、700MHz、800MHz等三种频率，但它的每次访问速度只有16bits，(表一)将对各个常听到的内存模块带宽做个比较。

《表一 内存模块带宽差异》

内存模块进阶的专有名词

以下将介绍一些内存模块进阶的专有名词：

Parity check codes和ECC(Error Codes Correction)

通常系统只能辨别0与1。也就是说，系统在传输数据是以0与1字符的方式传递讯息，数据从传递到接收在系统中需经过一段距离，因此可能出错造成当机。而Parity check codes便是侦测这种错误的功能。ECC即是所谓的错误修正码，不仅能侦测错误并加以修正，使系统得以稳定持续的操作，不致中断。通常对稳定性要求高的系统，会采用此种功能，如服务器或特殊用途的计算机设备。

缓冲器和无缓冲(Buffer vs Unbuffer)

缓冲器(Buffer)DIMM是用来改善时序(Timing)问题的一种方法。当数据的传输大或来源多处的时候，会有数据先到或后到的情况，可能造成系统的不稳甚至当机。因此缓冲器(Buffer)，便是先将所有数据暂存起来，再一起传输，所以也有人称缓存器。无缓冲器(Unbuffer)最多只能支持四条DIMM，而有缓冲器可支持四条以上的DIMM，通常在高阶服务器上会有这种功能的要求。

频率讯号(Clock)

频率讯号提供给同步内存，做讯号同步之用，同步内存的存取动作，必需与频率讯号同步．

预充电时间(Cas Latency)

通常简称CL，例如CL3，指系统自内存读取第一笔数据时，所需准备时间为三个外部频率(System Clock)。CL2与CL3的差异仅在第一次读取数据所需准备的时间

PLL

为锁向回路，用来统一整合频率讯号，使内存能正确的存取数据。

PCB(Priated Circuit Board)

指印刷电路，用六层或四层玻璃签维做成，六层板成本较高，但可避免噪声干扰，四层板成本较低，但效能较差。

SPD(Serial Presence Detect)

它是刻录在EEPROM内的码，以往开机时BIOS必须侦测Memory，但有了SPD，就不必再去作侦测的动作，由BIOS直接读取SPD，取得记忆的相关数据，其功能就像是一个身份证。

内存技术未来的趋势

内存产品的发展，主要配合系统配备需求发展，提升系统的效能，大致朝向高容量、高速度、高带宽、低电压及低成本的方向发展

容量愈来愈高

目前以DRAM颗粒本身而言，64Mbit及128Mbit是市面上最常使用的，而256Mbit、512Mbit 甚至1GB也很快就会上市，可见在DRAM的容量向上提升速度呈现倍数的成长。

带宽愈来愈宽

带宽指的是DRAM每秒可处理的数据量，好比道路的车道一样，车道愈多，可通过的车辆愈多，速度也就愈快，从PC66 DIMM 为528MByte/sec，目前PC133 DIMM是每秒数据传输速率为1Gbyte，Rambus是1.6GByte，PC2100 DDR DIMM更高达2.1Gbyte/sec。

电压愈来愈低

大量数据的传输速度愈来愈快，及高容量高带宽的需求，具有散热性及轻薄短小的要求，使得产品的发展必须朝向低电压，低耗电力发展，目前的SDRAM是3.3V而高速要求的RDRAM与DDR则为2.5V。

单位成本愈来愈低

DRAM产品的制程不断的演进，从以前的0.35微米到现在的0.18微米，使得成本愈来愈低，以前EDO时代1MByte要1千元，而现在的SDRAM时代，64MByte也只需1000元。

因此未来内存的发展,将会趋向极小化，以便能有更大的扩充及应用。所以除了IC制程的演进外，封装方式的改变也极其重要。未来CSP(Chip Scale Package)的技术，将大量应用在更多内存相关产品。CSP技术相当广泛，如BGA、Flip chip、Combo chip等。目前较可见的产品，为BGA的封装，是一种数组球状的方式；尤以Window BGA(WBGA)的封装较佳。

WBGA的产生，是为了因应DRAM的产品极小化的趋势，以便有更大的扩充空间。它轻薄短小，相较于传统的TSOP封装，约只有一半不到。在封装的过程中比Micro BGA的时间短，成本也比Micro BGA低。此外还有较好的电器特性，没有电杆效应，传输速率变快，RDRAM也可选择此种封装方式。因应不同的晶圆(Wafer)结构，WBGA的封装方式也可选择不同的绕线方式以达更有效率规划。

DDR(Double Data Rate)

DDR是SDR SDRAM的演进。其重要的改变是SDRAM在数据传输上，于频率信号上升线缘抓取一次数据；而DDR在上升缘及下降缘各抓一次数据，效能足足提升为二倍。由于仅多采用了下降缘信号，并不会造成耗能的增加。此外DDR多了一个数据控制DQS的功能，让数据同步传输及接收，不会有数据传送上的时差。在封装方式方面，是TSOPII、66pin的方式；电压方面，SDRAM是支持3.3V的LVTTL；DDR则改为支持2.5V的SSTL_2的标准。

DDR为下一世代主流产品

从DDR的架构上来看，它是完全沿用SDR SDRAM的基础建设。DDR的生产制程与光罩与SDRAM是一样的，仅需在第一层金属层或接垫(Pad)处作更动即可。生产DDR晶粒(Wafer上的Die)大小与SDRAM也无差别，封装上为传统TSOPII封装，测试可沿用现有的SDRAM测试机台。以下几点是DDR成为主流的重要因素：

开放架构

DDR为开放架构，且与现有的SDRAM兼容。在DRAM的生产制程及测试均有延续性，所花费成本相较于全新规格如Rambus，有很大的成本优势，故目前大数DRAM厂商都有生产DDR的计划。

产业支持

目前已有超过50%以上的芯片组厂商，均已小量或己量产DDR芯片组。台湾主要主板厂商都已在2000年底，或2001年初推出支持DDR的主板，并视DDR主板为主力产品。目前主要的内存模块厂商也己大量提供PC2100 DDR内存模块。

产品效能

DDR的带宽为每秒2.1Gbyte，比RDRAM1.6G byte/sec高，为目前市面上内存效能最好的产品。

如何选购内存模块？

内存模块在系统中扮演了及重要的角色，如何选择配合自己的系统，就在于对内存了解的程度。除了以上对内存的介绍可提供参考外，还有一些注意事项：在内存市场里，有许多「Remark」的产品。也就是拿次级的DRAM产品，重新标示，从中赚取更多的利润，消费者在购买时难以分辨。

因此在购买时一定要找有严格质量管理，及注重品牌的模块厂商。注重品牌的厂商，在产品设计初期就与芯片组厂商、系统厂商及主板厂商等配合，经过严格的兼容性、稳定性及质量管理等各项测试，提供给消费者最安心的选择。

(本文作者任职于宇瞻科技)