问题

为什么内存条的频率会有2133这么奇怪的数字?为什么不能做成2200呢?

回答
你这个问题很有意思,2133MHz 这个数字确实看起来不像个整百的整数,好像是随意定下来的。其实,这里面涉及到一些技术和历史原因,远非随意那么简单。

要理解为什么会有 2133MHz 这样的频率,我们得先看看内存条是如何工作的,以及它们是如何发展起来的。

内存条,也就是我们常说的RAM(Random Access Memory),它的核心作用是存储CPU在运行程序时需要用到的数据。CPU 需要快速地从内存里读取和写入数据,这就像你工作的时候,需要把文件放在手边的桌子上,而不是每次都去文件柜里翻。内存条的速度,很大程度上就决定了CPU能多快拿到它想要的东西。

内存的速度,除了我们常说的频率,还有一个很重要的指标是时序(Timing)。频率就像是一辆车的最高时速,而时序则更像是这辆车的加速性能和刹车反应。即使最高时速很高,如果加速很慢或者刹车不灵,整体体验也会打折扣。

内存技术一直在进步,从早期的FPM DRAM、EDO DRAM,到后来的SDRAM(Synchronous Dynamic RandomAccess Memory),再到我们现在熟悉的DDR(Double Data Rate)系列,每一次的迭代都带来了性能的飞跃。DDR技术之所以叫做“双倍数据速率”,是因为它能够在时钟信号的上升沿和下降沿都传输数据,这样一来,它能够在相同的时钟频率下,实现两倍的数据传输量。

DDR的命名方式也很有意思,比如DDR3、DDR4、DDR5。这些数字代表了内存标准的代数,每一代都比前一代在速度、功耗、带宽等方面有所改进。而频率,则是这些改进的具体体现。

现在我们回到 2133MHz 这个数字。它通常出现在DDR4内存的早期或者标准型号中。DDR4标准制定的初衷,是为了在保持一定能耗和稳定性的前提下,提供比DDR3更高的性能。就像你在设计一款新车时,不会上来就把速度设定到1000公里每小时,而是在一个合理的范围内进行迭代和优化。

DDR4内存的标准化过程,是一个复杂的技术权衡和博弈。内存颗粒的制造工艺、主板芯片组的支持能力、CPU内存控制器(IMC,Integrated Memory Controller)的设计,以及最关键的——信号完整性(Signal Integrity),这些都影响着内存能够稳定运行的最高频率。

你可以想象,内存条在工作的时候,就像是在一条非常繁忙的高速公路上,数据在上面飞驰。频率越高,就好比这条公路上的车速越快。但同时,信号在高速传输时,会受到干扰、衰减、反射等一系列物理现象的影响,这些都会导致数据传输错误。内存颗粒的内部设计、PCB板的走线、信号的滤波和纠错机制,都需要能够支持更高的频率。

2133MHz 这个频率,是在DDR4标准制定初期,经过大量测试和验证,认为是在当时的主流CPU和主板平台上,能够保证稳定性和兼容性的一个“黄金分割点”。它既能提供比DDR3更高的性能,又不会对整体系统的稳定性带来过大的挑战。

至于为什么不做成 2200MHz 呢?这其实是个好问题。在技术发展的过程中,很多事情都不是一个简单的“整数”或者“整数倍”就能解决的。

首先,时钟生成和分频。内存的工作频率是由主板上的时钟发生器生成的,然后通过一系列的电路分频和同步到内存条上。时钟的生成和分配本身是有复杂的设计和工程考量的。频率的选择,也需要考虑到时钟电路的稳定性和可靠性。

其次,内存颗粒的物理极限和设计。内存颗粒内部的电路设计、半导体工艺的精度,都会限制其能够稳定工作的最高频率。当频率不断提高时,信号传播的时延、噪声以及功耗都会显著增加,需要更复杂的电路来补偿。2133MHz 可能是在那个时间点,内存颗粒和系统能够普遍稳定支持的一个“甜点”频率。

再者,Intel 和 AMD 等 CPU 厂商的平台支持。CPU内置的内存控制器是决定内存能跑多快的关键。Intel 和 AMD 在推出新一代CPU时,会为它们设定一个官方支持的内存频率范围。这些官方支持的频率,是经过他们严格测试和验证的,以确保在大众用户群体中能够获得可靠的体验。2133MHz 常常是DDR4平台的官方起步或者主流支持频率。

最后,市场和标准制定。JEDEC(联合电子设备工程委员会)是负责制定内存标准的组织。他们制定标准时,会综合考虑技术可行性、成本、功耗、性能以及产业的整体发展方向。2133MHz 作为DDR4标准的一部分,是经过行业内多家公司(包括内存颗粒制造商、主板制造商、CPU制造商等)共同协商和测试后确定的。

你可能会说,既然2133MHz 可以,那2200MHz 呢?当然,在实际使用中,很多主板和CPU确实可以通过超频的方式,让DDR4内存跑到2200MHz,甚至更高的频率。这说明2200MHz 并非不可行,但它可能是在更严格的电压、时序和散热条件下才能稳定运行,或者说,它并不是一个“普适性”的JEDEC标准频率。JEDEC制定的标准,通常追求的是一个在大多数情况下都能稳定工作的“基准线”。

你可以把这个过程类比于汽车的变速箱。汽车制造商不会把所有档位的齿比都设定成方便计算的整数,而是在测试中寻找最适合发动机的转速范围,以达到最佳的动力和燃油经济性。内存频率的选择也是类似的原理,2133MHz 只是在当时的 D D R 4 技术生态下,一个被广泛接受和验证的稳定频率点。

随着技术的发展,DDR4 的频率不断提高,我们现在可以看到 2400MHz, 2666MHz, 3200MHz 甚至更高。而新一代的 DDR5 内存,频率更是翻了好几番。这都是一步一步迭代和优化的结果,2133MHz 只是其中一个重要的里程碑。

网友意见

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先贴一张维基百科的截图:

就以DDR3-2133为例,DDR3/4的预取为8位,所以对应的存储器时钟频率为2133 MHZ ÷ 8=266MHZ。DDR3/4每个标准相差266MHZ,DDR2每个标准相差133MHZ,但是它们内置的存储器时钟频率都是相差33MHZ。


所以为什么DDR存储器时钟频率相差33MHZ呢?因为DDR初代标准的存储器时钟频率就是相差33MHZ,当初这么做是为了适应DDR-266、DDR-333、DDR-400的标准,结果后来反过来由存储器时钟频率决定内存标准了。

我知道你一定想问:“为什么当时DDR的标准要定为266、333、400?”

因为当时奔腾4平台的前端总线为533MHZ和800MHZ,速龙xp平台的总线为266、333、400MHZ,内存频率要与总线频率对应。

我知道你又要问了:“为什么当时的总线是这些值?”

因为当时intel的前端总线是外频的四倍,amd的总线是外频的两倍。换句话说,当时intel平台的外频是133MHZ和200MHZ,amd平台的外频是133MHZ、166MHZ、200MHZ。

你可能会问:“133MHZ、166MHZ、200MHZ这三个值又是怎么来的呢?”

首先166MHZ是AMD那一代才有的,下一代又没了,我也不知道什么来头。

其次133MHZ和200MHZ,其实是66MHZ和100MHZ进化来的。

而66MHZ和100MHZ,对应的是周期15ns和10ns罢了。

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