SDRAM的邏輯Bank與芯片容量表示方法

1、邏輯Bank與芯片位寬

講完SDRAM的外在形式，就該深入了解SDRAM的內(nèi)部結(jié)構(gòu)了。這里主要的概念就是邏輯Bank。簡單地說，SDRAM的內(nèi)部是一個(gè)存儲陣列。因?yàn)槿绻枪艿朗酱鎯Γň腿缗抨?duì)買票），就很難做到隨機(jī)訪問了。

陣列就如同表格一樣，將數(shù)據(jù)“填”進(jìn)去，你可以把它想象成一張表格。和表格的檢索原理一樣，先指定一個(gè)行（Row），再指定一個(gè)列（Column），我們就可以準(zhǔn)確地找到所需要的單元格，這就是內(nèi)存芯片尋址的基本原理。對于內(nèi)存，這個(gè)單元格可稱為存儲單元,那么這個(gè)表格（存儲陣列）叫什么呢？它就是邏輯 Bank（Logical Bank，下文簡稱L-Bank）。

L-Bank存儲陣列示意圖

由于技術(shù)、成本等原因，不可能只做一個(gè)全容量的L-Bank，而且最重要的是，由于SDRAM的工作原理限制，單一的L-Bank將會造成非常嚴(yán)重的尋址沖突，大幅降低內(nèi)存效率（在后文中將詳細(xì)講述）。所以人們在SDRAM內(nèi)部分割成多個(gè)L-Bank，較早以前是兩個(gè)，目前基本都是4個(gè)，這也是SDRAM 規(guī)范中的最高L-Bank數(shù)量。到了RDRAM則最多達(dá)到了32個(gè)，在最新DDR-Ⅱ的標(biāo)準(zhǔn)中，L-Bank的數(shù)量也提高到了8個(gè)。

這樣，在進(jìn)行尋址時(shí)就要先確定是哪個(gè)L-Bank，然后再在這個(gè)選定的L-Bank中選擇相應(yīng)的行與列進(jìn)行尋址。可見對內(nèi)存的訪問，一次只能是一個(gè)L- Bank工作，而每次與北橋交換的數(shù)據(jù)就是L-Bank存儲陣列中一個(gè)“存儲單元”的容量。在某些廠商的表述中，將L-Bank中的存儲單元稱為Word （此處代表位的集合而不是字節(jié)的集合）。

從前文可知，SDRAM內(nèi)存芯片一次傳輸率的數(shù)據(jù)量就是芯片位寬，那么這個(gè)存儲單元的容量就是芯片的位寬（也是L-Bank的位寬），但要注意，這種關(guān)系也僅對SDRAM有效，原因?qū)⒃谙挛闹姓f明。

2、內(nèi)存芯片的容量

現(xiàn)在我們應(yīng)該清楚內(nèi)存芯片的基本組織結(jié)構(gòu)了。那么內(nèi)存的容量怎么計(jì)算呢？顯然，內(nèi)存芯片的容量就是所有L-Bank中的存儲單元的容量總合。計(jì)算有多少個(gè)存儲單元和計(jì)算表格中的單元數(shù)量的方法一樣：

存儲單元數(shù)量=行數(shù)×列數(shù)（得到一個(gè)L-Bank的存儲單元數(shù)量）×L-Bank的數(shù)量

在很多內(nèi)存產(chǎn)品介紹文檔中，都會用M×W的方式來表示芯片的容量（或者說是芯片的規(guī)格/組織結(jié)構(gòu)）。M是該芯片中存儲單元的總數(shù)，單位是兆（英文簡寫M，精確值是1048576，而不是1000000），W代表每個(gè)存儲單元的容量，也就是SDRAM芯片的位寬（Width），單位是bit。計(jì)算出來的芯片容量也是以bit為單位，但用戶可以采用除以8的方法換算為字節(jié)（Byte）。比如8M×8，這是一個(gè)8bit位寬芯片，有8M個(gè)存儲單元，總?cè)萘渴?64Mbit（8MB）。

不過，M×W是最簡單的表示方法。下圖則是某公司對自己內(nèi)存芯片的容量表示方法，這可以說是最正規(guī)的形式之一。

業(yè)界正規(guī)的內(nèi)存芯片容量表示方法

我們可以計(jì)算一下，結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)這三個(gè)規(guī)格的容量都是128Mbits，只是由于位寬的變化引起了存儲單元的數(shù)量變化。從這個(gè)例子就也可以看出，在相同的總?cè)萘肯?，位寬可以采用多種不同的設(shè)計(jì)。

3、與芯片位寬相關(guān)的DIMM設(shè)計(jì)

為什么在相同的總?cè)萘肯?，位寬會有多種不同的設(shè)計(jì)呢？這主要是為了滿足不同領(lǐng)域的需要。現(xiàn)在大家已經(jīng)知道P-Bank的位寬是固定的，也就是說當(dāng)芯片位寬確定下來后，一個(gè)P-Bank中芯片的個(gè)數(shù)也就自然確定了，而前文講過P-Bank對芯片集合的位寬有要求，對芯片集合的容量則沒有任何限制。高位寬的芯片可以讓DIMM的設(shè)計(jì)簡單一些（因?yàn)樗玫男酒伲?，但在芯片容量相同時(shí)，這種DIMM的容量就肯定比不上采用低位寬芯片的模組，因?yàn)楹笳咴谝粋€(gè)P- Bank中可以容納更多的芯片。比如上文中那個(gè)內(nèi)存芯片容量標(biāo)識圖，容量都是128Mbit，合16MB。如果DIMM采用雙P-Bank+16bit芯片設(shè)計(jì)，那么只能容納8顆芯片，計(jì)128MB。但如果采用4bit位寬芯片，則可容納32顆芯片，計(jì)512MB。DIMM容量前后相差出4倍，可見芯片位寬對DIMM設(shè)計(jì)的重要性。因此，8bit位寬芯片是桌面臺式機(jī)上容量與成本之間平衡性較好的選擇，所以在市場上也最為普及，而高于16bit位寬的芯片一般用在需要更大位寬的場合，如顯卡等，至于4bit位寬芯片很明顯非常適用于大容量內(nèi)存應(yīng)用領(lǐng)域，基本不會在標(biāo)準(zhǔn)的Unbuffered 模組設(shè)計(jì)中出現(xiàn)。