位 (Bits) 與字節(jié) (Bytes)
計算機使用一種只使用兩個數字, 0 與 1 的代碼,稱為機器語言 (machine language) 。 0 與 1 的不同組合組成一般所稱的二進制數,這些二進制數組成驅動計算機設備 , 例如計算機、打印機、硬盤等等的芯片以及微處理器所需的指令。
您可能聽過“位”及“字節(jié)”這些名詞,這兩個名詞都是對計算機運作很重要的信息單位。“位(bit)” 是“二進制數字(binary digit)” 的縮寫,正如其名,位代表二進制數目中的一個位數;位是計算機中所有信息的最小單位,并可以具有0 或1 的數值。一個字節(jié)由8 個位所組成,幾乎所有計算機的性能都是以字節(jié)來代表的。舉例而言,內存容量,數據傳輸速率以及數據儲存容量都是以字節(jié)或是它的倍數 ( 例如千字節(jié)(kilobytes) 、兆字節(jié)(megabytes) 或是千兆位組(gigabytes)) 來作為測量單位的。
位以及字節(jié)的概念對于計算機設備以及共同運作的配件來說非常重要。以下將介紹位與字節(jié)如何組成測量內存組件性能的基本及與其它設備。
中央處理器與內存需求
計算機的中央處理器以八位一組的方式處理數據。這些分組 , 在前面的部分已經提到過 , 稱為字節(jié)。由于字節(jié)是數據處理的基本單位 , 中央處理器的處理能力常以特定時間中所能夠處理最大字節(jié)數量來形容。舉例而言, Pentium 及 PowerPC 微處理器目前是 64 位中央處理器,意即它們能夠一次同時處理 64 位也就是八字節(jié)的數據。
中央處理器與內存的通訊動作稱為總線周期。中央處理器在單一總線周期中傳輸的數據位數影響計算機的效能表現并指出計算機所需要的內存種類。目前絕大多數的計算機使用 168-pin DIMM 模塊,支持64 位數據通路。早期的 72-pin SIMM 模塊支持 32 位數據通路。32 位SIMM 模塊與64 位處理器搭配使用時必須以兩支一組的方式安裝,每對模塊構成一個記憶庫。中央處理器與記憶庫通訊時將整個記憶庫視為一個單位。
有趣的是,比DIMM 模塊新的RIMM 模塊使用較小的16 位數據通路,但是它們以非常快的速度傳送信息,一次傳送數個數據群。RIMM 模塊應用pipelining 技術一次傳輸四個16 位群到中央處理器,于是數據仍以64 位的數量被處理。
計算內存模塊的容量
內存儲存中央處理器需要處理的數據。內存芯片與模塊的容量是以兆位 (Megabits) 以及兆字節(jié) (Megabytes) 來表示的。計算模塊上內存容量時必須記得兩件重要事項:
一個內存模塊由一組芯片組成。將所有芯片的容量相加,便能得到整個模塊的內存容量。以下是例外的狀況 :
芯片容量常以兆位 (Megabits) 來表示,而模塊容量常以兆字節(jié) (Megabytes) 表示。這樣很容易混淆,尤其是許多人不自覺地在提到字節(jié)時使用位而反之亦然。為了明白表示,我們使用以下的標準:當提到一個模塊上的內存模塊的容量,這里使用 “ 模塊容量 (Module Capacity)” 來表示,而當提到內存芯片的容量 , 這里使用 “ 芯片密度 (Chip Density)” 來表示。模塊容量將以兆字節(jié) (MB 兩個大寫字母 ) 表示而芯片密度以兆位 (Mbit ,其中 bit 為小寫 ) 表示。
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零件 |
容量表示 |
容量單位 |
例子 |
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芯片 Chips |
芯片密度 Chip Density |
Mbit( 兆位 ) |
64Mbit |
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內存模塊 Memory Modules |
模塊容量 Module Capacity |
MB( 兆字節(jié) ) |
64MB |
芯片密度 (Chip Density)
每個內存芯片是一個由微小 cell 所組成的矩陣。每一個 cell 儲存一位的數據,內存芯片常以能夠儲存的數據數量來表示,稱為芯片密度。您可能已經看過芯片密度的例子,例如 “64Mbit SDRAM” 或是 “ 8M by 8” 。一個 64Mbit 芯片含有六千四百萬個 cell 并能夠儲存六千四兆位的數據。 “ 8M by 8” 的說法更仔細的形容 64Mbit 芯片中的其中一種。
在內存業(yè)界, DRAM 芯片常以其 cell 組織來形容,第一個數字表示芯片的長度 ( 以位置表示 ), 第二個數字代表芯片的寬度 (Width, 以字節(jié)表示 ) ,將長度與寬度相乘就能夠得到芯片的密度 以下是一些例子:
目前可得的芯片技術
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芯片長度 , 以百萬個位置來算 |
芯片寬度 , 以位計 |
芯片密度 = 長 x 寬 |
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16Mbit 芯片 |
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4Mx4 |
4 |
4 |
16 |
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1Mx16 |
1 |
16 |
16 |
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2Mx8 |
2 |
8 |
16 |
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16Mx1 |
16 |
1 |
16 |
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64Mbit 芯片 |
||||
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4Mx16 |
4 |
16 |
64 |
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8Mx8 |
8 |
8 |
64 |
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16Mx4 |
16 |
4 |
64 |
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128Mbit 芯片 |
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8Mx16 |
8 |
16 |
128 |
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16Mx8 |
16 |
8 |
128 |
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32Mx4 |
32 |
4 |
128 |
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256Mbit Chips |
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32Mx8 |
32 |
8 |
256 |
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模塊容量 (Module Capacity)
知道模塊上的芯片容量后,計算內存模塊的容量就很容易了。如果有八個 64Mbit 芯片,那就是一個 512Mbit 模塊,但是由于內存模塊的容量是以兆字節(jié) (Megabytes) 而非兆位 (Megabits) 計算 , 于是必須將位數轉換成字節(jié)數目 以 512Mbit 模塊為例:

您可能聽過業(yè)界形容標準內存模塊為 “ 4M x 32” , 或 “ 16M x 64” 在這些例子中 , 內存模塊的容量可以以計算芯片容量的方式計算
4Mx32 就是 128MBits 16Mx64 就是 1024Mbits

相迭技術
許多大規(guī)模服務器或工作站需要更高容量的模塊以達到數千兆位組或更高的系統(tǒng)內存容量 提高內存模塊容量的方式有兩種,制造商可以利用芯片相迭或是電路板相迭的技術。
芯片相迭

在芯片相迭的過程中,兩個芯片被重迭在一起并只占用一個芯片所需的空間。有些時候,芯片內部相迭在芯片廠就完成而可以看起來像一個芯片而已,其它的時候芯片是由外部相迭。
電路板相迭 (Board Stacking)

可以想見,電路板相迭包括將兩個模塊印刷電路板相迭使用在電路板合并的過程中,第二個電路板被接合到主要的電路板,然后插在主機板的內存插槽上。