最近的内存市场可谓混乱不堪,也许这是CPU构架大战前的一次演习,因为内存的类型往往就直接决定了CPU和芯片组的组合。在DDR SDRAM与RAMBUS分出胜负之前,目前的市场上主要有以下4种内存:DDR、RAMBUS、SDRAM和VCRAM。也许其中的VCRAM并不为国人所知,但是它在国外的确已经比较普及了,至少占有了5%以上的市场份额。但是由于在Intel的芯片组上是不能使用VCRAM的,所以就造成VCRAM在一定时期内没能迅速普及。可是时过境迁,随着VIA的崛起,能够支持VCM的主板芯片组越来越多,这就为VCRAM的普及创造了必要的条件。 一、VCM概要
VCM的全称是Virtual Channel Memory(虚拟通道内存),它并不是像RAMBUS内存一样使用了全新的技术,也不像DDR内存一样其实是一个时钟周期处理两次数据的SDRAM内存,但是增加内存带宽的目的却是一样的。VCM内存与现在的168线DIMM内存插槽技术兼容,主板会读取内存的SPD信息,之后由VCM内存自己控制自己。但很奇怪所有的Intel芯片组都不支持这种内存,而现在很多VIA的芯片组却支持这种内存体系结构。
VCM技术由NEC公司开发,是一种新兴的“缓冲式DRAM”,该技术将在大容量SDRAM中采用。它集成了所谓的“通道缓冲”,由高速寄存器进行配置和控制。在实现高速数据传输(即“带宽”增大)的同时,VCM还维持着与传统SDRAM的高度兼容性,所以通常也把VCM内存称为VCM SDRAM(即VCRAM)。在设计上,系统(主要是主板)不需要作大的改动,便能提供对VCM的支持。VCM可从内存前端进程的外部对所集成的这种“通道缓冲”执行读写操作。对于内存单元与通道缓冲之间的数据传输,以及内存单元的预充电和刷新等内部操作,VCM要求它独立于前端进程进行,即后台处理与前台处理可同时进行。由于专为这种“并行处理”创建了一个支撑架构,所以VCM能保持一个非常高的平均数据传输速度,同时不用对传统内存架构进行“大手笔”的更改。采用VCM后,系统设计人员不必再受限于目前令人捉襟见肘的内存工作方式,因为内存通道的运行与管理,都可移交给主板芯片组自己去解决。
VCM内存所提供的高速的数据传输率借助于数据通道的总线带宽,VCM内存在内存中虚拟几条存储通道,各通道之间没有联系,当内存进行工作时,数据从空闲的通道中读取需要的信息,把写入操作指令传递到内存缓冲区,进行处理,当缓冲区的数据处理完毕后把写入指令从通道中传递给系统总线,这就像我们常说的前后台工作方式,当然我们在工作的时候,几条虚拟的通道都会处于工作的状态,这就是内存处于并行工作的状态,从理论上提高了系统的性能表现。 二、VCM的优势
从理论上讲,VCM主要有以下几点优势:
高速数据传输——由于内存操作处于并行状态,数据预先被准备,可以充分减少等待时间,允许进行更快的数据处理。
低功耗——由于分成前后台工作,当进行前台工作时,后台并不进行工作,这样就可以减少一定的功耗。
更高存储速度——由于各个通道之间并没有联系,我们在一个时钟周期就可以行进更多的操作,这样就相应的提高了系统地存储速度。
内存模块常有PC133 2-2-2的标识,其中2-2-2的含义分别是CAS(Column Address Strobe,列地址控制器)、CAS到RAS、RAS(Row Address Strobe,行地址控制器)的反应周期。
与RDRAM和DDR SDRAM等增加内存带宽的设备不同,虚拟通道内存的主要目的是改善DRAM的存取时间,在瞬间数据量要求不大的今天,它比仅增加带宽的内存更有用。系统内存要随时应付各种随机请求,反应时间的优化效果立即可以反映在CPU和系统性能的提高上,运行一下操作系统和应用程序,你就会明显感到这些变化。不过,提高DRAM性能是极其困难的,为了达到这种程度的变化,厂商必须做大量工作。此外,在相当长一段时间内,大容量内存的价格居高不下,人们已经习惯把注意力放在容量方面,而把速度放在了第二位。到了20世纪的最后一年,大容量内存开始全面降价,我们终于有机会把速度提上议事日程。
当时钟超过133MHz时,虚拟通道带宽将超越1GB/s,这足以应付高速度微处理器、图形控制器和嵌入式平台。更重要的是,这些改善可以用于JEDEC(电子器件工程联合会)工业标准的SDRAM上,从而减少了主板及内存厂一商的制造成本和风险,加快了投入市场的时间。无论厂商们如何吹嘘自己的产品,SDRAM仍然占据市场的绝大部分,与SDRAM兼容才有可能尽快被人们接受,获得从UMA(Unified Memory Architecture,统一内存架构)到高端服务器或工作站的广大市场。
在过去的十年间,芯片组一直沿用页模式作为DRAM的基本架构,反应时间和性能的提高都极其有限,Pentium Ⅲ等新式CPU架构越来越难从页模式中获得改善,只有期望其它模式能够解除DRAM的限制。 三、VCM性能测试
在理论上说了VCM这么多的好话,还是以具体的测试来检验一下它的真正实力。
为了测试VCRAM与SDRAM在内存性能上的差异,我们使用了SiSoft Sandra 2001的Memory BenchMark。这款软件应该是目前内存性能测试的权威了,因此其测出的数据应该不会让人感到有何疑义。
看来在这项测试中,VCM的确表现出了它应有的优势。而且在测试中,我们将PC-133的SDRAM的等待周期设定为“2”,这样一来就已经是SDRAM的最高标准了。VCM能够打败最强劲的SDRAM,真是让人感到欣喜。
但是根据以往的经验,内存速度的优势并不一定能转变成整个系统的优势。为了进一步考察的VCM的性能,我们在这两个平台上分别运行了WinBench 99和3D Mark 2000。这样也就兼顾了商业性能和游戏性能。
到了实际的应用,VCM的优势就没有那么大了,几乎只能勉强战胜PC-133。看来,我们只能把希望寄予下面的3D Mark 2000测试了。
看来3D Mark 2000成绩的情况基本上与前面的WinBench 99一样,VCM只是稍稍战胜PC-133。本来我们希望VCM能够像DDR一样把老态龙钟的PC-133甩上一大截,但是可能是我们对它的期望过高了。 四、VCM的未来
目前,采用VCM技术的SDRAM内存条主要由NEC在量产。事实上,早在99年2月底,NEC便与韩国现代就VCM技术达到了共识。目前,JEDEC(联合电子器件工程理事会)已正式接纳它作为一项内存标准。此外,ARM、西门子(Siemens)、扬智(ALi)、矽统(SiS)和威盛(VIA)等多家厂商。也明确声明对这种技术的支持,其中VIA公司近来出尽风头的694X和KT133芯片组就已经支持VCM内存了。
以目前的情况来看,VCM的前景不容乐观。因为尽管它取得了不少厂商的支持,但是其中却缺少了龙头老大——Intel。此外,在产量上VCM也是岌岌可危,过低的产量势必造成成本难以下降,这将大大影响到VCM的普及。如果VCM能够尽快将价格降到与PC-133相同的水平,或是不超过10%,那么我想大多数人还是会选择VCM的,毕竟在性能上它要超过SDRAM。
在DDR与RAMBUS还未分出胜负以前,VCM或许还有机会,但如果DDR或是RAMBUS普及了,那么VCM的境地可就难堪了。VCM抓紧啊!(阿亮)
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