硬知识 | DIMM 内存是什么？和 DDR 有何关系？ - VVavE

硬知识 | DIMM 内存是什么？和 DDR 有何关系？

August 28, 2022

不学无术暂无评论

在购买内存的时候，一般在商品长长的名字里都能看到一个关键词 DIMM，但是更常见的内存描述一般只有 DDR 和内存频率 xxxMHz，那么 DIMM 究竟是什么呢？

计算机刚诞生的时候，内存并没有模块化，而是直接集成在主板上，但是这种方式不灵活，也不方便，逐渐被模块化的内存所取代，最初的模块化内存是 DIP 形式封装的。

DIP

DIP（Dual In-line Package，插座式双列直插封装）内存，比如早期的 8088、XT、AT 电脑就是使用了下面这种长得和蜈蚣似的模块化内存。

DIP 内存

▲ DIP 内存

这种设计的内存存在两个问题：

容量小；
空间占用大：

到了 80286 时代，伴随着软硬件需求的上升，内存的需求也越来越高，DIPs 内存的容量太小了，因此容量相对大很多的 SIMM 内存逐渐取代了 DIP 内存，并且内存从“趴在主板上”变成了“站在主板上”，相对于主板面积来说更加节约了。

SIMM

SIMM（Single In-line Memory Module，单列直插式内存模块），顾名思义，相比于 DIP 内存模块化程度更进一步，体积和外观都相比优化了不少。

SIMM 内存

▲ SIMM 内存

在二十世纪八十年代初开始（到90年代末），这种内存就已经在计算机中使用。相对于现在动辄几 GB 的容量，那时候几 MB 都是大内存了。

32针 SIMM 内存（8bit）一般有 256KB ~ 4MB，由于 CPU 是 16bit 的，所以还必须成对使用，如果是 32bit 处理器，更要插 4 根。

而72针 SIMM 内存（32bit）一般有 4 ~ 64MB，可以在 386DX、486DX、奔腾586 上使用。此外还有 GVP 和苹果的一些64针专用 SIMM 内存。

但 SIMM 设计也不是很完美，也有它的问题，比如它两面的金手指是其实互通的（迷惑行为？），利用率不高，也就有了后来的设计更完善的 DIMM 内存。

DIMM

DIMM（Dual In-line Memory Modules，双列直插式存储模块），外观和 SIMM 差不多，只是从单变成了双。

DIMM 内存

▲ DIMM 内存

是的，它变长了，数据位宽也从 32bit 升级到了 64bit，引脚也增加到了 168 针，分布在两面，与 SIMM 内存不同的是，它两面的针脚各自独立，数据传输能力更强了，电压也从 5V 降到了 3.3V，提供了 32MB~1GB 的大容量。

SDR-SDRAM

是不是以为从此内存进入了 DIMM 时代？不，进入的是 SDR SDRAM 时代。

SDR-SDRAM（Single DataRate Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机访问存储器）内存，简单说特征就是“同步”。

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▲ SDR-SDRAM 内存

在此之前的内存和 CPU 的外频都是运行在不同频率，也就是“异步” DRAM，而 SDRAM 有一个同步接口，加入了管线（Pipeline）机制，相当于：

原本每个红绿灯路口只能停一辆车，这辆车开过了才能让下一辆车进来，而现在，加长了路口，就算遇到红灯，依然能进来好几辆车，一旦变绿灯，所有车一起开走。而这个等红绿灯的时间，就叫做 Latency（延迟），在超频内存的时候，经常看到（此前的内存延迟是固定的）。

变种 SO-DIMM

笔记本电脑出现后，内存也要考虑体积和功耗，用普通PC的全尺寸内存不太行，于是开发出了 SO-DIMM 笔记本内存就连针脚数都变得更少。

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▲ SO-DIMM 内存

变种 FB-DIMM

普通内存采用 Stub-bus （短线连接拓扑结构）和北桥芯片控制器之间，都是通过 64bit 并行总线交换数据的，所以可能受到相邻线路的干扰，因此开发了 FB-DIMM（Fully Buffered DIMM，全缓冲双列直插式存储模块），增加了一颗用于数据中转、读写控制的控制芯片，从“并行”走向“串行”传输，增加了稳定性、速度、容量密度，主要还是给服务器用的。

EX7

▲ FB-DIMM 内存 vs DIMM 内存

变种 R-DIMM U-DIMM LR-DIMM

这三种放在一起说，服务器内存主要分为三种：R-DIMM、U-DIMM、LR-DIMM，分别对应带寄存器（Register）版本、不带寄存器版本、以及将 REG 芯片换成 iMB（isolation Memory Buffer，内存隔离缓冲芯片），可以进一步降低内存总线负载，提升内存支持容量。

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▲ 两条 8GB DDR4-2133MHz ECC 1.2v R-DIMM

从上图可以看到，RDIMMs 板卡中间有一个更长的芯片，就是对应的“寄存器”芯片，这种内存对处理器的内存控制器施加的负载更低，因此可以实现更大的容量和频率。

需要注意的是：REG 寄存器并不是 ECC，是两种完全不同的技术，但是这两种技术一般在服务器内存上会同时出现，同时也存在非寄存器的 ECC 内存，一般用于工作站等场景。

变种 RDRAM

RDRAM（Rambus DRAM）是 Rambus 设计的一种同步 DRAM，在英特尔 Pentium 4 （478，intel i850）时代，支持这种加入了 RISC 精简指令集的内存模块，可以实现 1.4GHz 的高频率，在当时主流内存频率才 400MHz，但最终因为售价过高，散热要求高，退出了历史的长河。

EX9

顺便一提，RDRAM 在1996年的 Nintendo 64 主机及后续的 SONY PS2 和 PS3 上也有使用。

DDR 的出现

DDR 全称是 DDR SDRAM（Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory，双倍数据率同步动态随机存取存储器），其实就是双倍速率的 SDRAM，也是 SDRAM 的一种“改良款”。

现在就清楚了，实际上 DDR 是一种存储机制，DIMM 是一种模块类型，可以简单理解为一个是软件规格，一个是硬件规格，类似 NVMe 和 M.2 的关系。

名称		发布时间	Chip			Bus			Voltage (V)	Pins
代	标准	发布时间	Clock rate (MHz)	Cycle time (ns)	Pre- fetch	Clock rate (MHz)	Transfer rate (MT/s)	Bandwidth (MB/s)	Voltage (V)	DIMM	SO- DIMM	Micro- DIMM
DDR	DDR-200	1998	100	10	2n	100	200	1600	2.5	184	200	172
	DDR-266		133	7.5		133	266	2133⅓
	DDR-333		166⅔	6		166⅔	333	2666⅔
	DDR-400		200	5		200	400	3200	2.6
DDR2	DDR2-400	2003	100	10	4n	200	400	3200	1.8	240	200	214
	DDR2-533		133⅓	7.5		266⅔	533⅓	4266⅔
	DDR2-667		166⅔	6		333⅓	666⅔	5333⅓
	DDR2-800		200	5		400	800	6400
	DDR2-1066		266⅔	3.75		533⅓	1066⅔	8533⅓
DDR3	DDR3-800	2007	100	10	8n	400	800	6400	1.5/1.35	240	204	214
	DDR3-1066		133⅓	7.5		533⅓	1066⅔	8533⅓
	DDR3-1333		166⅔	6		666⅔	1333⅓	10666⅔
	DDR3-1600		200	5		800	1600	12800
	DDR3-1866		233⅓	4.29		933⅓	1866⅔	14933⅓
	DDR3-2133		266⅔	3.75		1066⅔	2133⅓	17066⅔
DDR4	DDR4-1600	2014	200	5	8n	800	1600	12800	1.2/1.05	288	260	-
	DDR4-1866		233⅓	4.29		933⅓	1866⅔	14933⅓
	DDR4-2133		266⅔	3.75		1066⅔	2133⅓	17066⅔
	DDR4-2400		300	3⅓		1200	2400	19200
	DDR4-2666		333⅓	3		1333⅓	2666⅔	21333⅓
	DDR4-2933		366⅔	2.73		1466⅔	2933⅓	23466⅔
	DDR4-3200		400	2.5		1600	3200	25600
DDR5	DDR5-3200	2020	200	5	16n	1600	3200	25600	1.1	288	262
	DDR5-3600		225	4.44		1800	3600	28800
	DDR5-4000		250	4		2000	4000	32000
	DDR5-4800		300	3⅓		2400	4800	38400
	DDR5-5000		312½	3.2		2500	5000	40000
	DDR5-5120		320	3⅛		2560	5120	40960
	DDR5-5333		333⅓	3		2666⅔	5333⅓	42666⅔
	DDR5-5600		350	2.86		2800	5600	44800
	DDR5-6400		400	2.5		3200	6400	51200
	DDR5-7200		450	2.22		3600	7200	57600

EX10

DDR4 的变种

2019年的时候，华硕、芝奇、Zadak还一起搞过一个非JEDEC标准，也就是DC-DIMM（Double Capacity DIMM），就是所谓的“双倍容量条”，可以把内存容量上限提升一倍，

EX10

其本质上是把两条内存做到了一起，但大多主板并不支持，支持的只有华硕自家的 M11E、M11G。

疑难问题

内存针脚为什么不平整

平直的内存金手指插入内存插槽后，受到的摩擦力较大，因此内存在难以拔出和难以插入的情况下，DDR4 将内存设计为中间稍突出，边缘收矮的形状。在中央的高点和两端的低点以平滑曲线过度。这样的设计即可以保证内存的金手指和内存插槽有足够的接触面，信号传输确保信号稳定的同时，让中间凸起部分和插槽产生足够的摩擦力稳定内存。接口部分也发生了改变，金手指中间的缺口位置相比 DDR3 更为靠近中央，在金手指触点方面，DDR4 有284个触点，而 DDR3 只有240个，每一个触点距离从1毫米缩减到0.85毫米。

附录

参考链接

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最后编辑时间： 2022-08-28 17:18 PM

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