系統內存的選擇策略
C)由于內存也是計算機系統成本中的昂貴部分,當原本的系統不再工作或被中止服務時,內存模組可以移走,然后在其它系統中得到再次利用。
理由2:提供更高的系統密度。模組化內存可以比直接安裝在主板上的單片分立DRAM提供更高的內存容量。要求最大內存容量的系統可以使用非常緊湊的內存模組,這些模組使用了各種可提高單位密度的堆疊技術。
理由3:增加處理器板上的實用面積。固態雙數據速率(SSDDR)內存模組能夠適應“混合內存”技術。這種方法提供了雙重功能,可將DDR DRAM和NAND閃存整合進一個小型封裝(見圖3),這也是將更多內存和數據裝進空間受限的單板計算機(SBC)和嵌入式系統應用的一種方式。DIMM插座方向性還能使內存放置在其它主板元件上方以節省主板空間。用于刀片服務器的ULP和VLP DIMM提供類似的空間節省特性。LeanSTOR封裝技術是另一種為AMC或ATCA電信刀片服務器節省空間的方法。

圖3:SSDDR DRAM和NAND閃存SATA SODIMM。
理由4:更高的RAS(可靠性/可用性/可維修性)。隨著時間的推移,內存也可能出現故障,產生SBE和多位差錯,這種問題將影響計算機系統的正常工作,或由于ECC處理軟件開銷而使系統運行速度降低。如果是模組形式的內存,那么就能很快地替換插槽中的故障件,從而縮短由于查錯和維修引起的系統宕機時間。如果內存直接安裝在主板上,那么排除故障內存也是很困難的。重新焊接主板上的內存還可能降低其質量。如果主板要求內置內存測試程序以診斷故障芯片,那么系統設計師或BIOS編程人員可能無法利用內存測試專業軟件,因為這些內存測試程序是專門針對測試內存模組設計的。
理由5:增強可測性和系統兼容性。如果系統中的內存直接安裝在主板上,那么當它發生故障時,處理器也許無法運行診斷程序來查找錯誤的源頭。內存是面向總線的,通過總線與內存控制器(或芯片組)協同工作。它們都是作為成組的器件在工作,因此那些沒有被篩選為一組(就像在模組中一樣)的失配DRAM產生的任何時序偏移都將導致不穩定的、不可預測的或間歇性操作。另外,對只能提供BGA封裝的DDR2或DDR3內存進行探針測試也是不可能的。系統主板還經常使用獨特的設計拓撲和內存控制器,它們會對DRAM的交流和直流參數作出限制。模組化的內存可以使用系統軟件實現系統級的預測試,從而排除掉與系統不兼容的內存。
理由6:提高可制造性。如果主板不是無鉛的,芯片組又適用于DDR2內存,那么設計師在不是無鉛的主板上裝配無鉛RoHS DDR2 DRAM可能無法獲得較好的焊接可靠性。表2中的表格展示了在SoC上的嵌入式內存、在主板上的分立內存芯片(如板載芯片,COB以及某些多芯片封裝(MCP))和插槽中的內存模組之間的一些區別。
表2:COB、內存模組與SoC嵌入式DRAM之間的比較。

系統內存帶寬的考慮因素
如果計算機系統處于需要高吞吐量的密集計算或網絡環境中,那么除了內存容量外內存帶寬也是一個重要的考慮因素。內存帶寬主要取決于內存控制器(或芯片組)的速度、DRAM器件技術和系統設計。目前它的計量單位是GB/sec,計算方法是用總線寬度乘以數據速率。例如在一個雙通道系統配置中的DDR3-1333(PC3-10600)內存子系統,它的內存帶寬是21.3GB/s,即128位總線寬度(2個64位內存總線)×1333Mbps×1B/8bits=21300MB/s。
內存帶寬通常受“速度/密度”公式的影響,其中速度和密度呈反比關系。為了增加系統內存容量而向內存總線增加越多的DRAM,數據訪問控制(DAC)總線上的容性負載就越高,進而降低更高速度時的信號質量。克服速度/密度限制的一些方法是:
1)使用帶多個內存通道(更寬數據庫)的內存控制器;
2)使用緩存(寄存器式,或完全緩沖式內存,縮短了延時);
3)在增加更多的內存時降低內存時鐘。一般來說,內存越大,帶寬越小。
使用無緩沖內存的系統通常有較高的帶寬和較低的系統密度,而使用寄存器/緩沖式內存的系統通常具有較高的密度和較低的帶寬。
本文小結
一旦利用本文提供的信息確定好系統中的內存容量、空間和帶寬后,設計師就能專注于考慮其它事項,如內存成本,以及決定將哪部分系統成本預算留給內存。
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