內存控制器(Memory Controller)決定了計算機系�(tǒng)的內存性能,也對計算機系統(tǒng)的整體性能產生較大影響,它是計算機系統(tǒng)內部控制內存并且通過內存控制器使內存�CPU之間交換數據的重要組成部分。AMD早在2003年K8時代CPU已經集成了內存控制器,一直沿用到現在的Phenom II,集成內存控制器能大幅提升內存性能。而Intel方面則表示由于時機還不適合,即使�2006年推出的Core2處理�也沒有集成內存控制器,這也使得Core 2在內存性能上一直處于Athlon 64 X2與Phenom系列的下�,這種情況直到Core i7�(fā)布后才發(fā)生改��
CPU內部整合內存控制器的�(yōu)�,就是可以有效控制內存控制器工作在與CPU核心同樣的頻率上,而且由于內存與CPU之間的數據交換無需經過北橋,可以有效降低傳輸延�。打個比方,這就如同將貨物倉庫直接搬到了加工車間旁�,大大減少了原材料和制成品在貨物倉庫和加工車間之間往返運輸所需要的時間,極大地提高了生產效�。這樣一來系�(tǒng)的整體性能也得到了提升�
CPU內部整合內存控制器的缺點,就是對內存的適應性比較差,靈活性比較差,只能使用特定類型的內存,而且對內存的容量和速度也有限制,要支持新類型的內存就必須更新CPU內部整合的內存控制器,也就是說必須更換新的CPU;例如AMD的K8系列CPU目前就只能支持DDR,而不能支持更高速的DDR2。而傳�(tǒng)方案的內存控制器由于位于主板芯片組的北橋芯片內部,就沒有這方面的問題,只需要更換主�,甚至不更換主板也能使用不同類型的內存,例如Intel Pentium 4系列CPU,如果原來配的是不支持DDR2的主�,那么只要更換一塊支持DDR2的主板就能使用DDR2,如果配的是同時支持DDR和DDR2的主板,則不必更換主板就能直接使用DDR2�
內存是電腦中的三大件之一,完全受控于內存控制�。內存控制器決定了內存容�、類�、速度等一系列重要參數,簡單地說內存控制器支持什么內�,你就得插什么內�,否則就不行。傳�(tǒng)的內存控制器集成在北橋芯片中,CPU跟內存交換數據時都要先經過北橋芯�。由于中間要“繞路”傳輸數據,所以有一定延�,會影響系統(tǒng)性能。后來,AMD公司在CPU中集成了內存控制�,使得CPU跟內存之間可以直接通信。延遲問題得到解�,內存性能也有明顯提升�
從理論上�,CPU集成內存控制器,由于CPU和內存之間的數據傳輸不再需要經過北橋芯�,因此可以縮短CPU與內存之間的數據交換周期。這肯定是北橋芯片來負責內存控制器的模式無法比擬的。而AMD的AM2處理器的改變就是升級了內部集成的內存控制�,可以支持性能比DDR更強的DDR2內存。相對于AMD的處理器內部集成內存控制�,Intel目前的平�,內存控制器仍然設計在北橋芯片當中,它的雙通道內存控制器的原理就是在北橋芯片中集成兩個內存控制器,而且可以獨立工作,CPU能夠分別在任一內存通道中進行尋址、讀取,這樣就在理論上可以使內存的帶�、傳輸速度增加一�。但是由于數據交換需要通過北橋,這無疑為處理器訪問內存帶來更高的延時�
不過Intel為了降低這種設計帶來的影響,在的Core處理器微架構中采用了共享二級緩存設計,即兩個核心共�4MB的二級緩存。采用共享緩存的好處非常明顯,除了緩存容量利用率高,也可以減少緩存數據一致性對緩存性能所造成的負面影��
此外,因為共享二級緩存的原故,兩個核心的級緩存可直接對傳數據,不需要通過外部的FSB。還有更為重要的一�,當其中一個核心空閑時,另一個核心可已使用全�4MB緩存,大大提高緩存的使用�,有效的提高了系�(tǒng)性能。另�,每個核心分別內建一組指令及二組數據預先擷取�,而共享的二級緩存控制器內建兩�、可動態(tài)分配到不同的核心的數據預先擷取器,可根據應用程序數據的行�,進行指令與數據的預先擷取動作,讓所需要的內存地址數據,盡量存放在緩存之中,減少存取內存的次數。而改進的內存相關性預測技術及預取單元也可以彌補不集成內存控制器帶來的損失�
Intel為支持Conroe處理器的965�975芯片組的北橋內存控制器中,加入了一種Fast Memory Access(FMA)技�,這將�965�975芯片組的內存性能更加。這種FMA技術將包括以下幾項特點�
1、“Just In Time Command Scheduling”可以通過�(jiān)視所有未允許訪問的動作,允許安全、有效的重疊使用內存總線中的指令�
2、“Out of Order Execution”可以監(jiān)視系�(tǒng)內存未決請求,允許跳躍記錄以更好的利用已打開的內存頁�,以降低延遲和增加帶��
3、“Opportunistic Writes”可以監(jiān)視系�(tǒng)請求,當內存空閑時發(fā)出未決請�,使內存數據流更有效率�
4、“Clock Crossing Optimizations”可以確保數據以高效率進行傳輸,在兩個頻率域之間使數據在個可用的時鐘相位中傳�。這些技術要點能夠優(yōu)化MCH和系�(tǒng)內存之間的數據傳輸效率減少延遲,這項技術通常對內存模組的要求較高,品質較高并且rank數低的內存模組比較容易實現并�(wěn)�。另��965�975芯片組的北橋將繼�(xù)支持Intel Flex Memory Technology(伸縮內存技�),允許電腦在使用不同容量的內存模組的同時,維持雙通道工作模式,讓系統(tǒng)配置的升級空間更具彈性�
AMD方面也并不是沒有缺點,盡管處理器集成內存控制器縮短了CPU與內存之間的數據交換周期,但是同時也帶來了一些麻煩。由于AMD的內存控制器是集成在CPU內部,因此內存的工作頻率與CPU相同,而且不能進行頻率異步設置,這樣的話在超頻的時候會導致內存的頻率同CPU的外頻一起升�,一旦超過內存的承受能力,就會導致內存無法工�,這會大大限制處理器的超頻能力。這也是目前Conroe處理器超頻能力優(yōu)于AM2處理器的一個很大因��
還有要注意的是,雖然將內存控制器集成于CPU內核當中,CPU無需通過北橋,直接可以對內存進行訪問操作,有效的提高了處理效�。但這樣的設計存在的問題就是對內存延時要求很�,內存延時的提高會給系統(tǒng)性能帶來很大的影�。而目前DDR2內存的延時還無法和DDR內存相比,盡管隨著技術的�(fā)展,DDR2內存的延時也在逐步下降,與DDR內存相比差距已經大為縮短。但�,如果AM2搭配低頻的DDR2 533內存甚至更低的DDR2 400,內存帶寬的提高所帶來的系�(tǒng)性能的提升是無法抵銷內存延時給系�(tǒng)性能的影�,因此AM2只有搭配DDR2 667和DDR2 800內存時才能體現到系統(tǒng)性能的提��
好在目前高頻DDR2內存的鋪貨量增多,而且價格也有所下降DDR2 667已成為主�,相信DDR2 800的售價也會很快下�。從各大媒體的測試看�,只有搭配DDR2 800內存AM2內置內存控制器的�(yōu)勢才能表現出�,它的內存帶寬的確要比目前Intel平臺的內存帶寬高,主要的原因是內部集成了內存控制器有效的降低了內存訪問延��
在升級性方�,Intel把內存控制器集成在北橋芯片中,有著可以在不改變處理器設計的情況下支持新類型內存的�(yōu)�,這在從DDR過渡到DDR2平臺之時就可以清楚看�。Intel很快完成內存接口的升�,全面轉向DDR2平臺,但AMD由于K8處理器集成的內存控制器不支持DDR2內存,到現在的AM2平臺才實現內存接口的全面升級。目前內存廠商已經研�(fā)出性能更強的新一代的DDR3內存,雖然還沒到到正式生產投放市場的階段,但DDR3內存的到來也應該是指日可�。AMD在這個時候才推出支持DDR2的AM2平臺,雖然可以享受高頻DDR2內存帶來的好�,但面對即將到來的DDR3內存,AMD只能有兩種選擇要么硬著頭皮堅持DDR2,要么推出新的處理器。而Intel只需要升級內存接口和北橋芯片就可以完成DDR2到DDR3的升級�
盡管AMD表示他們的處理器中同時集成了內存控制器(MCH)和DRAM控制�(DCT),MCT是處理器核心和DRAM控制器之間的連接界面,它會不因為外部內存的類型而改�。而DCT則是專門針對DRAM的內存連接界面,要使系�(tǒng)支持不同類型的內存只需要通過改變這一部分就可以實�,因此支持下一代DDR3內存標準并不需要花費太大的力氣。但是這只是對芯片生產商而言。對于消費�,所面臨的現實是選擇Intel平臺想要在未來享受DDR3內存的高性能,只需要更換主板和內存就可以了,但是選擇AMD平臺則需要連CPU一起更�,而且最重要的是就像這次的AM2一�,你更換的CPU除了內存控制器部分之�,可能并沒有太大的性能改變,這顯然大大增加了不必要的升級成本�
從以上分析來�,目前AMD的處理器集成內存控制器技�,在使用高頻率DDR2內存的情況下性能要優(yōu)于Intel的北橋集成內存控制器技術。但是從升級性和超頻能力來看,Intel現在的內存控制器方案更加實際。不過有消息�,Intel最近也表示將在未來的處理中集成內存控制器。我認為得到對手的承認是對AMD處理器集成內存控制器技術的肯定。看來盡管目前技術還不完�,但是處理器集成內存控制器將是未來的�(fā)展方�,這一點不容置��
內存控制器是在處理器和內存之間負責數據交換的一小塊硅片。如果像AMD那樣將其整合在處理器內部,則可以顯著降低內存延遲,提高處理器性能,但Intel一直拒絕這么做。奧特里尼給出的理由如下�
1、內存標準一直在改變:Athlon處理器不能搭配DDR2內存只是因為它整合的內存控制器只能連接DDR,這也是AMD要升級到Socket AM2的主要原因。Intel當初的Timna處理器曾整合了RAMBUS內存控制�,但隨著RAMBUS在市場上的慘敗而流��
2、Intel可以在處理器上集成大容量緩存:AMD處理器對緩存容量不是非常敏感,而Intel處理器則可以憑借大容量的緩存彌補未整合內存控制器帶來的損失。奧特里尼在IDF上說:“能�(zhàn)勝整合內存控制器的武器是處理器緩�。�
3、不整合內存控制器可以減小處理器面積:盡管Intel不斷改進自己的生產工藝和產能,但產量總是有限度�。因�,處理器面積越小,能生產的數量就越多,最終帶來更多收入�
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