服务器DDR内存的结构组成-HQY 一个和谐有爱的空间

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2024
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15:48:14

服务器DDR内存的结构组成

从事服务器技术类岗位的朋友，通常都会遇到和内存相关各类术语，比如内存通道、Bank、Rank、Chip、晶圆、裸die、内存颗粒、内存模组….等，到底他们是什么意思，有何区别和联系，我们简单做个分享！

一、内存条相关的专业术语

1、晶圆(wafer)

晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成晶圆。

2、裸Die

Die是从晶圆上切割出来的一块具有完整功能的芯片，大小一般是几毫米左右，边上有用于连接金属线的焊盘或孔，金属线则连接到外部引脚上或者电路板上的焊盘上。

3、内存颗粒

内存颗粒是内存条最核心的部件,是内存的储存介质可以直接关系到内存的性能。目前市面上用的比较多是三星、镁光、海力士。国内品牌是长鑫，如图片所示

4、内存模组“内存条”

内存模组又称“内存条”，和内存条相关的概念有内存控制器、内存channel、内存DIMM、Rank、Bank、Chip等

二、内存条相关概念的联系

内存概念由大到小：

内存控制器->channel->DIMM->Rank->Chip->Bank->Column/Row

Rank就是每次CPU取的位宽，比如CPU是64位的，那么一个Rank也是64位的，但是内存颗粒没那么大的位宽，通常就是组合成64位，上图就是8个8bit的颗粒一起组成64bit的位宽，因此这8个颗粒合起来称作一个Rank。

PC和服务器的内存略有差别

PC一般用UDIMM、服务器一般用RDIMM/LRDIMM

UDIMM的Rank为64位，RDIMM的Rank为72位（64+8），8是ECC

三、内存条外观分析

常见的问题：判断内存条的Rank

前面提到了一个Rank的位宽是64（这里指的是数据位宽），通过实际的内存图片展示。不能根据单双面来判断是几个Rank，如果内存选择的颗粒是4bit的，那么就需要16个颗粒来组成64bit的数据位宽和2个颗粒来组成8bit的校验位宽，那么反面也会有9个颗粒，但是这个内存条也是单Rank的内存。如下图

1x(64+8)/4=18个颗粒

目前服务器内存最常见还是2Rx4；下图海力士的2Rx4；

不同规格的内存可以同时使用吗？不绝对，对于服务器产品而言，要求必须是容量、规格一致的否则会有安全隐患。

从内存产品外观角度介绍一下内存的结构组成，包括PCB板、RCD、DB、SPD、PMIC、TS….

一、DDR4内存条的结构

很多人对内存的称呼不同，其实都是一样的，内存=内存模组=内存条

1、内存颗粒：即是内存芯片，内存的基本组成部件，主要承载内存的记忆功能。
2、金手指：是内存条上与内存插槽之间的连接部件，所有的信号都是通过金手指进行传送的。
3、SPD-Hub 串行检测集线器：内存模组上面的一个可擦写的ROM，里面记录了该内存的许多重要信息，诸如内存的芯片及模组厂商、工作频率、工作电压、速度、容量、电压与行、列地址带宽等参数。是内存最重要的部件。
4、PCB板：内存条的电路板，相当于船的甲板。
5、RCD内存接口芯片：用来缓冲来自内存控制器的地址、命令及控制信号
6、DB 数据缓冲芯片：用来缓冲来自内存控制器或内存颗粒 (DRAM) 的数据信号。RCD 与 DB 组成套片，可实现对地址、命令、控制信号以及数据信号的全缓冲。

二、RCD与DB在的RDIMM与LRDIMM的应用

RCD内存接口芯片是内存模组 (俗称内存条) 的核心器件，作为 CPU 存取内存数据的必由通路，其主要作用是提升内存数据访问的速度及稳定性，以匹配 CPU 日益提高的运行速度及性能。内存接口芯片需与各种内存颗粒及内存模组进行配套，并通过 CPU 厂商和内存厂商针对其功能和性能 (如稳定性、运行速度和功耗等) 的严格认证，才能进入大规模商用阶段。，而 DB 芯片用来缓冲来自内存控制器或内存颗粒 (DRAM) 的数据信号。RCD 与 DB 组成套片，可实现对地址、命令、控制信号以及数据信号的全缓冲。