內(nèi)存無(wú)腦插滿(mǎn)性能就好？其實(shí)不一定

王誠(chéng)

內(nèi)存對(duì)DIY玩家來(lái)說(shuō)是再熟悉不過(guò)的硬件了，即使是新手玩家都能對(duì)內(nèi)存的容量、頻率、時(shí)序等參數(shù)有一定了解。在實(shí)際的裝機(jī)過(guò)程中，有的玩家以為把內(nèi)存隨便插到主板上能點(diǎn)亮就行，或者直接插滿(mǎn)4條內(nèi)存追求性能，但不合理的內(nèi)存插法可能會(huì)限制性能的發(fā)揮甚至影響平臺(tái)的穩(wěn)定性，“插滿(mǎn)”也不代表性能就好。今天，我們就來(lái)科普一下正確的內(nèi)存安裝姿勢(shì)。

我們都知道，當(dāng)CPU要運(yùn)行某個(gè)程序時(shí)，就要先把程序從硬盤(pán)調(diào)用到內(nèi)存里面，CPU再和內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。這主要是因?yàn)镃PU的速度比硬盤(pán)快得多，如果讓CPU直接運(yùn)行硬盤(pán)中的程序，那硬盤(pán)的速度就會(huì)成為性能瓶頸，為了確保CPU高效工作，就需要一個(gè)性能更強(qiáng)的數(shù)據(jù)暫存區(qū)——內(nèi)存。別看當(dāng)前頂級(jí)PCIe 4.0 SSD的讀寫(xiě)速度已經(jīng)達(dá)到7000MB/s以上，比DDR2 400內(nèi)存都快，但這只是順序讀寫(xiě)性能，而CPU需要運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)是不確定的，這就要求非常強(qiáng)的隨機(jī)讀寫(xiě)性能和并發(fā)IO性能，同時(shí)必須做到極低的延遲，因此只有內(nèi)存才能充當(dāng)數(shù)據(jù)暫存區(qū)的角色。

PCIe 4.0 SSD的順序讀寫(xiě)性能很強(qiáng)，但依然不能和內(nèi)存相提并論

高帶寬和低延遲的特性使得內(nèi)存只能使用并行總線(xiàn)，但并行總線(xiàn)對(duì)抗干擾和校驗(yàn)的要求很高。CPU是通過(guò)物理方式也就是電路訪問(wèn)內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的，如果我們了解一下CPU的針腳定義，就可以發(fā)現(xiàn)無(wú)論是Intel還是AMD CPU的內(nèi)存插槽，都布置在與內(nèi)存相關(guān)的CPU針腳一側(cè)，縮短內(nèi)存與CPU之間的距離是降低延遲和傳輸損失最直接的優(yōu)化方式。

主板的內(nèi)存插槽大多布置在與內(nèi)存相關(guān)的CPU針腳一側(cè)

不過(guò)大家在查看主板說(shuō)明書(shū)時(shí)，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)很多主板都推薦將內(nèi)存條裝在2、4插槽上，而不是離CPU更近的1、3插槽。這是因?yàn)槎嗤ǖ纼?nèi)存插槽為了實(shí)現(xiàn)高速并行，就要遵循數(shù)據(jù)信號(hào)等長(zhǎng)布線(xiàn)的原則，理論上每個(gè)內(nèi)存插槽到CPU的距離都應(yīng)該相等。但通過(guò)甩線(xiàn)工藝來(lái)保證線(xiàn)路等長(zhǎng)的方法受到材料科學(xué)、電感分布等限制，不同的主板有不同的布線(xiàn)方案，而布線(xiàn)方案的差異才是內(nèi)存最佳插法的決定因素。

現(xiàn)在我們已經(jīng)知道，主板內(nèi)存與CPU相連的線(xiàn)路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是十分重要的，那么不同內(nèi)存布線(xiàn)方案之間究竟有什么區(qū)別呢？目前消費(fèi)級(jí)的酷睿和銳龍CPU都支持雙通道內(nèi)存技術(shù)，CPU內(nèi)部集成兩個(gè)內(nèi)存控制器，每個(gè)控制器控制一個(gè)內(nèi)存通道。根據(jù)每個(gè)內(nèi)存通道對(duì)應(yīng)的DIMM插槽（內(nèi)存插槽）數(shù)量，分為1 DPC和2 DPC。1 DPC （DIMM Per Channel）意思是每個(gè)通道只做1個(gè)內(nèi)存插槽。同理，2DPC即為每個(gè)內(nèi)存通道對(duì)應(yīng)2個(gè)內(nèi)存插槽。

直連：1 DPC也叫作直連布線(xiàn)方案，是直接從CPU布線(xiàn)連接到內(nèi)存插槽上，這種布線(xiàn)方案常見(jiàn)于只有兩條內(nèi)存插槽的ITX主板以及高端的超頻主板上（大部分內(nèi)存超頻的世界紀(jì)錄用的就是這類(lèi)主板）。這種布線(xiàn)的好處是數(shù)據(jù)可以直接通往各自通道的內(nèi)存，使內(nèi)存能獲得最優(yōu)的電氣性能和最少的信號(hào)干擾。

T-Type：2 DPC布線(xiàn)方案被廣泛使用在4內(nèi)存槽的消費(fèi)級(jí)主板上，2 DPC又分為T(mén)-Type（T-Topology）和D-Type（Daisy Chain）方案。T-Type布線(xiàn)方案是同一內(nèi)存通道從處理器插座引線(xiàn)出來(lái)，分別連接兩條內(nèi)存插槽，可以簡(jiǎn)單地理解為并聯(lián)布線(xiàn)。T-Type布線(xiàn)的特點(diǎn)是能盡可能地保證同一內(nèi)存通道中，兩根插槽到達(dá)CPU的物理距離等長(zhǎng)，從而減小信號(hào)延遲差異。理論上采用T-Type布線(xiàn)的主板插入四條內(nèi)存時(shí)，能獲得最好的電氣性能。缺點(diǎn)是僅插入兩條內(nèi)存時(shí)，空著的內(nèi)存插槽殘線(xiàn)就變成接收干擾的“天線(xiàn)”，反而降低了電氣性能。

D-Type：由于T-Type在只插兩條內(nèi)存時(shí)對(duì)性能影響較大，與其追求插滿(mǎn)的性能表現(xiàn)，不如退而求其次兼顧主流玩家?，F(xiàn)在主流主板都采用D-Type布線(xiàn)方案，也叫菊花鏈。菊花鏈的布局方式是從處理器插座引線(xiàn)到第一個(gè)內(nèi)存槽上，再由1內(nèi)存槽直連2內(nèi)存槽，3、4內(nèi)存槽同理，可以簡(jiǎn)單地理解為串聯(lián)布線(xiàn)。菊花鏈布線(xiàn)的優(yōu)勢(shì)是當(dāng)插入2、4內(nèi)存槽時(shí)就能實(shí)現(xiàn)最好的電氣性能，但當(dāng)4條內(nèi)存都插滿(mǎn)時(shí)，同一通道內(nèi)的內(nèi)存到達(dá)CPU的物理距離不同，會(huì)產(chǎn)生延遲干擾。

具體到雙條內(nèi)存的插法上，采用T-Type布線(xiàn)方案的主板如果只插1、3插槽，信號(hào)會(huì)向左進(jìn)行一次折返，這種折返會(huì)產(chǎn)生干擾和損耗，2、4插槽雖然同樣有T-Type布線(xiàn)方案的殘線(xiàn)影響，但少了折返損耗，電氣性能依然更好。而菊花鏈布線(xiàn)就更好理解了，插2、4插槽時(shí)沒(méi)有殘線(xiàn)干擾，信號(hào)直通內(nèi)存。而在安裝單條內(nèi)存時(shí)，也優(yōu)先選擇更靠近CPU但不會(huì)產(chǎn)生殘線(xiàn)的2插槽。當(dāng)然，這只是普遍的規(guī)律，在實(shí)際的裝機(jī)過(guò)程中最好參考主板說(shuō)明書(shū)。

接下來(lái)我們以4400MHz為基準(zhǔn)（內(nèi)存安裝在1、3插槽時(shí)的最高運(yùn)行頻率），使用AIDA64分別對(duì)三種內(nèi)存插法進(jìn)行測(cè)試，每種插法進(jìn)行4次測(cè)試并記錄下延遲表現(xiàn)?？梢钥吹皆谕贿\(yùn)行頻率下，1、3插槽的表現(xiàn)是最差的，平均延遲達(dá)到90ns，4條內(nèi)存插滿(mǎn)時(shí)的延遲為89ns，2、4插槽的表現(xiàn)最好，只有88.7ns，可見(jiàn)不同內(nèi)存插法的實(shí)際延遲表現(xiàn)與理論表現(xiàn)相吻合。

這次我們給大家科普了主板內(nèi)存布線(xiàn)方案和內(nèi)存插法的關(guān)系，在當(dāng)前采用菊花鏈內(nèi)存布線(xiàn)方案的主流主板上，如果把內(nèi)存安裝在1、3插槽會(huì)大幅影響內(nèi)存的性能表現(xiàn)，這在運(yùn)行頻率和抗干擾要求更高的DDR5內(nèi)存上尤為明顯。而內(nèi)存插滿(mǎn)和2、4插槽插法的性能差距看似不大，但后者可以通過(guò)拉高頻率或者超頻方式輕松做到更低延遲和更大的帶寬，這顯然對(duì)游戲幀率提升的幫助大得多。對(duì)普通游戲玩家來(lái)說(shuō)，內(nèi)存采用2、4插槽插法是性?xún)r(jià)比最高的選擇，當(dāng)然，如果你是需要運(yùn)行專(zhuān)業(yè)軟件的創(chuàng)意工作者，插滿(mǎn)內(nèi)存可以顯著提升工作效率。