主機板不支援大容量記憶體原因

隨著記憶體價格的下調，不少網友都為自己的機器配置了高容量記憶體，增大記憶體容量不但可以提高讀寫速度，而且會適當的提高系統性能;但是，單條大容量記憶體在一些主機板上(時間比較長的主機板)不是無法識別，就是識別錯誤(容量識別錯誤)。具體是什麼原因造成的呢?首先我們瞭解一些記憶體的知識，相信網友會在其中找到答案的。

一.記憶體晶片的邏輯BANK

我們知道主機板上使用的32MB/64MB/128MB的記憶體條都是由若干記憶體晶片焊接在4層或6層電路板上組成的，因此首先我們必須對記憶體晶片的內部結構有個清楚的認識

在晶片的內部，記憶體的資料是以位(bit)為單位寫入一張大的矩陣中，每個單元我們稱為CELL，只要指定一個行(Row)，再指定一個列(Column)，就可以準確地定位到某個CELL，這就是記憶體晶片定址的基本原理。這個陣列我們就稱為記憶體晶片的BANK，也稱之為邏輯BANK(Logical BANK)。由於工藝上的原因，這個陣列不可能做得太大，所以一般記憶體晶片中都是將記憶體容量分成幾個陣列來製造，也就是說存在記憶體晶片中存在多個邏輯BANK，隨著晶片容量的不斷增加，邏輯BANK數量也在不斷增加，目前從32MB到1GB的晶片基本都是4個，只有早期的16Mbit和32Mbit的晶片採用的還是2個邏輯BANK的設計，譬如三星的兩種16MB晶片：K4S161622D (512K x 16Bit x 2 BANK)和K4S160822DT(1M x 8Bit x 2 BANK)。晶片組本身設計時在一個時鐘週期內只允許對一個邏輯BANK進行操作(實際上晶片的位寬就是邏輯BANK的位寬)，而不是晶片組對記憶體晶片內所有邏輯BANK同時操作。

邏輯BANK的地址線是通用的，只要再有一個邏輯BANK編號加以區別就可以了(BANK0到BANK3)。但是這個晶片的位寬決定了一次能從它那裡讀出多少資料，並不是記憶體晶片裡所有單元的資料一次全部能夠讀出，下圖就是一個容量為32MB(256Mbit)記憶體晶片內部邏輯BANK結構示意圖，從中你可以更清楚邏輯BANK的結構。

可以看出，DQ資料輸入/輸出線只有8根而不是32根，可以發現4個BANK是分時工作的，任一時刻只可能有一個BANK的資料被存取，0-3是它們的編號。每個邏輯BANK有8M個單元格(CELL)，一些廠商(比如現代/三星)就把每個邏輯BANK的單元格數稱為資料深度(Data Depth)，每個單元由8bit組成，那麼一個邏輯BANK的總容量就是64Mbit(8M×8bit)，4個邏輯BANK就是256Mbit，因此這顆晶片的總容量就是256Mbit(32MB)。

記憶體晶片的容量是一般以bit為單位的。比如說32Mbit的晶片，就是說它的容量是32Mb(b=bit=位)，注意位(bit)與位元組(Byte)區別,這個晶片換算成位元組就是4MB(B=Byte=位元組=8個bit),一般記憶體晶片廠家在晶片上是標明容量的，我們可以晶片上的標識知道，這個晶片有幾個邏輯BANK，每個邏輯bank的位寬是多少，每個邏輯BANK內有多少單元格(CELL)，比如目前目前64MB和128MB記憶體條常用的`64Mbit的晶片就有如下三種結構形式：

①16 Meg x 4 (4 Meg x 4 x 4 banks) [16M╳4]

②8 Meg x 8 (2 Meg x 8 x 4 banks) [8M╳8]

③4 Meg x 16 (1 Meg x 16 x 4 banks) [4M╳16]

表示方法是：每個邏輯BANK的單元格數×邏輯BANK數量×每個單元格的位數(晶片的位寬)。晶片邏輯BANK位寬目前的工藝水平只能最多做到16位，因此大家看到幾乎所有的晶片邏輯BANK位寬只可能4/8/16三者之一。以前16Mbit的晶片基本採用的單個晶片兩個邏輯BANK，但是到了64Mbit基本就都是4個邏輯BANK設計了，今後隨著生產工藝水平的提高估計單個晶片8個甚至16個邏輯BANK的出現也不是沒有可能.

二.記憶體條的物理BANK

通常主機板上的每個記憶體插槽分為兩段，這個大家從VIA主機板BIOS設定中的BANK 0/1 DRAM Timing選項很容易推理得到，實際上也就是兩個BANK，不過這裡的BANK概念與我們前面分析晶片內部結構時提到的BANK可不一樣。簡單地說這個BANK就是記憶體和主機板上的北橋晶片之間用來交換資料的通道，目前以SDRAM系統為例，CPU與記憶體之間(就是CPU到DIMM槽)的介面位寬是64bit，也就意味著CPU一次會向記憶體傳送或從記憶體讀取64bit的資料，那麼這一個64bit的資料集合就是一個記憶體條BANK，很多廠家的產品說明裡稱之為物理BANK(Physical BANK)，目前絕大多數的晶片組都只能支援一根記憶體包含兩個物理BANK，但是針對某個具體的條子，很多人想當然，認為每個DIMM插槽使用記憶體條的面數來區分佔用幾個BANK通道，單面的(16M，64M)只佔用一個物理BANK，而雙面的(32M，128M)則需佔用兩個物理BANK。實際上物理BANK與面數是無關的，PCB電路可以設計成雙面和單面，也可把全部晶片(16顆)放在一面上(至少從理論上是完全可能)。有些記憶體條單面就是一個物理BANK，但有些雙面才是一個物理BANK，所以不能一概而論。前一陣鬧得沸沸揚揚的大度256MB記憶體條就是一個典型的例子，雖然是雙面並多達16枚晶片，但仍然是單個物理BANK的。要準確知道記憶體條實際物理BANK數量，我們只要要將單個晶片的邏輯BANK數量和位寬以及記憶體條上晶片個數搞清楚。各個晶片位寬之和為64就是單物理BANK，如果是128就是雙物理BANK。目前的晶片組最多支援2個物理BANK。所以記憶體廠家生產的記憶體條都不可能超過2個物理BANK。CPU一次只能對一個物理BANK進行訪問和操作(因為一個物理BANK是64bit的位寬)，那麼記憶體條要保證一個週期內向資料匯流排提供或接收64bit的資料，而這些資料都是分別儲存在記憶體條的的晶片中。那麼記憶體條中有多個記憶體晶片，這64位資料到底是有一個晶片提供還是由所有晶片每個提供一部分呢?我們還是以上面的那顆256Mbit的晶片為例，根據晶片組的工作原理，目前還沒有那家晶片生產廠家做出位寬16位以上的晶片，所以現在的晶片組設計時都是要求記憶體條上每個晶片均承擔提供資料的任務，也就是說記憶體條上的每個晶片都要要對這64位資料做貢獻，而那顆記憶體晶片的位寬是8位，因此用這個晶片組成記憶體條只需要8顆晶片即完成了64位資料併發任務，算下來，記憶體條的容量就是32 MB (256Mbit)×8=256MB的容量，假如是記憶體晶片的位寬是4位，那麼需要的晶片數量必須是16顆，這時假如使用八顆位寬還是8位的64MB(512bit)晶片(單個晶片的總容量翻了一番)組裝，儘管記憶體條上的總容量達到了256MB的要求，還是由於位寬不夠是不能正常工作。要能工作就必須採用16位位寬的64MB(512bit)晶片。

586以上電腦的資料匯流排寬度都是64bit，即每次讀取記憶體為64bit，SDRAM記憶體條的設計頻寬也是64bit，記憶體條的頻寬為條上各個記憶體晶片的頻寬之和，基本條件為頻寬之和應等於64bit或其倍數。假如出現了各個晶片位寬之和等於128。則分成兩個64位,當讀取一個64位部分時，另一個64位部分就不能讀取，通常很多廠家就分別將這兩部分放在記憶體的兩面上。這就造成了許多人的錯覺：雙面是兩個BANK的，單面是一個BANK的。實際根本不能這樣認識，比如大度256MB記憶體，儘管兩面16個晶片，但是由於記憶體晶片的位寬是4位(32Mbit×4),所以必須要有4×16=64才能達到系統所要求的位寬。這時由於晶片大小的限制，不可能將16顆晶片都放在一面上，所以只能設計成雙面。對於64Mbit晶片 (4M*16) 來說，晶片頻寬16bit，8顆晶片頻寬=16*8=128bit(即兩個BANK)，4顆晶片頻寬=16*4=64bit(即一個BANK)。兩個物理BANK的情況只有出現在位寬超出了64位的情況下(即位寬出現了富餘)，由於晶片組任一時刻只能處理一個64位，所以才分成兩個物理BANK。今後隨著新一代資料匯流排位寬的提高，也許CPU的胃口就不是一次只能64位資料了，可能是128位甚至更多。

另外我們常說的記憶體交錯設定並不是指的物理BANK的交錯。也就是說不是記憶體條雙面的交錯，而是指記憶體晶片內部邏輯BANK的交錯，如果晶片有4個BANK，那麼就可以進行4路交錯，如果只有兩個BANK就只能是二路交錯。很多資料介紹的以記憶體條的單面或雙面來決定交錯是錯誤的，實際上就是混淆了物理BANK和邏輯BANK的區別。

CPU一次只能對一個物理BANK進行訪問和操作(因為一個物理BANK是64bit的位寬)，那麼記憶體條要保證一個週期內向資料匯流排提供或接收64bit的資料，而這些資料都是分別儲存在記憶體條的的晶片中。那麼記憶體條中有多個記憶體晶片，這64位資料到底是有一個晶片提供還是由所有晶片每個提供一部分呢?我們還是以上面的那顆256Mbit的晶片為例，根據晶片組的工作原理，目前還沒有那家晶片生產廠家做出位寬16位以上的晶片，所以現在的晶片組設計時都是要求記憶體條上每個晶片均承擔提供資料的任務，也就是說記憶體條上的每個晶片都要要對這64位資料做貢獻，而那顆記憶體晶片的位寬是8位，因此用這個晶片組成記憶體條只需要8顆晶片即完成了64位資料併發任務，算下來，記憶體條的容量就是32 MB (256Mbit)×8=256MB的容量，假如是記憶體晶片的位寬是4位，那麼需要的晶片數量必須是16顆，這時假如使用八顆位寬還是8位的64MB(512bit)晶片(單個晶片的總容量翻了一番)組裝，儘管記憶體條上的總容量達到了256MB的要求，還是由於位寬不夠是不能正常工作。要能工作就必須採用16位位寬的64MB(512bit)晶片。

586以上電腦的資料匯流排寬度都是64bit，即每次讀取記憶體為64bit，SDRAM記憶體條的設計頻寬也是64bit，記憶體條的頻寬為條上各個記憶體晶片的頻寬之和，基本條件為頻寬之和應等於64bit或其倍數。假如出現了各個晶片位寬之和等於128。則分成兩個64位,當讀取一個64位部分時，另一個64位部分就不能讀取，通常很多廠家就分別將這兩部分放在記憶體的兩面上。這就造成了許多人的錯覺：雙面是兩個BANK的，單面是一個BANK的。實際根本不能這樣認識，比如大度256MB記憶體，儘管兩面16個晶片，但是由於記憶體晶片的位寬是4位(32Mbit×4),所以必須要有4×16=64才能達到系統所要求的位寬。這時由於晶片大小的限制，不可能將16顆晶片都放在一面上，所以只能設計成雙面。對於64Mbit晶片 (4M*16) 來說，晶片頻寬16bit，8顆晶片頻寬=16*8=128bit(即兩個BANK)，4顆晶片頻寬=16*4=64bit(即一個BANK)。兩個物理BANK的情況只有出現在位寬超出了64位的情況下(即位寬出現了富餘)，由於晶片組任一時刻只能處理一個64位，所以才分成兩個物理BANK。今後隨著新一代資料匯流排位寬的提高，也許CPU的胃口就不是一次只能64位資料了，可能是128位甚至更多。

另外我們常說的記憶體交錯設定並不是指的物理BANK的交錯。也就是說不是記憶體條雙面的交錯，而是指記憶體晶片內部邏輯BANK的交錯，如果晶片有4個BANK，那麼就可以進行4路交錯，如果只有兩個BANK就只能是二路交錯。很多資料介紹的以記憶體條的單面或雙面來決定交錯是錯誤的，實際上就是混淆了物理BANK和邏輯BANK的區別。