从2001年DDR内存面世以来倒退到2019年的明天，曾经走过了DDR、DDR2、DDR3、DDR4四个大的规格时代了。内存的工作频率也从DDR时代的266MHz进化到了明天的3200MHz。这个频率在操作系统里叫Speed、在内存术语里叫等效频率、或罗唆间接简称频率。这个频率越高，每秒钟内存IO的吞吐量越大。但其实内存有一个最最根本的频率叫外围频率，是理论内存电路的工作时的一个振荡频率。它是内存工作的根底，很大水平上会影响内存的IO提早。我明天想给大家揭开另外一面，这个叫外围频率的东东其实在最近的18年里，基本上就没有什么太大的提高。

内存Speed

在Linux上能够查看到你机器上内存的Speed。

dmidecode | grep -P -A16 "Memory Device"  Memory Device          Array Handle: 0x0009          Error Information Handle: Not Provided          Total Width: 72 bits          **Data Width: 64 bits**          Size: 8192 MB          Form Factor: DIMM          Set: None          Locator: DIMM02          Bank Locator: BANK02          Type: Other          Type Detail: Unknown          **Speed: 1067 MHz**          Manufacturer: Micron          Serial Number: 65ED91DC          Asset Tag: Unknown          Part Number: 36KSF1G72PZ-1G4M1  ......

上述命令能够看出每一个插槽上内存物理设施的状况，因为后果太长我只抽取了其中一个内存的信息列了进去。对于咱们开发者来说，其中有两个数据比拟要害。

  • Speed: 1067 MHz： 每秒能进行内存数据传输的速度，
  • Data Width: 64 bits： 内存工作一次传输的数据宽度

我的机器上所有的内存条的Speed都是1067（大家别笑话，因为我的测试机器是线上过保淘汰下来的机器，所以老了一点点）。 把Data Width和Speed相乘后失去的就是数据带宽了。咱们把历史上各个阶段的内存的Speed和带宽汇总了一下，如下图。

内存背地的机密-外围频率

通过Linux咱们只看到了内存的一个Speed，它是数据传输的频率。这个频率又叫Data Speed，或等效频率。各个商家在内存的销售页面上也把这个频率标在特地显著的地位，揭示消费者他家的内存有多快多快。但其实从内存条的技术参数上来讲，有个最为重要的频率，是外围频率，它是内存电路的震荡频率，是内存所有工作的基石。

咱们来看一下各代内存的更全面具体的数据。

我汇总了从SDR时代，始终到目前支流的DDR4的内存的频率表比照。大家能够看到外围频率曾经多年没有实质性提高了，这是受物理资料的极限限度，内存的外围频率始终在133MHz~200MHz之间彷徨。。咱们所看到的内存Speed是在这个外围频率的根底上，通过各种技术手段放大进去的。之所以咱们感觉内存在越来越快，就是放大技术手段在不断进步而已。

  • SDR时代：在最古老的SDR（Single Data Rate SDRAM）年代里，一个时钟脉冲只能在脉冲上沿时传输数据，所以也叫单倍数据传输率内存。这个期间内存的晋升办法就是晋升内存电路的外围频率。
  • DDR时代：然而内存制造商们发现外围频率到了200MHz再晋升的话，难度就很大了。所以在电路时钟周期内预取2bit，输入的时候就在上升期和降落期各传输一次数据。所以外围频率不变的状况下，Speed（等效频率）就翻倍了。
  • DDR2时代：同样是在高低沿各传一次数据，但将Prefech晋升为4，每个电路周期一次读取4bit。所以DDR2的Speed（等效频率）就达到了外围频率的4倍。
  • DDR3时代：同样也是高低沿各传一次数据，进一步将Prefect晋升为8。所以DDR3的等效频率能够达到外围频率的8倍。
  • DDR4时代：这时预取的晋升曾经十分艰难，所以和DDR3一样，Prefech依然为8。内存制造商们又另辟蹊径，提出了Bank Group设计。容许各个Bank Group具备独立启动操作读、写等动作个性。所以等效频率能够晋升到外围频率的16倍。
内存还有个概念叫IO频率、也叫时钟频率。简略了解为将DDR内存的Speed频率除以2，就是内存的IO频率。这个必须和CPU的外频相匹配能力工作。例如对于DDR3来说，如果外围频率133Mhz的内存工作频率下，匹配533MHz的CPU外频,其IO频率就是533Mhz。数据传输因为高低沿都能够传，所以是外围频率的8倍，也就是1066MHz。

我曾试图在Linux下找到能查看外围频率和IO频率的命令，然而没有找到，在售的各种内存条仿佛也很少会提及它。 但咱们是IT从业人员，非普通用户。因而我感觉大家有必要来理解这个原理。（事实上，这两个频率会影响前面探讨的内存的提早参数，而提早参数又决定了内存的真正性能）

汇总一句话，内存真正的工作频率是外围频率，时钟频率和数据频率都是在外围频率的根底上，通过技术手段放大进去的。内存越新，放大的倍数越多。但其实这些放大伎俩都有一些局限性。比方你的内存数据存储并不间断，这时候DDR2、DDR3的数据预取对你帮忙并不大。再比方你的过程数据都存在一个Bank Group里，你的过程内存IO就基本不会达到DDR4厂家宣传的速度。

扩大常识：内存提早

除了频率以外，内存还有几个比拟重要的参数，然而同样在Linux里没有找到查看的命令。内存的销售页面想找到这几个参数也不是特地容易。

所有的内存条都有CL-tRCD-tRP-tRAS四个参数。其中最重要的是CL-tRCD-tRP这三个参数，只有你费点劲，所有的在售内存你都能找到这3个值。例如经典的DDR3-1066、DDR3-1333及DDR3-1600的CL值别离为7-7-7、8-8-8及9-9-9。当初京东上一条比拟风行的台式机内存金士顿(Kingston)DDR4 2400 8G，其时序是17-17-17。

第四个参数有时候会被省略。起因有二，第一：当初的开发者不须要间接和内存打交道，而操作系统呢又做的比拟内存敌对，很少会有这个开销真正产生。第二，这个开销的值要比其它的值大很多，切实不太好看。商家为了内存能多卖一些，罗唆就避而不谈了。

好了，问题来了。为什么内存越提高，提早周期反而会变大了呢？
这就是因为提早周期应用延迟时间除以内存时钟周期(Speed/2)算进去的。这其实不算太迷信，最间接的方法应该是用延迟时间来评估。延迟时间很大水平上是受内存的外围频率的制约的。而这些年外围频率又基本上没有提高，所以延迟时间也不会有本质的升高。假设延迟时间不变，而时钟周期翻倍了，这样提早周期看起来就是新的内存更大。

明天就带大家理解到这里，前面我会用试验来让你了解你的内存的理论延时。

开发内功修炼之内存篇专辑：

  • 1.带你深刻了解内存对齐最底层原理
  • 2.内存随机也比程序拜访慢，带你深刻了解内存IO过程
  • 3.从DDR到DDR4，内存外围频率其实基本上就没太大的提高
  • 4.理论测试内存在程序IO和随机IO时的拜访延时差别
  • 5.揭穿内存厂家“谎话”，实测内存带宽实在体现
  • 6.NUMA架构下的内存拜访提早区别！
  • 7.PHP7内存性能优化的思维精华
  • 8.一次内存性能晋升的我的项目实际
  • 9.挑战Redis单实例内存最大极限，“遭逢”NUMA陷阱！

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