內(nèi)存對(duì) DIY 玩家來說是再熟悉不過的硬件了,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 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 " 也不代表性能就好。今天,我們就來科普一下正確的內(nèi)存安裝姿勢(shì)。

為什么內(nèi)存插法有講究
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)?CPU 的速度比硬盤快得多,如果讓 CPU 直接運(yùn)行硬盤中的程序,那硬盤的速度會(huì)成為性能瓶頸,為了確保 CPU 的高效工作,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)讀寫性能和并發(fā) IO 性能,并且由于它還要和 CPU 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,還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。

高帶寬和低延遲的特性使得內(nèi)存只能使用并行總線,但并行總線對(duì)抗干擾和校驗(yàn)的要求很高,CPU 是通過物理方式也就是電路訪問內(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。

但是大家在查看主板說明書時(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)等長布線的原則,理論上每個(gè)內(nèi)存插槽到 CPU 的距離都應(yīng)該相等。但通過甩線工藝來保證線路等長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方案,而布線方案的差異才是內(nèi)存最佳插法的決定因素。
3 種主流的內(nèi)存布線方案

現(xiàn)在我們已經(jīng)知道,主板內(nèi)存與 CPU 相連的線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是十分重要的,那么不同內(nèi)存布線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,2 DPC 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 也叫做直連布線方案,是直接從 CPU 布線連接到內(nèi)存插槽上,這種布線方案常見于只有兩條內(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)錄用的就是這類主板)。這種布線的好處是數(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。最典型的例子就是我們使用技嘉 AB350N-Gaming WIFI 的 ITX 主板,能輕松超到 DDR4 4600MHz 的內(nèi)存頻率,這在 4 內(nèi)存槽的 B350 主板上是很難實(shí)現(xiàn)的。
T-Type:2 DPC 布線方案被廣泛使用在 4 內(nèi)存槽的消費(fèi)級(jí)主板上,2 DPC 又分為 T-Type ( T-Topology ) 和 D-Type ( Daisy Chain ) 方案。T-Type 布線方案是同一內(nèi)存通道從處理器插座引線出來,分別連接兩條內(nèi)存插槽,可以簡單的理解為并聯(lián)布線。T-Type 布線的特點(diǎn)是能盡可能的保證同一內(nèi)存通道中,兩根插槽到達(dá) CPU 的物理距離等長,從而減小信號(hào)延遲差異。理論上采用 T-Type 布線的主板插入四條內(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)存插槽殘線就變成接收干擾的 " 天線 ",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,而大多數(shù)玩家受制于預(yù)算并不會(huì)購買 4 條內(nèi)存,與其追求插滿的性能表現(xiàn),不如退而求其次兼顧主流玩家。現(xiàn)在主流主板都采用 D-Type 布線方案,也叫菊花鏈。菊花鏈的布局方式是從處理器插座直接引線到第一個(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,可以簡單的理解為串聯(lián)布線。菊花鏈布線的優(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,這種折返是會(huì)產(chǎn)生干擾和損耗,2、4 插槽雖然同樣有 T-Type 布線方案的殘線影響,但少了折返損耗,電氣性能依然更好。而菊花鏈布線就更好理解了,插 2、4 插槽時(shí)沒有殘線干擾,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)過程中最好參考主板說明書。
這里再教大家一個(gè)分辨 4 內(nèi)存插槽的老主板內(nèi)存布線方案的技巧:去官網(wǎng)主板的介紹頁面,詳細(xì)參數(shù)中一般會(huì)有內(nèi)存兼容表(QVL),如果頻率最高幾檔的是插滿 4 根,那就是 T-Type,反之 2 根的就是菊花鏈。

不同內(nèi)存插法的性能實(shí)戰(zhàn)研究
當(dāng)我們了解 T-Type 和菊花鏈內(nèi)存布線的特性以后,就可以理解為什么大多數(shù)主板廠商推薦將內(nèi)存條裝在 2、4 插槽上了。但大家可能依然對(duì)不同內(nèi)存插法的性能表現(xiàn)沒有具體的概念,畢竟紙上得來終覺淺,接下來我們就進(jìn)行實(shí)際測(cè)試來驗(yàn)證。本次測(cè)試平臺(tái)所使用的主板為 ROG MAXIMUS Z690 HERO,采用目前主流主板的菊花鏈內(nèi)存布線方案。測(cè)試內(nèi)存是 4 條宇瞻 NOX 暗黑女神 DDR5 5200 內(nèi)存。
測(cè)試平臺(tái)
處理器:Intel 酷睿 i9 12900K
內(nèi)存:宇瞻 NOX 暗黑女神 DDR5 5200 16GB×4
主板:ROG MAXIMUS Z690 HERO
顯卡:ROG STRIX RTX3090 O24G
硬盤:WD_BLACK SN850 1TB
電源:ROG 雷神 1200W
操作系統(tǒng):Windows 11 專業(yè)版
本次測(cè)試分為頻率和內(nèi)存延遲測(cè)試,默認(rèn)打開內(nèi)存 XMP1 設(shè)定,首先我們將內(nèi)存安裝到理論性能最差的 1、3 插槽,發(fā)現(xiàn)只有把頻率降低至 4400MHz 時(shí)才能開機(jī)。2、4 插槽和內(nèi)存插滿時(shí)都能跑到 5200MHz,但在默認(rèn)參數(shù)下,內(nèi)存插滿時(shí)并不能直接提升頻率到 5200Mz 以上。
接著我們以 4400MHz 為基準(zhǔn),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)。可以看到在同一運(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)存插滿時(shí)的延遲為 89ns,2、4 插槽的表現(xiàn)最好,只有 88.7ns,可見不同內(nèi)存插法的實(shí)際延遲表現(xiàn)與理論表現(xiàn)吻合。

總結(jié):內(nèi)存插的對(duì),游戲自然快
這次我們給大家科普了主板內(nèi)存布線方案和內(nèi)存插法的關(guān)系,并且用實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證了采用不同內(nèi)存插法的性能表現(xiàn)。在當(dāng)前采用菊花鏈內(nèi)存布線方案的主流主板上,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)存插滿和 2、4 插槽插法的性能差距看似不大,同頻率下,內(nèi)存插滿甚至有 2% 左右的帶寬優(yōu)勢(shì),但后者可以通過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)普通游戲玩家來說,內(nèi)存采用 2、4 插槽插法是性價(jià)比最高的,插滿反而會(huì)在一定程度上影響性能表現(xiàn)。當(dāng)然,如果你是需要運(yùn)行專業(yè)軟件的創(chuàng)意工作者,插滿內(nèi)存可以顯著提升工作效率。
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