2Rx8 and 1Rx8 DDR的Rank與單面雙面無關

最近忙著把NAS的記憶體升級，於是逛了一下網路商城發現規格實在是五花八門，除了速度與第幾代DDR的基本規格之外，令人混淆的不外乎就是Rank了，因為市場上有 1Rx8 與 2Rx8 ，到底有沒有差別? 於是我稍微研究了一下記憶體。

記憶體的層級

如下圖，電腦內的記憶體架構是分層負責的，最上層是通道Channel，裡面再分為DIMM。以Intel北橋的X38為例，它支援2個Channel，所以有兩組獨立的線拉到各自的記憶體，每個Channel最多支援2個DIMM，所以你在主機板上最多會看到4個DIMM插槽。

分組的記憶體顆粒-RANK

這裡的DIMM就是我們平常買的記憶體模組，單一模組上焊滿了一顆顆的記憶體IC，這些IC顆粒被劃分為不同的Rank，每個Rank以相同的Chip Select(CS#)連接在一起，也就是說當北橋發出CS#訊號時，這個Rank內的所有IC顆粒便同時會被Enable。

若你的模組有2個Rank，表示此Memory Module能接受兩條CS#的訊號，以美光Micron的模組為例它們的名稱為S0#與S1#。若分為1個Rank稱為1R，若分為2個Bank就稱為2R。下圖就是2R模組內的接線方式，你會發現相同Rank IC的CS#全部與DIMM的S0#與S1#分別接在一起。

至於為何要分Rank? 全部接一起不是挺好? 這部分我沒有再深究，我想應該與晶片IO的Fan out能力，或著與阻抗匹配有關，畢竟速度這麼快，阻抗是需要考慮的，否則資料全部反射攪和在一起，也是很傷腦筋。

2Rx8 不等於雙面

從上面的敘述可以知道，Rank只是拿來分組用的，2個Rank的模組因為顆粒數目多，大都會將記憶體顆粒焊在兩面；而單一Rank的DDR Module有焊在同一面的也有焊在兩面的。

所以2R與1R與單雙面並沒有關係，它只表示北橋的Memory Channel用了多少Chip Select來存取DIMM。下圖是個例子，上方8G 2Rx8表示記憶體模組分了2個Rank，每個Rank有8顆IC，它是雙面焊件，共有16顆IC；下方2GB的記憶體模組只用了1個Rank，每個Rank有8顆IC，但它也是雙面焊件喔，因為它一面焊4顆。

記憶體電壓

目前DDR3分為1.5V與1.35V，1.35V的記憶體模組會標示為DDR3L，但我發現一件很有趣的事情，上圖中2GB模組的顆粒，我照著型號去查詢datasheet，沒想到竟然發現這個顆粒竟然原本是DDR3L使用的，而且速度還是1866MHz，那為何會出現在DDR3 1600的模組上呢?

於是我詢問了在PC廠工作的朋友，他告訴我這是有可能的，也就是原本規畫應該在1866MHz 1.35V跑的記憶體，廠商可能發現它跑起來沒那麼穩定，於是讓這款記憶體在1600MHz 1.5V跑，可能就跑得嚇嚇叫，因此會折價賣給模組廠使用。

基本上記憶模組只要出廠前有測試驗證過，都不會有問題，產品好壞的差別就在於品管控制，品管控制得好小廠就能上天堂，品管控制得差大廠也會下地獄。所以我一般都選大廠，因為他們資源多，所以我”傾向”相信他們的品管做得較完整。

4Gbit為何只需要16條位址線

不知各位是否有想過，一個4Gb的DDR為何只需要A[15:0]共16條位址線? 照理說4Gb(512Mega x 8bit)應該要有29條線才能定址到512Mega，現在只要16條是怎麼辦到的? 確實29條位址線實在太多了，因此位址資料分為兩次傳送，第一次稱為Row第二次稱為Col，如下圖這兩個資料到了記憶體內部，便會像XY座標一般地將對應的資料找出來，再將資料放到DQ[7:0]上面。

事實上在DRAM記憶體內還有分Bank，這樣又可以讓位址線減少一些，以下圖為例有8個bank，所以它需要BA[2:0]共3條線來定址，我一直認為bank與address其實是相同作用的東西，只因為我沒有在DRAM上著墨太深，沒法理解為何還要在IC內部分Bank，如果有了解的朋友歡迎讓我知道一下。

為何要這麼多顆粒

以PC的角度來看，這還真的是個合理的問題，為何要放那麼多小顆的IC? 直接做一個大顆的不就全搞定，但這個事情牽涉頗廣，首先是要做這麼大顆容量的IC它的良率一定會下降，意思就是將來的價格會比較貴，到時候做出來誰要買單是個大問題。再來是資料位元寬度，目前PC大都是64bit作為資料傳輸，但除了PC之外仍有很多小型應用會需要用到32bit甚至16bit的位元寬度，對DRAM廠來說做8bit or 16bit寬度的顆粒市場彈性最大，事實上他們做了x4, x8, x16三種寬度，讓使用者自己去湊出需要的寬度。

上圖就是一個8bit寬度的IC，右邊的DQ[7:0]指的就是資料的寬度，如果你要用64bit就得用8顆8bit寬度的IC來湊，或是4顆16bit的IC來湊，所以我們買來的記憶體模組才會這麼多顆粒。

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