内存扫盲(single rank,dual-rank, quad-rank)

singlerank,dual-rank, quad-rank

前言：在看Hp服务器参数的时候（比如DL120 G6）发现白皮书上该机型对内存要求挺苛刻的：

Supports up to 16GB, using 4GB PC3-10600E DDR3 Unbuffered (UDIMM) memory, operating at 1333MHz when fully populated at 2 DIMMs per Channel in 4 slots Supports up to 16GB, using 4GB Quad-Rank PC3-8500R DDR3 Registered (RDIMM) memory, operating at 1066MHz when fully populated at 2 DIMMs per Channel in 4 slots Supports up to 12GB, using 2GB PC3-10600R DDR3 Registered (RDIMM) memory, operating at 1333MHz when fully populated at 3 DIMMs per Channel in 6 slots

一般来讲，一条内存总线的data宽度是64bits，也就是说总线上有64条道，每条道上一次传送1位数据。 DIMM上的每个内存颗粒，提供4位或者8位数据，来组成这64位数据(data word)。提供4位数据的芯片记作x4,提供8位数据的记作x8. 据此，要组成一个64位的word就需要16片x4的芯片或者8片x8的芯片（没有x4和x8的芯片混搭的情况）。所以，一条DIMM上至少有8颗内存颗粒，排列在DIMM的一面或两面上。标准的DIMM的每一面有足够的空间容纳第9颗芯片，这第9颗芯片用来存储4bits或8bits的ECC.

如果1根ECC DIMM的9颗芯片都位于DIMM的同一面，就叫做single-sided（单面）。如果9颗芯片分布在DIMM的两面，就叫做double-sided（双面）。

1根 single-sided x8 ECC DIMM,和1根 double-sided x4 ECC DIMM,产生72bits数据(64bits data+8 bits ECC)。前者单面8颗芯片，后者双面，每面8颗共16颗芯片。两者都只用1个片选信号用来激活DIMM上的所有芯片。相反，1根 double-sided x8 DIMM 要求有2个片选信号来激活DIMM上的芯片来访问72-bit的block.（总结得出，1个片选信号对应72bits data,这样才能控制72bit的数据齐进齐出，对吧）。

作为对single-sided和double-sided的补充，DIMM还被分为single-rank和double-rank（也就是我们在内存的lable上经常能看到的1R，2R）。内存的rank的定义，是指在DIMM上通过一部分或者所有的内存颗粒产生的一个64-bit的area或者说block。对ECC DIMM来说，一个内存rank有72个数据位（64 bits data+8 bits ECC).

1根single-rank ECC DIMM (x4 or x8)为了产生72bits的block要动用到它身上所有的内存芯片，这些芯片被同一个片选信号控制。而1根double-rank ECC DIMM可以产生2个block的72bits数据，但需要2个片选信号。这两个片选信号是交错的，因此两组芯片（被同一片选信号控制的芯片为1组）不用争抢内存总线。

另外还有quad-rank的DIMM,由4个片选信号控制4组芯片。这4个片选信号也是交错的。（4R的DIMM一般用在server上面）

（single rank的DIMM与double-rank的DIMM在实际使用中相比较，1R的有优点。有些平台对内存的支持，不仅仅在内存容量上有限制，还在rank上也有限制。像Intel的E7320和E7520就限制在8 rank.平台虽然一共有8个内存插槽，但是如果用了两对2GB double-rank的内存，就已经达到了8 rank的上限（2对，共4根内存，每根有两个rank)。这时，纵使还有4个内存插槽空着，也不能在往上升级，这才只有8GB的内存在使用。如果，换成4对2GB single-rank的内存，同样是达到8 rank的上限，可是内存容量却达到了16GB。差距还是很大的哦！）

芯片组把每个rank当作一个在内存总线上的electrical load。对于较慢速度的总线，load的数量并不对总线纤毫的完整性产生负面影响。但是对于速度较快的总线来说，比如DDR2-667,芯片组可以驱动的load是有限的。为了补偿，现在的芯片组提供多个内存总线。

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