一場資訊革命，使資訊產業的發展一日千里；而資訊產業結合數位時代的趨勢，亦促使市場的需求朝向多元化的方向前進，消費者對於PC系統的效能要求於是愈來愈高。受CPU速度愈來愈快，軟體功能更為強大及IA產品興起的影響，為了配合系統配備需求發展，高速傳輸的記憶體扮演了極為重要的角色，本文將針對PC用的記憶體模組做介紹。

記憶體在系統中的角色

電腦系統中大致可分為四大部分，第一部分為中央運算處理器，也就是大家所熟知的CPU；第二部分是輸出／輸入器，主要的組成元件是螢幕、鍵盤、滑鼠等；第三部分為晶片組，為一邏輯控制單元，主導系統中各個資訊的溝通及資源的分配；第四部分則是記憶體系統，CPU運算的結果，由記憶體來存取，因此CPU運算的速度與記憶體模組的容量，頻寬幾乎決定了整個系統的效能。

記憶體模組(Memory Module)

記憶體模組是指在一個印刷電路板(PCB)上鑲嵌記憶體晶片(chip)，一般來說約4個、8個或16個。這些晶片通常是DRAM晶片，而記憶體模組是安裝在PC主機板上的專用插槽上；模組上DRAM晶片的數量及容量，則是決定記憶體模組的設計及效能。目前較常見的記憶體模組：

168pin雙面記憶體模組

Dual In-Line Memory Module，DIMM。一條168pin記憶體模組是一片小型印刷電路板，由許多動態隨機存取記憶體晶片所組成；用來支援64位元或是更寬的匯流排，通常用在64位元的桌上型電腦或是伺服器。

144pin記憶體模組

Small-Outline Dual In-Line Memory Module，SODIMM。和168pin相同，一條SODIMM是一片小型印刷電路板，是由許多動態隨機存取記憶體晶片所組成；用來支援64位元或是更寬的匯流排，通常用在64位元的筆記型電腦。

184pin DDR及Rambus記憶體模組

DDR記憶體模組的腳數是184-pin，資料輸出的方式和SDRAM一樣，為並列方式傳遞，後續會做詳細的介紹。

Rambus記憶體模組

採用Direct RDRAM的記憶體模組，稱之為RIMM模組。該模組有184pin腳，資料的輸出方式為串列，與現行使用的DIMM模組168pin並列輸出的架構有很大的差異。

DRAM的演進及發展

在記憶體的發展過程中，幾乎每隔一年就有新的DRAM技術被提出。從1994年的FPM(Fast Page Mode)、1995～1996年的EDO(Extend Data Out DRAM)到1996～1997年的SDRAM(Synchronous DRAM)。而此時SDRAM的傳輸速度66MHz，1998年則往前推至100MHz，也就是所謂的PC100 DIMM。1998～2000年所發展出來的技術除了133MHz的傳輸速度(PC133)外，還有NEC發展出來的VCM技術、Rambus的技術及現在最熱門的DDR技術。在此針對目前的主流產品先做簡單介紹：

SDRAM(Synchronous DRAM)

Synchronous DRAM是一種新的DRAM架構的技術，運用晶片內的Clock使輸入及輸出能同步進行。所謂Clock同步，是指記憶體時脈與CPU的時脈能同步存取資料。SDRAM節省行指令及資料傳輸的時間，故可提升電腦效率。

DDR SDRAM

DDR SDRAM是一種高速的同步記憶體。DDR SDRAM記憶體晶片及模組規格與標準，皆是由JEDEC所制定。DDR的設計是用在伺服器、工作站及資料傳輸等較高速需求之系統。

DDRII

DDRII是DDR原有的SLDRAM聯盟，於1999年解散後，將既有的研發成果與DDR整合之後的未來新標準。DDRII的詳細規格目前尚未確定。

DRDRAM

亦作Direct Rambus DRAM或DRDRAM，是下一代的主流記憶體標準之一。由Rambus公司所設計發展出來的DRDRAM，目前交由世界各大主要記憶體製造廠商生產，生產的廠商則需交付Rambus公司權利金。Intel並自1999年起正式支援Rambus相關技術。

前面曾提到，系統的速度是由CPU和記憶體決定的，而記憶體的速度又取於容量及頻寬。因此，在DRAM的發展過程中，從EDO到SDRAM及DDR，其主要用意均在於如何提高頻寬，避免造成CPU運算的限制，導致無法有效提升整個系統效能的情形產生。

以PC100的記憶模組為例，記憶體、CPU與晶片組之間所要傳遞的資料(Data)、位址(Address)與指令(Instruction)，是在100MHz的同步頻率下進行的，每秒約100百萬次。而記憶體模組的每次存取速度為64bits(8bits等於1Byte，一般稱記憶體的容量是以MByte為主)，將二者相乘，即得800MByte/sec；也就是指PC100的記憶體模組的頻寬，為每秒800MByte的資料量。

同理，PC133的頻寬為133MHz*64bits/8=1.06G Byte(1G Byte=1000M Byte)。另一種與SDRAM架構不同的是RIMM模組，也就是由Direct Rambus DRAM設計的記憶體模組，目前共有600MHz、700MHz、800MHz等三種頻率，但它的每次存取速度只有16bits，(表一)將對各個常聽到的記憶體模組頻寬做個比較。

《表一　記憶體模組頻寬差異》

記憶體模組進階的專有名詞

以下將介紹一些記憶體模組進階的專有名詞：

Parity check codes和ECC(Error Codes Correction)

通常系統只能辨別0與1。也就是說，系統在傳輸資料是以0與1字元的方式傳遞訊息，資料從傳遞到接收在系統中需經過一段距離，因此可能出錯造成當機。而Parity check codes便是偵測這種錯誤的功能。ECC即是所謂的錯誤修正碼，不僅能偵測錯誤並加以修正，使系統得以穩定持續的操作，不致中斷。通常對穩定性要求高的系統，會採用此種功能，如伺服器或特殊用途的電腦設備。

緩衝器和無緩衝(Buffer vs Unbuffer)

緩衝器(Buffer)DIMM是用來改善時序(Timing)問題的一種方法。當資料的傳輸大或來源多處的時候，會有資料先到或後到的情況，可能造成系統的不穩甚至當機。因此緩衝器(Buffer)，便是先將所有資料暫存起來，再一起傳輸，所以也有人稱暫存器。無緩衝器(Unbuffer)最多只能支援四條DIMM，而有緩衝器可支援四條以上的DIMM，通常在高階伺服器上會有這種功能的要求。

時脈訊號(Clock)

時脈訊號提供給同步記憶體，做訊號同步之用，同步記憶體的存取動作，必需與時脈訊號同步．

預充電時間(Cas Latency)

通常簡稱CL，例如CL3，指系統自記憶體讀取第一筆資料時，所需準備時間為三個外部時脈(System Clock)。CL2與CL3的差異僅在第一次讀取資料所需準備的時間

PLL

為鎖向迴路，用來統一整合時脈訊號，使記憶體能正確的存取資料。

PCB(Priated Circuit Board)

指印刷電路，用六層或四層玻璃籤維做成，六層板成本較高，但可避免雜訊干擾，四層板成本較低，但效能較差。

SPD(Serial Presence Detect)

它是燒錄在EEPROM內的碼，以往開機時BIOS必須偵測Memory，但有了SPD，就不必再去作偵測的動作，由BIOS直接讀取SPD，取得記憶的相關資料，其功能就像是一個身份證。

記憶體技術未來的趨勢

記憶體產品的發展，主要配合系統配備需求發展，提昇系統的效能，大致朝向高容量、高速度、高頻寬、低電壓及低成本的方向發展

容量愈來愈高

目前以DRAM顆粒本身而言，64Mbit及128Mbit是市面上最常使用的，而256Mbit、512Mbit 甚至1GB也很快就會上市，可見在DRAM的容量向上提昇速度呈現倍數的成長。

頻寬愈來愈寬

頻寬指的是DRAM每秒可處理的資料量，好比道路的車道一樣，車道愈多，可通過的車輛愈多，速度也就愈快，從PC66 DIMM 為528MByte/sec，目前PC133 DIMM是每秒資料傳輸速率為1Gbyte，Rambus是1.6GByte，PC2100 DDR DIMM更高達2.1Gbyte/sec。

電壓愈來愈低

大量資料的傳輸速度愈來愈快，及高容量高頻寬的需求，具有散熱性及輕薄短小的要求，使得產品的發展必須朝向低電壓，低耗電力發展，目前的SDRAM是3.3V而高速要求的RDRAM與DDR則為2.5V。

單位成本愈來愈低

DRAM產品的製程不斷的演進，從以前的0.35微米到現在的0.18微米，使得成本愈來愈低，以前EDO時代1MByte要1千元，而現在的SDRAM時代，64MByte也只需1000元。

因此未來記憶體的發展,將會趨向極小化，以便能有更大的擴充及應用。所以除了IC製程的演進外，封裝方式的改變也極其重要。未來CSP(Chip Scale Package)的技術，將大量應用在更多記憶體相關產品。CSP技術相當廣泛，如BGA、Flip chip、Combo chip等。目前較可見的產品，為BGA的封裝，是一種陣列球狀的方式；尤以Window BGA(WBGA)的封裝較佳。

WBGA的產生，是為了因應DRAM的產品極小化的趨勢，以便有更大的擴充空間。它輕薄短小，相較於傳統的TSOP封裝，約只有一半不到。在封裝的過程中比Micro BGA的時間短，成本也比Micro BGA低。此外還有較好的電器特性，沒有電桿效應，傳輸速率變快，RDRAM也可選擇此種封裝方式。因應不同的晶圓(Wafer)結構，WBGA的封裝方式也可選擇不同的繞線方式以達更有效率規劃。

DDR(Double Data Rate)

DDR是SDR SDRAM的演進。其重要的改變是SDRAM在資料傳輸上，於時脈信號上升線緣抓取一次資料；而DDR在上升緣及下降緣各抓一次資料，效能足足提昇為二倍。由於僅多採用了下降緣信號，並不會造成耗能的增加。此外DDR多了一個資料控制DQS的功能，讓資料同步傳輸及接收，不會有資料傳送上的時差。在封裝方式方面，是TSOPII、66pin的方式；電壓方面，SDRAM是支援3.3V的LVTTL；DDR則改為支援2.5V的SSTL_2的標準。

DDR為下一世代主流產品

從DDR的架構上來看，它是完全沿用SDR SDRAM的基礎建設。DDR的生產製程與光罩與SDRAM是一樣的，僅需在第一層金屬層或接墊(Pad)處作更動即可。生產DDR晶粒(Wafer上的Die)大小與SDRAM也無差別，封裝上為傳統TSOPII封裝，測試可沿用現有的SDRAM測試機台。以下幾點是DDR成為主流的重要因素：

開放架構

DDR為開放架構，且與現有的SDRAM相容。在DRAM的生產製程及測試均有延續性，所花費成本相較於全新規格如Rambus，有很大的成本優勢，故目前大數DRAM廠商都有生產DDR的計劃。

產業支援

目前已有超過50%以上的晶片組廠商，均已小量或己量產DDR晶片組。台灣主要主機板廠商都已在2000年底，或2001年初推出支援DDR的主機板，並視DDR主機板為主力產品。目前主要的記憶體模組廠商也己大量提供PC2100 DDR記憶體模組。

產品效能

DDR的頻寬為每秒2.1Gbyte，比RDRAM1.6G byte/sec高，為目前市面上記憶體效能最好的產品。

如何選購記憶體模組？

記憶體模組在系統中扮演了及重要的角色，如何選擇配合自己的系統，就在於對記憶體了解的程度。除了以上對記憶體的介紹可提供參考外，還有一些注意事項：在記憶體市場裡，有許多「Remark」的產品。也就是拿次級的DRAM產品，重新標示，從中賺取更多的利潤，消費者在購買時難以分辨。

因此在購買時一定要找有嚴格品質管制，及注重品牌的模組廠商。注重品牌的廠商，在產品設計初期就與晶片組廠商、系統廠商及主機板廠商等配合，經過嚴格的相容性、穩定性及品質管制等各項測試，提供給消費者最安心的選擇。

(本文作者任職於宇瞻科技)