異步內(nèi)存調(diào)整技術(shù)

在早先的計算機系統(tǒng)中，內(nèi)存和CPU之間的搭配，CPU處于主導(dǎo)的地位，也就是說當(dāng)CPU的主頻為100MHz，那么內(nèi)存的頻率就只能是 100MHz，內(nèi)存的使用完全依賴于CPU。隨著CPU技術(shù)的迅速發(fā)展，CPU的頻率不斷提高，這樣就造成了用戶升級CPU時就必須也對內(nèi)存進(jìn)行升級，無疑增加了升級的成本，這種情況直到VIA的694X芯片組發(fā)布之后才有所改變，內(nèi)存與CPU外頻終于可以實現(xiàn)異步運行了。

當(dāng)然這樣的異步運行技術(shù)并沒有完全脫離CPU外頻的束縛，而是采用了“±33MHz”的解決方案。也就是說，當(dāng)P3處理器運行在100MHz 外頻下，內(nèi)存可以異步運行在133MHz或66MHz兩種頻率下。內(nèi)存運行在133MHz頻率的時候，系統(tǒng)就可以獲得更大的性能提升，在當(dāng)時絕對算得上領(lǐng)先的內(nèi)存技術(shù)。至于現(xiàn)今的內(nèi)存異步技術(shù)，已經(jīng)發(fā)展到了更為先進(jìn)的階段。內(nèi)存與CPU外頻的異步運行甚至可以設(shè)定在4:3或5:4的比例狀態(tài)下。

理論上來講，搭配更高頻率的內(nèi)存就可以獲得更大的數(shù)據(jù)帶寬，對于系統(tǒng)性能的提升也會有很大幫助。并且內(nèi)存異步技術(shù)還可以更為靈活的搭配內(nèi)存，在CPU外頻不斷提高的現(xiàn)今，內(nèi)存異步技術(shù)更可以幫助升級用戶節(jié)省下更換內(nèi)存的資金。

隨著技術(shù)的發(fā)展，內(nèi)存異步的計算方法已經(jīng)發(fā)生了很大改變。再也不能用簡單的“±33MHz”來計算出內(nèi)存與CPU外頻之間的關(guān)系了。到了這種技術(shù)階段，內(nèi)存異步技術(shù)分為AMD和Intel兩大陣營。在運用內(nèi)存異步技術(shù)，尤其是超頻時，計算方法都是完全不同的。

Intel方面，以P4 520處理器為例，通過內(nèi)存異步技術(shù)，CPU外頻雖然運行在200MHz，而內(nèi)存卻可以運行在166MHz。當(dāng)CPU外頻超頻至300MHz，根據(jù)內(nèi)存異步技術(shù)的比例關(guān)系，內(nèi)存的頻率也必須提升。此時就有了200/166=300/X的計算公式。根據(jù)計算公式可以得出，內(nèi)存運行頻率X等于250MHz。把 P4 520超頻至300MHz的時候，需要搭配DDR500內(nèi)存。

同樣的狀況如果發(fā)生在AMD平臺，計算出來的結(jié)果就會大相徑庭。特別是K8平臺的內(nèi)存異步技術(shù)與CPU外頻并沒有直接關(guān)系，因為用于K8平臺的CPU內(nèi)部集成了內(nèi)存控制器，只與CPU的主頻，也就是外頻×倍頻有最為直接的關(guān)系。在這里以Sempron64 2500 為例，這款處理器的實際頻率是1.4GHz，CPU主頻=200MHz外頻×7倍頻。同樣是利用內(nèi)存異步技術(shù)，在CPU外頻運行在200MHz 的情況下，內(nèi)存頻率可以運行在166MHz。當(dāng)CPU外頻超頻至300MHz，內(nèi)存頻率同樣出現(xiàn)了提升。

不過計算公式中還要包含CPU主頻這個因素，所以就有了200×7/166=300×7/X這樣的計算公式。此時需要特別注意的是，等式左邊的結(jié)果是8.433，但是K8處理器的內(nèi)存控制器并不能處理小數(shù)位，所以在計算公式里需要取整數(shù)“9”。如此一來，X=300×7/9=233MHz，內(nèi)存的實際工作頻率在AMD平臺變成了233MHz，搭配DDR466內(nèi)存即可。當(dāng)K8處理器進(jìn)入到E3和E6核心之后，AMD平臺的內(nèi)存異步技術(shù)變得更加豐富，甚至出現(xiàn)了13/12、7/6、5/4、4/3多種比例。由于是新型的內(nèi)存控制器，K8處理器甚至可以在默認(rèn)頻率下搭配DDR500內(nèi)存。

所謂內(nèi)存同步，就是內(nèi)存頻率與CPU外頻運行在同一頻率。也就是說，在內(nèi)存同步的情況下，內(nèi)存頻率=CPU外頻。比如當(dāng)200MHz外頻的 P4 520與內(nèi)存同步時，內(nèi)存也運行在200MHz外頻上。由于使用的是DDR內(nèi)存，所以內(nèi)存的頻率=200MHz×2=400MHz（DDR400）。

內(nèi)存異步技術(shù)則是讓內(nèi)存頻率與CPU外頻不同，內(nèi)存頻率=CPU外頻×N/M（特定的一個比值）。200MHz外頻的P4 520在內(nèi)存異步時，內(nèi)存可以運行在166MHz，使用DDR333內(nèi)存就可以了。當(dāng)然，內(nèi)存也可以運行在266MHz，此時系統(tǒng)只需要使用DDR533 內(nèi)存即可。也就是說，N/M的比值可以大于1也可以小于1，即內(nèi)存異步時，內(nèi)存的頻率可以高于或低于CPU外頻。

理論上來講，內(nèi)存異步技術(shù)提升內(nèi)存的頻率后，相應(yīng)的數(shù)據(jù)帶寬也會明顯提高，性能應(yīng)該有所增強。但就異步技術(shù)開始出現(xiàn)時的測試成績來看，內(nèi)存異步技術(shù)的性能提升并不是特別明顯，這是為什么呢？其實這是由于采用了異步運行方式后，雖然增加了內(nèi)存的帶寬，但同時也增加了內(nèi)存的延遲。

比如，某處理器運行在100MHz外頻下，其時鐘周期為10ns。運用內(nèi)存異步技術(shù)之后，內(nèi)存可以運行在133MHz頻率下，時鐘周期為 7.5ns。當(dāng)周期為7.5 ns的時鐘周期結(jié)束時，周期為10ns的時鐘周期還沒有結(jié)束，那么前者就需要等待后者完成一個周期后才能開始下一個周期（圖2），這樣就造成了內(nèi)存的延遲，而延遲所帶來的性能損失也直接導(dǎo)致了測試成績的下降。這種情況發(fā)展到NF2芯片組尤為嚴(yán)重，NF2主板甚至只有內(nèi)存同步時才能獲得最優(yōu)性能，內(nèi)存異步技術(shù)在當(dāng)時的AMD平臺甚至成為了“雞肋”。

不過事情總是有轉(zhuǎn)機的，處理器的外頻不斷提高時，內(nèi)存技術(shù)也跟著飛速發(fā)展。高頻內(nèi)存與CPU外頻之間，使用異步后的延時越來越小，系統(tǒng)性能的提升也就越來越明顯，這樣使得內(nèi)存在一定程度上擺脫了CPU外頻對其頻率的束縛。內(nèi)存和CPU之間可以更加靈活自由地進(jìn)行搭配，這樣給用戶留下很大可控制的空間，在很大程度上促進(jìn)了超頻技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)然了，對于那些升級CPU的用戶而言，也可以留下以前的內(nèi)存，只要開啟主板的內(nèi)存異步功能就可以實現(xiàn)平穩(wěn)的過渡升級。