SDRAM评测报告

电脑报评测实验室
2000年 第10期 

　　内存在电脑中的重要地位显而易见，它担负着运算时大量数据的存储和输入输出的重任。内存的可靠性对电脑的稳定程度非常重要，特别是对于超频用户来说，精心挑选可靠的内存条无疑是必要的。但是自从DIY风行以来，发烧友们总是对3D加速卡的性能如何津津乐道，为哪一款主板超频性能更好纠缠不休，却很少有人想到Windows偶尔出现蓝屏、死机或系统外频不能再提高的罪魁祸首是否是不堪重负的内存？本报评测实验室收集了市面上常见的几款内存条，为大家检验一下它们的性能，希望发烧友们不要再忽视这个至关重要的小东西了。
　　毫无疑问，我们所指的内存是SDRAM（Synchronous DRAM同步动态随机存储器），这是目前主流PC机上最常见的内存模组，也可以说是唯一的选择，虽然Intel已经发布了性能更出色的RambusDRAM，但是其价格也更惊人，64MB 一条的RambusDRAM单价超过400美元！再加上让开发者头疼不已的技术问题，连Intel自己都不得不让步，在i820主板中继续支持SDRAM，我们相信RambusDRAM离普通用户还有一段较长的距离。
　　SDRAM 出现已经有相当长的一段时间，它开始普及时还是经典奔腾时代，Intel TX主板上市的时候，当时的标准系统外频只有66MHz。在SDRAM出现之初，就已经出现过兼容性问题，当时的主板生产厂商甚至不得不在说明书中推荐SDRAM品牌，以求系统的稳定。然后，Intel BX主板正式发布，将系统外频推进到100MHz，仍然停留在Socket架构的厂商很快也推出了Super 7系统。这时新标准的SDRAM出现了，也就是我们常说的PC－100 SDRAM，100MHz外频的系统能够稳定运行，正是要归功于它。Corsair Microsystems是第一家发布PC－100 SDRAM产品的厂商，同时也发布了有关PC－100规范的白皮书，其内容包括：内存条上线路的最大和最小长度；线宽和间距；6层PCB板制作和每层PCB板之间的间距；EEPROM的编程规格；电磁干扰抑制等一系列详尽的规范，符合这些规范的内存条才可以被称为PC－100 SDRAM。
　　继PC－100规范以后，133MHz的系统外频出现了，当时正值Intel的Rambus计划被市场冷落，VIA联合NEC等公司推出了PC－133规范并且取得了成功，目前的内存条市场是PC－100和PC－133 SDRAM的天下，我们这次的测试即包括市场上常见的PC－100和PC－133内存条。
　　在大多数用户的心中，内存条的性能如何是由它采用的颗粒所决定的，事实却并不是这样简单，内存颗粒确实在很大程度上影响内存条的性能，但只有好的颗粒是不够的，其中还牵涉到线路设计，电阻质量和SPD的设置等诸多方面，这也正是品牌内存条比普通内存条更加优秀的理由。
#1    测试简介
　　本次测试的内存条样品包括两大类，一类是品牌内存，特点是有独立的品牌，技术和包装上都有自己的特色，另一类是所谓的“普条”，它们没有独立品牌，通常我们以它采用的内存颗粒品牌来命名。参加本次测试的品牌内存包括Kingston（^10070201h^）、KingMax、小影霸（^10070201j^）、金条和GL2000，普条包括LGS（^10070201k^）、Hitachi和HY（^10070201i^），测试样品都采用64MB条，其中KingMax（^10070201d^）、小影霸、金条（^10070201a^）和GL2000（^10070201b^）为PC－133标准，Kingston、LGS、Hitachi（^10070201c^）和HY为PC－100标准。
#1    SPD预设值读出
　　PC－100和PC－133内存与工作频率为66MHz的普通内存相比，外观上最大的不同在于它们除了内存颗粒外，PCB板上还多了一颗SPD（Serial Presence Detect串行存在探测）芯片，这是一颗8Pin SOIC封装（3mm×4mm）256字节的EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM电可擦写可编程只读存储器）芯片。其用途是记录内存的速度、容量、电压与行、列地址带宽等信息。当电脑开机时，主板BIOS会自动读取SPD中记录的信息，并按信息设定内存模式工作。当然，现在的主板几乎都可以由用户自行设定内存条的工作环境，以满足用户对高性能或稳定性的不同要求。
　　参测样品的SPD值参见（^10070201e^）表一。表中第一、二项是内存条在CAS Latency（CAS延迟时间）=3时的Cycle time（即系统时钟周期）和Access time（即存取时间），其数值单位为ns，PC－133的代表值分别是8ns和6ns。我们可以看到四款PC－133内存的Cycle time都为7.5ns，而PC－100内存的标准为10ns（16进制a0即10进制10），PC－100的Hitachi在这一项上设置为标准值。Access time设置很有规律，PC－133条为5.4ns，而PC－100条都为6ns。根据总延迟时间=系统时钟周期×CL＋存取时间的公式，我们可以计算出标准PC－133的总延迟时间为27.9ns，而普通PC－100内存为36ns，差距非常明显。第三项是CAS时间支持，代码04表示只支持CL=3，而代码06表示支持CL=2和CL=3。CAS Latency是指纵向地址脉冲的反应时间，很显然 CL=2时性能会更高。第四、五项是CS＃和Write延迟时间，0 CLK代表0等待，代码为01，所有的样品都采用了相同的设置。第六、七项和一、二项意义相同，不过是CL=2的情况，这时标准PC－133和PC－100的总延迟时间分别为26ns和28ns。比较特殊的是Kingston的内存条，这两项SPD值并没有写入，这是大公司比较严谨的做法，因为这款内存条并不提供支持CL=2的情况，所以这两项为空码。最后一项是PC－100标准的验证，代码64即十进制数100，我们可以看到所有的样品都是符合PC－100规范。问题在于PC－133内存条为什么没有显示代码85（十进制133）呢？原因很简单，Intel并没有参加到PC－133规范中去，所以SPD信息还是以PC－100为准。
　　从SPD值可以对各测试样品有大致的了解。四款PC－133的设定都相同，各项设置值都比较高，以求达到最高的性能。Kingston内存属于非常规范的类型，数值设定比较保守，严格遵守PC－100规范。而三款普条的设置在同一档次上。总体来说，标称为PC－133的内存条在设置方面确实有别于普通内存，并不是简单地将PC－100内存超频使用。
#1    兼容性测试
　　内存条的兼容性是非常难以判定的一个指标，因为主板的生产厂商众多，没有哪一款内存能够和所有主板搭配，所幸的是业界还有一个真正的“老大”——Intel，众所周知，Intel自己生产的主板稳定性数一数二，但出名“挑剔”，对内存条要求非常苛刻，是我们测试的首选。本次测试中我们使用了Intel BX和820主板。VIA芯片组方面选择了Iwill 693A。Iwill也是高档主板生产厂商之一，产品的性能相当不错。另外我们还选用了采用SiS630芯片组的WinFast 6300MAX，测试软件为DOS环境下的专用软件RAM Stress Test和Windows环境下的Winstone97。比较遗憾的是这次测试没有K7主板的参加。 
　　兼容性测试结果参见（^10070201f^）表二，我们可以看到四款PC－133内存条通过了全部测试，而PC－100的表现就不太让人满意了。因为Intel 820主板的外频是133MHz，所以PC－100内存条不能通过测试在情理之中。Kingston的表现还算不错，虽然在i820的Winstone97测试中死机，但DOS测试顺利过关。三款普条在这项测试中表现出了和品牌内存之间明显的差距。Hitachi在100MHz外频下经受住了考验，可惜在Intel 820上启动不了计算机。HY和LGS的成绩简直不忍目睹。
　　这一项测试充分显示了品牌内存的价值所在，对于用户来说，如果挑选台湾厂商生产的主板（台湾的主板生产厂商，一般对兼容性问题有较多的考虑，对内存的要求不算很严格），并且电脑的工作并不繁重，可以对内存不必苛求，但如果要搭建服务器或图形工作站，选择品牌内存是非常必要的。
#1    超频测试
　　超频测试也是衡量一款内存条质量优劣的绝好方法，名牌大厂生产的内存也许会因为追求稳定性的原因将各项设置标称较低，这一类产品的超频性能往往非常好，Intel生产的CPU就是最好的例子。我们选择Iwill693A作为超频测试的平台，BIOS中统一设置为DRAM Timing=10ns，CL=2。
　　超频测试成绩参见（^10070201g^）表三。这项测试中，品牌内存再次显示出强劲的实力，特别引人注目的是Kingston的产品，标称为PC－100的内存条，在外频高达145MHz时还能进入Windows，和PC－133的金条并驾齐驱。KingMax、LG2000和小影霸三款内存条都通过了138MHz，而没有通过143MHz，138MHz～143MHz的跨度并不大，只有5MHz，可以说它们的超频性能在同一档次上。令人失望的是三款普条都没有超到133MHz使用。
　　本次测试的前半部分，主要是通过软件手段显示内存条在实际使用中的情况，这一部分可以说是品牌内存的大胜利。在后半部分中，我们将向读者展示参测样品的波型图，从物理特性方面分析它们的性能。
　　在本文的上篇中，我们主要以软件作为手段测试了内存条在实际使用中的稳定性、兼容性和超频能力。在本文的下篇中，我们将分析参测样品的WE、CAS、CS和RAS四种信号图表，从电气特性方面来评价本次的测试样品。在我们这一部分的测试中，只检测了品牌内存条的波形，LGS、HY和Hitachi三款普通内存条没有参加这一部分测试。
　　内存条的高频信号检测，主要可以说明样品的电气性能，也就是抗干扰性（即稳定性）方面的差异。通过高频信号检测这一“硬”方法和上篇中采用的“软”方法相结合，我们可以对常见内存条的性能作出比较全面的评价。
　　测试平台：
　　主板：华硕P2B
　　CPU：奔腾Ⅲ 700（100MHz×7）
　　硬盘：火球8.4GB
　　电源：250W Power
　　软件：Winbench
　　示波器：Tektronix TDS680B 1GHz高频示波器
#1    测试简介
　　对于每一款测试样品，我们都采集了WE（Write Enable）、CS（Chip Select）、RAS（Row Address Strobe）和CAS（Column Address Strobe）四幅信号图。以上四种均为控制线。我们知道，所有电脑硬件线路分为三大类：地址总线、数据总线和控制总线。地址总线代表数据的存储位置，数据总线是资料的传递途径，而控制总线负责发出指令控制整个系统运作。控制总线牵涉到CPU、芯片组和内存多个关键部分，重要性可想而知，所以我们选择它作为测试代表。这四种控制信号上部的横线是一种标记，其具体含义是指当电压为“0”时，触发内存工作。
　　WE、CS、RAS、CAS四种控制信号均由CPU送出，其基本工作顺序大致描述如下：
　　Step1：CPU首先送出CS=0信号，触发内存芯片。
　　Step2：分别先后送出RAS和CAS，让内存芯片锁住两段地址线。
　　Step3：送出WE为“0”或“1”，决定数据是被“写入”内存或从内存中“读取”。
#1    测试分析
    Kingston和GL2000
　　Kingston和GL2000都采用了Intel公板设计，其物理特征很相似，所以它们的波形图也几乎一样。在WE信号图中，波形很好，正端和负端的涟波变化都在1V以内，偏差较小。CS信号图中，其负端偏差最大值在1V的正常范围之内，但正端的偏差范围略超过1V，其上升沿角度只有15度左右，而理论最佳值为90度，虽然偏慢，但也在正常范围之内。整体来看，Kingston的波形很稳定，各项波形特征也都合格。（^10070201m^）
　　金条
　　金条在选取颗粒和PCB板设计上都自成一家，从其波形图来看，CAS图在High时涟波变化在1V左右，波形亦很整齐。CS信号的波形很好，上升角也很锐利，反应很快。金条的WE图显示出与KingMax相似的特征，不过涟波变化更小，稳定性也很佳。这款内存和Kingston一样，RAS偏大。整体来看，金条的电气性能不错，稳定性也很出色。（^10070201l^）
　　KingMax
　　KingMax的WE、RAS、CAS、CS四幅信号图都有一个明显的特征，那就是其高低准位的涟波变化都在2V以上，明显不如Kingston。在CAS信号图中，虽然这款内存条涟波变化初始值超过2V，但随后亦逐步减小，趋向稳定，且信号线比较整齐。从CS图来看，其信号上升沿的角度约为30度，由Low到High的上升时间较长，是本次测试样品中最慢的，这一点不够理想，但总体来说，也在允许范围之内。（^10070201n^）
　　小影霸
　　小影霸的WE波形图问题比较明显，其信号波形显得太乱，高低涟波变化也过大。这款内存条CS信号图波形很不错，涟波变化在1V以内，且由Low到High上升很快，上升沿角度小于15度。但在CAS图中，其波形也不够理想。总体来看，除WE图比较令人不满意以外，其它几种波形也都还可以接受。（^10070201o^）
#1    评　　价
　　从本次测试的结果（包括“上篇”的软件测试和本篇的信号测试）来看，市面上的品牌内存条在质量方面确实比普条占有优势，无论是在稳定性、兼容性和超频能力等方面，品牌内存都稳胜普通内存条一筹。除了内存颗粒的选择以外，影响内存条稳定性的主要因素包括以下几个方面：PCB板是四层或六层；PCB的设计和选材；内存条上IC的选用。从波形测试的结果来看，因为KingMax是四层PCB板制造，所以在本项测试中显示出稳定性不如采用Intel六层公板的Kingston和GL2000。从分析图来看，参加本次测试的小影霸内存条在PCB的设计或IC选取方面可能有不足之处。
　　老牌内存条生产厂Kingston的产品各方面都很出众，是高端用户的首选，如果价格方面能够再“平”一点，相信可以吸引更多的普通用户。金条是本次测试的PC－133内存中的佼佼者，独有专利的封装是它的卖点，电气特性和性能也确实很优秀，价格方面虽然较普通内存条略高，但对于喜欢“折腾”的发烧友来说，仍然是很好的选择。小影霸、KingMax和GL2000的各项指标比较接近，也各有特点。小影霸采用2M×8bit×4Banks的新技术，KingMax采用独特的Ting BGA封装形式，而GL2000采用Intel公板设计，它们在价格方面比Kingston和金条有优势，适合于普通用户。
#1    后　　记
　　严格地说，在内存测试中，各种信号线都应该全部检测，内存生产厂商在开发研制新产品时也会这样操作，但是这种测试的工作量太过巨大，所以我们只以关键性的控制线做抽样测试，即使这样，控制信号也远远不止我们测试的四种，并且标准时序图样随工作模式不同也有不同，我们所做的只是在相同条件下，样品的部分特性比较，这些比较已经可在一定程度上说明问题了。