一個故事看懂記憶體條工作原理
我是記憶體條
我是一個記憶體條，剛剛從深圳的一個工廠裡被生產出來，跟我一起的還有一批小夥伴，長得跟我一模一樣，下了流水線後我們就被扔進了一處黑暗的角落。
“這是哪裡啊，黑漆漆的”，一個小夥伴說到。
“這裡是記憶體條倉庫”，黑暗中有人在說話，聲音中略有一絲滄桑，像是一個老頭。
“誰？誰在那裡”
“別怕，我也是一個記憶體條，比你們早幾個月被生產出來”，那老頭說到。
“啥，你都被關在這裡幾個月了，完了完了”，小夥伴急了。
“不是的，我出去過，後來被發現是殘次品，又被回收了關在了這裡，你們跟我不一樣，剛剛生產出來，應該很快就能出去，被安裝到電腦主機板上，實現你們的價值。”
“電腦主機板？那是什麼地方？”，我好奇的問到。
那聲音繼續說到：“那是計算機最核心的地方，是一個巨大的電路板，上面住著CPU、硬碟、網絡卡、顯示卡、音效卡，當然，還有我們記憶體條。計算機必須有我們才能正常運轉，因為CPU工作需要的指令和資料都儲存在咱們記憶體中”
剛說完，我們身邊亮起了燈光，這時，我們才看清我和小夥伴們的樣子。
“我們身上那幾塊黑乎乎的東西是什麼，真是有點拉低顏值啊！”
“你可別小瞧了它們，那可是咱們記憶體條的核心儲存晶片，我們的資料都是放在這裡面的，它們一個就是1GB，總共16個，就是16GB的空間呢！”，那老頭又開口說到。
奇怪的是，我們還是看不到他。
“你在哪裡，怎麼亮了燈還是看不到你呢？”，一個小夥伴問到。
“我在隔壁的櫃子裡，像我這種殘次品估計是沒機會出去了”
“你剛才說16個儲存晶片，這不是明明只有8個嗎？”
“你轉過身去看看，背上還有8個呢”
我們幾個紛紛轉身看去，果然如此。
老頭繼續說到：“除了儲存晶片，還有PCB電路板和金手指，這三部分共同構成了我們的身體。”
“金手指是什麼東西？”
“就是腳下那一排土豪金顏色的部分了，那是我們連線主機板插槽的接觸點，一面有120個，兩面就是240個，因為每個點看起來像手指，人們就把這叫做金手指了”。
“那為什麼中間留了一個缺口呢？”
“我們的每個金手指都有不同的功能，正反面可不能弄混，為了防止愚蠢的人類把我們插錯，所以中間留了一個缺口，要是弄反了可是插不進去的。通過主機板上的電路，我們就能接通到計算機的匯流排系統上，可以和CPU對話了。”
原來如此，我們都若有所思的點點頭。
資料儲存
接下來，這位老頭還講了很多我們記憶體條先輩的故事。
原來，我們還有一個更專業的名字：RAM，隨機儲存器，因為我們可以隨意讀寫任意位置的資料。
老頭還說，現在計算機基本上都是二進位制的，不管什麼樣的資料或者程式碼指令，在我們這裡都是一串串的0和1的位元位。
為了儲存這一個位元位，我們的先輩們可是費了不少功夫！
曾經有兩種電路方案擺在先輩們的面前，第一種是靜態方案：
是不是很複雜？我也覺得。這種電路方案的好處是可以穩定的維持在0和1之間的某個狀態，所以叫靜態SRAM。
但是需要用到的電晶體實在太多了，一個位元位就要用好幾個電晶體，16GB那得用多少才夠啊，成本太高了，造出來我們的個頭肯定會特別大，主機板上空間這麼侷促，哪裡裝得下啊。
先輩們沒有選擇這種方案，用了第二種方案：
看，是不是簡單了許多？通過一個電容器的電荷就能決定這是一個1還是一個0。
在我們身上的每一個儲存晶片裡，這樣的位元位儲存單元都有很多：
再縮小一下看，它們密密麻麻的排列著，每一個位都由行地址和列地址來確定的：
圖源知乎@老狼
但這種電路方案有個毛病，就是裡面的那個電容會“漏電”，電容中的電荷會慢慢消失，電壓也就變小了，這樣就沒辦法區分這是表示的1還是0了，為了解決這個問題，必須得週期性的去給它們充電，才能維持資料的穩定，這叫動態資料重新整理，所以這種方案叫動態DRAM。
記憶體編址
老頭正給我們講的興起，突然有人把我們打包起來，所有的小夥伴都被分開了。
又經過了好長一段日子的黑暗和孤獨，那一天突然咔嚓一聲，我的金手指和卡槽連線了起來，難道這就是傳說中的主機板嗎？
“你就是記憶體啊，我們可等你好久了，你來了我們總算可以開始工作了！”，旁邊一個傢伙跟我打起了招呼。
“你哪位啊？”
“你好，我是CPU裡的阿Q，你看就在你隔壁，咱們以後少不了要天天打交道了。對了，快告訴我，你有多大儲存空間？”
我檢查了一下，回答道：“我有16GB空間，也就是137438953472個位元位！”
“哇，這麼多！太給力了！不過我該怎麼使用你來儲存資料呢？”
“這簡單，你要訪問哪個bit位，告訴我晶片號、bank號、行地址、列地址，我把資料取給你不就行了嗎！”
“怎麼這麼麻煩？你這不講武德啊，這些內部細節應該封裝一下啊，提供給我一個簡單介面就是了”，阿Q吐槽道。
“兩位大哥，看這裡”，這時，主機板上不遠處又有一個傢伙開口了。
“你是誰？”我和阿Q異口同聲的問到。
這傢伙眯著眼說到：“我是記憶體控制器，專門為二位服務的。”
“啥，你要控制我？”
“您別誤會，我就是一箇中介，為兩位提供服務而已”
見我倆一頭霧水，這傢伙接著說到：“記憶體老哥，你的儲存資料電路單元中的電容是不是經常漏電，需要定時重新整理？而且按照規定，最多64ms就得要重新整理一次？你放心，這資料重新整理的工作以後就交給我了”
“你怎麼知道的？”
這傢伙笑了笑繼續說道：“這算啥，我還知道你的資料儲存在你身上的每一個儲存晶片之上，每一個晶片裡面又分了很多個分片，每個分片裡面又有很多的位元位儲存格子。想要訪問哪個位元位，就得指定對應的晶片、對應的分片、對應格子的行地址和列地址，我說的對不對？”
我點了點頭，沒想到這傢伙居然對我瞭解的這麼清楚。
“阿Q啊，你們CPU這邊想要訪問資料，肯定不想這麼麻煩吧？”，這傢伙笑著問到。
“那當然！”
“所以啊，我就派上用場了啊，用位元位作為讀寫單元太麻煩了，咱們按8個位元位為一組，叫做一個位元組，你們CPU這邊統一給記憶體兄弟的儲存空間編址，以後要讀取資料的時候呢，就把地址交給我，我再告訴記憶體兄弟具體是讀寫哪個晶片哪個分片的哪些位置，怎麼樣，是不是為你們解決了大麻煩？”，說完，記憶體控制器露出了得意的笑容。
“聽上去不錯啊，咱們開始吧！”
“現在還不行，還沒通電呢！”
不過我們沒等太久，就聽見一陣嘶嘶聲響，來電了！
隨後我們就開始配合工作起來，初次見面，合作的就非常順利，CPU對我所有的儲存位按照位元組為單位進行了統一編址，以後只需要一個地址，記憶體控制器就轉換成具體的資料儲存位置交給我，我再完成讀寫操作就可以了。
後來，看到記憶體控制器表現非常不錯，在阿Q的牽線下，還把他整合到了CPU內部，現在成為了他們的一份子了！
我和CPU一直相處的不錯，可沒過多久，他們居然開始嫌我慢了，要說慢，硬碟那傢伙可比我慢多了！
他們發現拿我沒有辦法，於是在CPU內部又搞了個快取出來，不用每次都問我要資料，倒是給我省了不少工作量。
我的日子就這樣過著，本以為就要在這主機板上幹到退休了，沒想到那一天，一個瀏覽器程式告訴我說：“記憶體大哥你完了，剛剛我看到主人在網上買新的DDR4記憶體條，你要被淘汰了”
難道我也要被打入小黑屋了嗎？
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