SDRAM中Bank和Rank的概念解析

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本篇主要是SDRAM中bank和rank的概念解析

Bank 和 Rank 是两个不同层级的组织单位，它们共同工作以提高内存的效率和容量。

简单来说：Bank 是内存芯片内部的结构。Rank 是内存条级别（多个芯片组合）的结构。

Bank - 芯片内部的并行单元

定义：Bank 是单个内存芯片（DRAM Chip）内部的独立工作区域。一个芯片内部通常有多个 Bank（例如 8个或16个）。

工作方式：每个 Bank 都可以独立地进行操作（如激活一行、读取/写入、预充电）。关键优势：并行操作。当 CPU 在访问 Bank 0 的某一行时，Bank 1 可以同时进行预充电，Bank 2 可以准备被访问。这样就隐藏了各个操作之间的延迟，大大提高了数据吞吐量，避免了“等待”的空闲时间。

目的：提高内存芯片内部的效率。

Rank - 内存条上的芯片集合

定义：一个 Rank 是一组内存芯片的集合，这组芯片共同工作，在一次操作中提供与 CPU 数据总线宽度相同的数据位。

如何构成一个 Rank：

现代 CPU 的内存控制器数据总线通常是 64位 宽。一个标准的内存芯片的数据位宽通常是 4位 或 8位。那么，要组成一个 64位 的 Rank，就需要：64位 / 4位/芯片 = 16颗芯片，或者64位 / 8位/芯片 = 8颗芯片。

这组（8颗或16颗）芯片就构成了 一个 Rank。它们就像一个“团队”，每次读写数据时，所有芯片同时工作，各自贡献一部分数据位，共同凑齐一个完整的 64位 数据字。

类型：

Single Rank：内存条上只有一个 Rank（即一组8或16颗芯片）。

Dual Rank：内存条上有两个 Rank。这两个 Rank 共享同一组数据线（金手指），但不能同时工作。内存控制器会分时复用它们，在一个 Rank 忙碌时，可以去操作另一个 Rank，从而减少等待时间。

Quad Rank：内存条上有四个 Rank，通常用于服务器内存。

目的：在内存条级别通过分时复用来提高总体效率，尤其是在高负载下能更好地利用内存带宽。

总结

例子：

假设CPU要读取一个64位的数据：

1. 内存控制器选择目标 Rank（比如选择 Dual Rank 内存条上的 Rank 0）。

2. 在 Rank 0 这个“团队”里，命令会发送给所有8颗（假设是8位芯片）芯片。

3. 在每一颗芯片内部，再选择目标 Bank（比如选择 Bank 2）。

4. 激活 Bank 2 中的某一行，读取某一列。

5. 每一颗芯片都完成自己的读取任务，分别输出8位数据。

6. 这8个8位数据在内存条上合并，通过64位数据总线一次性传送给CPU。

简单记法：Rank 是由多个芯片组成的“横向”团队，而 Bank 是每个芯片内部的“纵向”分区。 它们在不同维度上共同协作，以最大化内存子系统的性能。

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