重金買來的DDR4 4700內(nèi)存為什么只能運(yùn)行在2400Mhz?為什么CPU標(biāo)稱***支持2400，卻有很多主板號(hào)稱支持高達(dá)3300的內(nèi)存，難道內(nèi)存控制器不是在CPU里面嗎?如果CPU***支持2400， 主板號(hào)稱支持3300，我買的內(nèi)存條號(hào)稱支持4700，最終內(nèi)存工作頻率是多少呢?

這么多令人困擾但又十分有趣的問題!我相信大多數(shù)電腦玩家，包括很多老鳥都不能很篤定的回答這些個(gè)層層深入的問題。在假裝鎮(zhèn)定的胡亂回答后如果被追問為什么，好像只有尿遁一條路了。

作為最合適回答這個(gè)問題的BIOS/UEFI從業(yè)者，我們需要帶領(lǐng)大家了解Intel/AMD和硬件提供商(包括主板和內(nèi)存廠商)在產(chǎn)業(yè)鏈中扮演的角色。知道了這些，自然圍繞內(nèi)存的小伙伴們誰主導(dǎo)誰的問題就會(huì)水落石出了。

我的內(nèi)存誰做主?

眾所周知，現(xiàn)在內(nèi)存控制器都被整合在CPU內(nèi)部:

通過查詢Intel官網(wǎng)(Intel® Product Specifications)，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)即使***的八代i7 8650 CPU，它所標(biāo)稱的支持主頻也不高(8700稍高些)：

而市場(chǎng)上的很多主板卻號(hào)稱支持更高的內(nèi)存頻率：

而內(nèi)存標(biāo)稱的支持頻率更高：

將這個(gè)支持4000的內(nèi)存，插在支持3200的主板上，配上僅僅***2400的i7 CPU，***到底內(nèi)存工作在哪個(gè)頻率呢?要回答這個(gè)看似矛盾的問題，我們的要從圍繞內(nèi)存的硬件廠商合作關(guān)系說起。

業(yè)態(tài)

一款CPU標(biāo)稱支持的內(nèi)存頻率是由硬件和軟件兩方面所決定的。硬件的限制自不待言，軟件在這里卻扮演更重要的角色。這里的軟件就是指BIOS里面的內(nèi)存初始化參考代碼(MRC，Memory Reference Code)。它一般由CPU廠商(Intel/AMD)開發(fā)，并經(jīng)過大量測(cè)試。MRC在運(yùn)行的時(shí)候會(huì)讀取內(nèi)存條上SPD(serial presence detect)的信息：

內(nèi)存條上的SPD rom

SPD的讀取方式是通過SMBus，一種I2C總線的擴(kuò)展。SMbus的地址在很多Intel的平臺(tái)上是A0、A2、A4和A6(四根DIMM的情況)。詳細(xì)SMBus的內(nèi)容我們今后再單獨(dú)介紹，本文就不再贅述了。

SPD里面記錄了DIMM的廠商的ID，型號(hào)等等信息，這就是為什么MRC會(huì)知道內(nèi)存是哪家廠商生產(chǎn)的。MRC后來會(huì)通過BIOS的其他部分將該信息通過SMBIOS表信息告訴操作系統(tǒng)，這樣大家才能在系統(tǒng)信息里面看到內(nèi)存型號(hào)。不法經(jīng)銷商有時(shí)會(huì)通過刷新SPD內(nèi)容欺騙MRC，進(jìn)而欺騙消費(fèi)者。

SPD里面還記錄了內(nèi)存重要的時(shí)序信息。關(guān)于時(shí)序等信息，請(qǐng)參考我的知乎文章和參考資料1(注意1中缺乏DDR4的內(nèi)容)。我們也可以用Rw-everything軟件來查看SPD的內(nèi)容。下面就是我的臺(tái)式機(jī)DIMM0 (A0)的SPD信息：

從中除了看到我還在用DDR3(沒錢升級(jí))這個(gè)屌絲信息之外，還有內(nèi)存型號(hào)和rank等等信息。重要的是SPD包含幾組時(shí)序信息，包括該DIMM在標(biāo)準(zhǔn)電壓下支持的各個(gè)頻率對(duì)應(yīng)的***時(shí)序要求。

MRC會(huì)根據(jù)該信息，結(jié)合CPU當(dāng)時(shí)對(duì)各個(gè)頻率的支持程度(會(huì)逐漸提高)，進(jìn)行內(nèi)存的Training，***得到一個(gè)能保證穩(wěn)定工作的***頻率。這就是最終內(nèi)存工作頻率。CPU廠商在發(fā)布MRC的時(shí)候，只會(huì)保證支持該CPU確定支持的標(biāo)稱***頻率，在第八代i7那個(gè)例子中，就是2400了。于此同時(shí)還會(huì)公布一個(gè)兼容性列表，指導(dǎo)相關(guān)小伙伴。

看起來似乎沒有主板廠商什么事了，其實(shí)不盡然。CPU廠商會(huì)給主板等廠商一個(gè)硬件設(shè)計(jì)參考文檔，里面詳細(xì)規(guī)定了各種線路的長(zhǎng)度，距離等等信息。這樣才能保證這種高速信號(hào)的信號(hào)完整性，這其中就包括了內(nèi)存的總線。主板廠商必須遵循該文檔，作為***要求，才能支持CPU標(biāo)稱的內(nèi)存頻率，如果要做的更好，必須優(yōu)化線路，來保證更高頻率的信號(hào)完整性。

于此同時(shí)，一些主板廠商還會(huì)與BIOS提供商一起工作，增加標(biāo)準(zhǔn)電壓之外的選項(xiàng)，還可以單獨(dú)調(diào)節(jié)各種時(shí)序，進(jìn)行超頻。在我們主板那個(gè)例子中，3300頻率以上該主板也能夠支持。

綜合來看，CPU標(biāo)稱的是MRC承諾支持的***頻率，主板標(biāo)稱該主板可以達(dá)到的***頻率，而內(nèi)存列出來該內(nèi)存可以工作的所有頻率。在我們這個(gè)例子中，如果用戶不改動(dòng)主板的BIOS選項(xiàng)，結(jié)果就是這三個(gè)值得最小那個(gè)，即2400，是最終工作頻率。

那么我們買這么好的主板，這么貴的內(nèi)存是不是一種浪費(fèi)呢?小伙伴沒就不能更快的吃雞了嗎?當(dāng)然不是了。

超頻和XMP

我們從前文可以判斷出來，2400這個(gè)頻率是最保守的頻率，該頻率經(jīng)過CPU廠商、內(nèi)存廠商和主板廠商三方反復(fù)驗(yàn)證，一定可以穩(wěn)定工作，不會(huì)因?yàn)閮?nèi)存工作不穩(wěn)定而死機(jī)或者丟失數(shù)據(jù)。對(duì)于2400之上的內(nèi)存，CPU廠商并不做保證。

如果主板標(biāo)稱超過CPU***支持頻率，主板往往會(huì)提供超頻選項(xiàng)，供激進(jìn)的玩家挑戰(zhàn)更快的內(nèi)存速度。但玩家在挑戰(zhàn)更高頻率的時(shí)候，往往不得不在BIOS里面反復(fù)調(diào)整各種時(shí)序，并進(jìn)行烤機(jī)來驗(yàn)證穩(wěn)定性。不經(jīng)過嚴(yán)格烤機(jī)的玩家經(jīng)歷了：更快->興奮->更更快->更興奮->更更更快->立刻死機(jī)->回退->偶爾死機(jī)->放棄，后往往對(duì)超頻失去興趣。而長(zhǎng)時(shí)間的烤機(jī)也十分枯燥。

Intel感受到了這種市場(chǎng)的需求，在2007年9月推出XMP內(nèi)存認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。Intel測(cè)試后會(huì)對(duì)內(nèi)存廠商的XMP信息予以認(rèn)證，并公布在官方網(wǎng)站上。解決了大部分超頻的煩惱。

其他

超頻對(duì)游戲的體驗(yàn)影響大嗎?這是另一有趣的問題，我在參考資料2中列出了一篇有意思的文章，有興趣的讀者可以參考一二。

結(jié)論

相信通過本文，讀者已經(jīng)十分清楚圍繞內(nèi)存的各個(gè)部件的關(guān)系。授人以魚不如授人以漁，希望通過這篇/這些篇文章，讓大家不但知其然還知其所以然。***大家可以一起思考幾個(gè)有趣的問題：

1. 為什么只有X86的CPU有這么麻煩的MRC，ARM體系的內(nèi)存初始化卻非常的簡(jiǎn)單?

2. 為什么用同樣的CPU，有的主板支持DDR3，有的主板卻支持DDR4?

參考資料：

[1]: Serial presence detect

[2]: Gaming on DDR4 Memory: 2133 vs 2666/3200MHz & 8GB vs 16GB