高頻率內(nèi)存有何優(yōu)勢(shì)?虛擬內(nèi)存又為何物?

我們每天都在同內(nèi)存打交道，但大家對(duì)內(nèi)存真的了解嗎?上篇文章中，我們對(duì)服務(wù)器內(nèi)存以及服務(wù)器內(nèi)存技術(shù)有所介紹，為增進(jìn)大家對(duì)內(nèi)存的認(rèn)識(shí)，本文將為大家介紹高頻率內(nèi)存的優(yōu)勢(shì)。此外，小編還將對(duì)虛擬內(nèi)存加以探討。如果你對(duì)內(nèi)存及其相關(guān)知識(shí)具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、高頻率內(nèi)存優(yōu)勢(shì)

由于決定內(nèi)存性能的核心因素有內(nèi)存容量、帶寬和頻率，而如果在同代內(nèi)存，相同容量條件下，內(nèi)存頻率越高，性能就越好。如果是不同代內(nèi)存，比如DDR3和DDR4內(nèi)存，如果是相同容量下，DDR4內(nèi)存性能肯定在DDR3之上，畢竟DDR4內(nèi)存頻率均在DDR3之上，加之新一代內(nèi)存還在帶寬上有升級(jí)，功耗更低等。

關(guān)于內(nèi)存和頻率的關(guān)系就介紹到這里，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，頻率是決定內(nèi)存性能的重要因素，不同代內(nèi)存往往頻率都不同，在相同容量下，內(nèi)存頻率越高，其性能往往更好。而在現(xiàn)實(shí)使用中，有適合不僅看理論，比如買的是DDR4 3000內(nèi)存，但由于主板僅支持DDR4 2400，那么DDR4 3000高頻內(nèi)存只能識(shí)別到DDR4 2400，對(duì)于這部分用戶來(lái)說(shuō)，DDR4 3000由于電腦不能完全識(shí)別，顯得并不是特別合適，因此實(shí)際內(nèi)存選擇時(shí)，還需要看實(shí)際需求與價(jià)格。

二、內(nèi)存頻率是否越高越好

理論上來(lái)講，在同代相同容量?jī)?nèi)存中，內(nèi)存頻率越高，速度就越快。也就是說(shuō)，頻率是決定內(nèi)存性能的一個(gè)非常重要的因素。

其實(shí)，電腦內(nèi)存由第一代的DDR，發(fā)展到現(xiàn)在最想的DDR4，可以看到，越是最新的內(nèi)存，頻率往往更高，通過(guò)內(nèi)存頻率，我們有時(shí)候也基本可以判斷內(nèi)存是第幾代的產(chǎn)品。

第一代DDR古董內(nèi)存就不說(shuō)了，下面主要從DDR3第二代內(nèi)存說(shuō)起：

DDR2內(nèi)存 頻率：333MHz/400MHz/667MHz/800MHz/1066MHz 工作電壓1.8V;

DDR3內(nèi)存 頻率：1066MHz、1333MHz、1600MHz、2133 工作電壓1.5V;

DDR4內(nèi)存：頻率：2133MHz、2400MHz、3000MHz、3200 工作電壓1.2V;

可以看到，越是新一代內(nèi)存，頻率越高，并且工作電壓由于工藝的提升，電壓更低，功耗還更低。

三、虛擬內(nèi)存

內(nèi)存的一項(xiàng)主要任務(wù)，就是存儲(chǔ)進(jìn)程的相關(guān)數(shù)據(jù)。我們之前已經(jīng)看到過(guò)進(jìn)程空間的程序段、全局?jǐn)?shù)據(jù)、棧和堆，以及這些這些存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)在進(jìn)程運(yùn)行中所起到的關(guān)鍵作用。有趣的是，盡管進(jìn)程和內(nèi)存的關(guān)系如此緊密，但進(jìn)程并不能直接訪問(wèn)內(nèi)存。在Linux下，進(jìn)程不能直接讀寫內(nèi)存中地址為0x1位置的數(shù)據(jù)。進(jìn)程中能訪問(wèn)的地址，只能是虛擬內(nèi)存地址(virtual memory address)。操作系統(tǒng)會(huì)把虛擬內(nèi)存地址翻譯成真實(shí)的內(nèi)存地址。這種內(nèi)存管理方式，稱為虛擬內(nèi)存(virtual memory)。

每個(gè)進(jìn)程都有自己的一套虛擬內(nèi)存地址，用來(lái)給自己的進(jìn)程空間編號(hào)。進(jìn)程空間的數(shù)據(jù)同樣以字節(jié)為單位，依次增加。從功能上說(shuō)，虛擬內(nèi)存地址和物理內(nèi)存地址類似，都是為數(shù)據(jù)提供位置索引。進(jìn)程的虛擬內(nèi)存地址相互獨(dú)立。因此，兩個(gè)進(jìn)程空間可以有相同的虛擬內(nèi)存地址，如0x10001000。虛擬內(nèi)存地址和物理內(nèi)存地址又有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如圖1所示。對(duì)進(jìn)程某個(gè)虛擬內(nèi)存地址的操作，會(huì)被CPU翻譯成對(duì)某個(gè)具體內(nèi)存地址的操作。

圖 虛擬內(nèi)存地址和物理內(nèi)存地址的對(duì)應(yīng)

應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)對(duì)物理內(nèi)存地址一無(wú)所知。它只可能通過(guò)虛擬內(nèi)存地址來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。程序中表達(dá)的內(nèi)存地址，也都是虛擬內(nèi)存地址。進(jìn)程對(duì)虛擬內(nèi)存地址的操作，會(huì)被操作系統(tǒng)翻譯成對(duì)某個(gè)物理內(nèi)存地址的操作。由于翻譯的過(guò)程由操作系統(tǒng)全權(quán)負(fù)責(zé)，所以應(yīng)用程序可以在全過(guò)程中對(duì)物理內(nèi)存地址一無(wú)所知。因此，C程序中表達(dá)的內(nèi)存地址，都是虛擬內(nèi)存地址。比如在C語(yǔ)言中，可以用下面指令來(lái)打印變量地址：

intv = 0;

printf("%p",(void*)&v);

本質(zhì)上說(shuō)，虛擬內(nèi)存地址剝奪了應(yīng)用程序自由訪問(wèn)物理內(nèi)存地址的權(quán)利。進(jìn)程對(duì)物理內(nèi)存的訪問(wèn)，必須經(jīng)過(guò)操作系統(tǒng)的審查。因此，掌握著內(nèi)存對(duì)應(yīng)關(guān)系的操作系統(tǒng)，也掌握了應(yīng)用程序訪問(wèn)內(nèi)存的閘門。借助虛擬內(nèi)存地址，操作系統(tǒng)可以保障進(jìn)程空間的獨(dú)立性。只要操作系統(tǒng)把兩個(gè)進(jìn)程的進(jìn)程空間對(duì)應(yīng)到不同的內(nèi)存區(qū)域，就讓兩個(gè)進(jìn)程空間成為“老死不相往來(lái)”的兩個(gè)小王國(guó)。兩個(gè)進(jìn)程就不可能相互篡改對(duì)方的數(shù)據(jù)，進(jìn)程出錯(cuò)的可能性就大為減少。

另一方面，有了虛擬內(nèi)存地址，內(nèi)存共享也變得簡(jiǎn)單。操作系統(tǒng)可以把同一物理內(nèi)存區(qū)域?qū)?yīng)到多個(gè)進(jìn)程空間。這樣，不需要任何的數(shù)據(jù)復(fù)制，多個(gè)進(jìn)程就可以看到相同的數(shù)據(jù)。內(nèi)核和共享庫(kù)的映射，就是通過(guò)這種方式進(jìn)行的。每個(gè)進(jìn)程空間中，最初一部分的虛擬內(nèi)存地址，都對(duì)應(yīng)到物理內(nèi)存中預(yù)留給內(nèi)核的空間。這樣，所有的進(jìn)程就可以共享同一套內(nèi)核數(shù)據(jù)。共享庫(kù)的情況也是類似。對(duì)于任何一個(gè)共享庫(kù)，計(jì)算機(jī)只需要往物理內(nèi)存中加載一次，就可以通過(guò)操縱對(duì)應(yīng)關(guān)系，來(lái)讓多個(gè)進(jìn)程共同使用。IPO中的共享內(nèi)存，也有賴于虛擬內(nèi)存地址。

以上便是此次小編帶來(lái)的“內(nèi)存”相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)高頻率內(nèi)存的優(yōu)勢(shì)、虛擬內(nèi)存等知識(shí)具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!