串行存在檢測

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串行存在檢測（英語：serial presence detect，縮寫SPD）[1]是一種訪問內存模塊有關信息的標準化方式。 早期的72 pin SIMM包括五個引腳，提供5位元並行存在檢測（PPD）數據，而168 pin DIMM標準更改為串行存在檢測，以編碼更多信息。[2]

在普通的現代電腦開機時，它將進行一次加電自檢（POST）。自從20世紀90年代中期以來，這個過程包括自動設定當前存在的硬件。SPD是一項內存硬件特性，可使電腦了解存在的內存以及訪問內存要使用的時序。

部分電腦可以完全自動地適應硬件變更。在大多數情況下，有一個特殊的可選步驟可以訪問BIOS參數，得以查看並可能更改相關設定。有些電腦可以控制如何使用SPD中存儲的數據——可以選擇性的修改內存時序，乃至完全覆蓋（忽視）SPD數據，詳見超頻。

存儲的信息[編輯]

對於支持SPD的內存模塊，JEDEC標準要求在內存模塊的一個EEPROM上的低128字節中存有特定參數。這些字節包括模塊相關的時序參數、製造商、序列號及其他實用信息。利用內存的設備可以讀取該信息來自動確定模塊的關鍵參數。例如，SDRAM模塊上的SPD數據可能提供有關CAS潛伏時間（英語：CAS latency）的信息，使系統可以自動配置而無需用戶干預。

SPD EEPROM採用SMBus訪問，這是I²C協議的一個變種。這將模塊上的通信引腳數量減少到兩個：時鐘信號和數據信號。EEPROM與RAM共享接地引腳，有自己的電源引腳，並有三個額外引腳（SA0-2）來標識該槽，用於將EEPROM分配到0x50-0x57範圍內的唯一地址。通信線路不僅可以在8個內存模塊之間共享，同一SMBus通常也用於主板上的系統健康監控任務，例如讀取電源電壓、CPU溫度和風扇速度。

（如果沒有寫保護，SPD EEPROMs也響應I²C地址0x30–0x37。一個擴展使用0x18–0x1F地址訪問可選的芯片上溫度傳感器。[3]）

SDR SDRAM[編輯]

一個SDRAM模塊，包含SPD數據（紅圈）。

第一個SPD規範由JEDEC發布，並由英特爾加強，作為其PC100（英語：PC100）內存規範的一部分。[4]指定的大多數值為二進碼十進數形式。最重要的半字節（英語：Nibble）可以包含10到15個值，並在某些情況下可以擴展到更高。在這種情況下， 1、2、3的編碼用於編碼16,17和18。最高的0的半字節被保留表示為「未定義」。

SPD ROM定義了最多三個DRAM時序，在字節18中用設置位指定了三個CAS延遲。首先是最高的CAS延遲（最快時鐘），然後是兩個降低時鐘速度的較低的CAS延遲。

DDR2 SDRAM[編輯]

DDR2 SPD標準做了一些修改，但大致同上。一個顯着變化是刪除混亂且很少使用的有兩個不同大小Rank的DIMM支持。

時間周期字段（字節9、23、25和49）以二進碼十進數（BCD）編碼，一些額外編碼以十分位定義，以正確表示一些常見時序：

DDR3 SDRAM[編輯]

DDR3 SDRAM標準大幅修繕，簡化了SPD內容布局。取代多個BCD編碼的納秒字段，一些「時基」單元被規定為高精度，並且各種時序參數被編碼為基本單元的倍數。[5]此外，根據CAS延遲指定不同時序的做法已被刪除，現在只有一組時序參數。

修訂1.1使一些參數表示為「中等時基」值加上（帶符號，-128 +127）「精細時基」校正。通常來說，中等時基為1/8 ns（125 ps），精細時基為1、2,5或5 ps。為了與缺少校正的早期版本兼容，中等時間基數通常向上取整，並且校正為負。以這種方式工作的值為：

模塊的存儲容量可以從字節4、7和8計算。模塊寬度（字節8）除以每個芯片的位數（字節7）得出每個rank的芯片數量。然後可以乘以每個芯片的容量（字節4）和模塊上芯片的Rank數量（通常為1或2，從字節7）。

DDR4 SDRAM[編輯]

擴展[編輯]

JEDEC標準僅規定了部分SPD字節。真正關鍵的數據放在了前64個字節[6][7][8][9][10]，而其餘部分則由製造商標定。然而，通常提供的EEPROM為256字節。剩餘空間目前已有一些用途。

增強性能配置（EPP）[編輯]

內存通常在SPD ROM中附有保守的時序建議，以確保在所有系統上基本功能運行正常。愛好者通常會花費很多時間來手動調整內存時序以提高速度。

增強性能配置文件是一項SPD擴展，由Nvidia和Corsair開發，其中包含使DDR2 SDRAM以更高性能運行的額外信息，例如JEDEC SPD規範中不包括的供電電壓和命令時序信息。EPP信息存儲在同一個EEPROM中，不過字節在99-127，屬於DDR2 SPD標準中的未使用區域。[11]

這些參數專為nForce 5、nForce 6和nForce 7芯片組上的內存控制器設計。Nvidia鼓勵在BIOS為其高端主板芯片組支持EPP。此能旨在提供「一鍵超頻」，以最小的努力取得更佳性能。

Nvidia為性能和穩定性得到認證的EPP內存提供的名稱是「SLI-Ready 內存」。[12]術語「SLI-Ready 內存」引起了一些混亂，因為這與NVIDIA SLI無關。用戶可以使用單個視頻卡（哪怕非Nvidia卡）搭配EPP/SLI內存，也可以在沒有EPP/SLI內存的情況下運行多卡SLI視頻配置。

其擴展版本EPP 2.0則支持DDR3內存。[13]

Extreme Memory Profile（XMP）[編輯]

與之類似的是，英特爾為DDR3 SDRAM DIMM開發了一個JEDEC SPD擴展。它使用JEDEC未分配的字節176-255來編碼更高性能的內存時序。中文也稱「擴展內存配置」[14] 頭部包含下列數據。其中最重要的是「中等時基」值MTB，它是一個合理的納秒（常用值為1/8、1/12和1/16 納秒）。之後的許多時序值都以整數個MTB單位表示。

頭部還包括該配置文件旨在支持的每個內存通道的DIMM數量；更多的DIMM可能無法正常工作。

AMD也開發了一個SPD擴充集名為AMP，功用與XMP一樣。[15]

供應商指定內存[編輯]

一種常見的濫用是將信息寫入某些內存區域，以將特定供應商的內存模塊綁定到特定系統。已知富士通技術解決方案（英語：Fujitsu Technology Solutions）有這樣做。向系統添加不同的內存模塊通常會導致拒絕運行或其他反制措施（例如每次啟動時需按F1）。

02 0E 00 01-00 00 00 EF-02 03 19 4D-BC 47 C3 46 ...........M.G.F
53 43 00 04-EF 4F 8D 1F-00 01 70 00-01 03 C1 CF SC...O....p.....

這是一個美光科技512 MB內存模塊的輸出，它的品牌是富士通西門子，注意「FSC」字符串。該系統BIOS拒絕從偏移128h開始沒有此信息的內存模塊。

讀取和寫入SPD信息[編輯]

內存模塊製造商會將SPD信息寫入模塊上的EEPROM。主板BIOS則讀取SPD信息來配置內存控制器。在大多數（但不是所有）主板芯片組中，存在多個能讀取和修改SPD信息的程序。

使用eeprom編程器硬件和軟件直接訪問內存的EEPROM，可以直接讀寫SPD信息，而無需關心芯片組。

對於舊筆記本電腦來說，一種不太常見的用法是通用的SMBus讀取器，因為BIOS可以在讀取後禁用模塊上的內部EEPROM，因此總線基本上可以使用[需要解釋]。所用方法是將A0、A1線拉低，使內部存儲器關閉，從而允許外部設備訪問SMBus。完成此操作後，定製的Linux版本或DOS應用程序就可以訪問外部設備。這樣做的一個常見目的是從LCD面板的內存芯片中恢復數據，將通用面板改裝為筆記本電腦專用。

在舊設備[編輯]

部分較舊的設備必需使用具有並行存在檢測（常稱為簡單存在檢測，或縮寫PD）的SIMM。這些設備中部分使用非標準的PD編碼，尤其是如IBM計算機、惠普LaserJet，及其他一些打印機。

參見[編輯]

參考資料[編輯]

  1. ^ JEDEC发布DDR3串行存在检测规格文档. EDN電子技術設計. 2011-09-05 [2017-05-07]. （原始內容存檔於2019-02-21）. 
  2. ^ Thomas P. Koenig; Nathan John, Serial Presence Detection poised for limelight, Electronic News, 1997-02-03, 43 (2153) [2017-05-07], （原始內容存檔於2015-05-03） 
  3. ^ JEDEC Standard 21-C section 4.1.4 "Definition of the TSE2002av Serial Presence Detect (SPD) EEPROM with Temperature Sensor (TS) for Memory Module Applications"
  4. ^ Application note INN-8668-APN3: SDRAM SPD Data Standards （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, memorytesters.com
  5. ^ Understanding DDR3 Serial Presence Detect (SPD) Table. [2017-05-07]. （原始內容存檔於2015-12-22）. 
  6. ^ JEDEC Standard 21-C section 4.1.2.4 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） "SPDs for DDR SDRAM"
  7. ^ JEDEC Standard 21-C section 4.1.2.10 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） "Specific SPDs for DDR2 SDRAM"
  8. ^ JEDEC Standard 21-C section 4.1.2.11 "Serial Presence Detect (SPD) for DDR3 SDRAM Modules"
  9. ^ JEDEC Standard 21-C section 4.1.2 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） "SERIAL PRESENCE DETECT STANDARD, General Standard"
  10. ^ JEDEC Standard 21-C section 4.1.2.5 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） "Specific PDs for Synchronous DRAM (SDRAM)"
  11. ^ DDR2 UDIMM Enhanced Performance Profiles Design Specification (PDF), Nvidia, 2006-05-12 [2009-05-05], （原始內容存檔 (PDF)於2020-02-21） 
  12. ^ SLI-Ready Memory with Enhanced Performance Profiles One-Click Hassle-Free Memory Performance Boost (PDF). [2017-05-07]. （原始內容存檔 (PDF)於2020-02-21）. 
  13. ^ Enhanced Performance Profiles 2.0 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） (pages 2–3)
  14. ^ Intel Extreme Memory Profile (Intel XMP) DDR3 Technology (PDF). [2017-05-07]. （原始內容存檔 (PDF)於2010-01-05）. 
  15. ^ AMD 平台也有 XMP 記憶體超頻，這是怎麼一回事？. [2018-06-11]. （原始內容存檔於2020-11-05）. 
  16. ^ dmidecode: What's it good for?. [2017-05-07]. （原始內容存檔於2011-05-22）. 
  17. ^ decode-dimms Perl program. [2017-05-07]. （原始內容存檔於2008-12-02）. 
  18. ^ I2CTools – lm-sensors. Lm-sensors.org. [2014-08-14]. （原始內容存檔於2012-03-11）. 
  19. ^ HWiNFO32. [2017-05-07]. （原始內容存檔於2020-12-11）. 

外部連結[編輯]

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