內(nèi)存知識(shí)培訓(xùn)資料課件

1、內(nèi)存知識(shí)培訓(xùn) Sunpeng 2015-7-2 培訓(xùn)內(nèi)容內(nèi)存的簡(jiǎn)介內(nèi)存的分類內(nèi)存的工作原理內(nèi)存的物理結(jié)構(gòu)內(nèi)存的性能參數(shù)內(nèi)存（Computer memory）也被稱為存儲(chǔ)器，是一種利用半導(dǎo)體技術(shù)做成電子設(shè)備，用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，是計(jì)算機(jī)中重要的部件之一。它是與CPU進(jìn)行溝通的橋梁，計(jì)算機(jī)中所有程序的運(yùn)行都是在內(nèi)存中進(jìn)行的，因此內(nèi)存的性對(duì)計(jì)算機(jī)的影響非常大。內(nèi)存的簡(jiǎn)介內(nèi)存的分類（ROM和RAM）只讀存儲(chǔ)器（ROM）只讀存儲(chǔ)器（Read Only Memory），在制造ROM的時(shí)候，信息（數(shù)據(jù)或程序）就被存入并永久保存。這些信息只能讀出，一般不能寫入，即使機(jī)器停電，這些數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失。ROM一般用于存放計(jì)

2、算機(jī)的基本程序和數(shù)據(jù)，如BIOS ROM，SPD芯片，F(xiàn)lash Memory。隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）隨機(jī)存儲(chǔ)器（Random Access Memory）表示既可以從中讀取數(shù)據(jù)，也可以寫入數(shù)據(jù)。當(dāng)機(jī)器電源關(guān)閉時(shí)，存于其中的數(shù)據(jù)就會(huì)丟失。根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理 RAM又可分為兩類：靜態(tài)RAM（Static RAM ）和動(dòng)態(tài)RAM（Dynamic RAM ）。我們通常所說的內(nèi)存條就是將動(dòng)態(tài)RAM集成塊集中在一起的一小塊電路板。內(nèi)存的分類（靜態(tài)和動(dòng)態(tài)RAM）靜態(tài)RAM靜態(tài)RAM是靠雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來記憶信息的，在不斷電的情況下，其中的信息保持不變，因而不必定期刷新。動(dòng)態(tài)RAM動(dòng)態(tài)RAM是靠MOS電路中的柵極

3、電容來記憶信息的。由于電容上的電荷會(huì)泄漏，需要定時(shí)給與補(bǔ)充，所以動(dòng)態(tài)RAM需要設(shè)置刷新電路。但動(dòng)態(tài)RAM比靜態(tài)RAM集成度高、功耗低，從而成本也低，適于作大容量存儲(chǔ)器。所以主內(nèi)存通常采用動(dòng)態(tài)RAM，而高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）則使用靜態(tài)RAM。內(nèi)存的分類SDRAM(同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)SDRAM將CPU與RAM通過一個(gè)相同的時(shí)鐘鎖在一起，使RAM和CPU能夠共享一個(gè)時(shí)鐘周期，以相同的速度同步工作，在同一時(shí)鐘周期內(nèi)只能讀取/寫入一次，并且只在時(shí)鐘上升的時(shí)候讀取/寫入，如果是同時(shí)請(qǐng)求，只能先等其中一個(gè)處理動(dòng)作完成。DDR=Double Data Rate（雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）。在一個(gè)時(shí)鐘

4、周期內(nèi)傳輸兩次數(shù)據(jù)，在時(shí)鐘上升和下降時(shí)各傳輸一次數(shù)據(jù)，因此傳輸數(shù)據(jù)的等效頻率是工作頻率的兩倍內(nèi)存的分類內(nèi)存的工作原理內(nèi)存尋址 首先，內(nèi)存從CPU獲得查找某個(gè)數(shù)據(jù)的指令，然后再找出存取資料的位置時(shí)（這個(gè)動(dòng)作稱為“尋址”），它先定出橫坐標(biāo)（也就是“列地址”）再定出縱坐標(biāo)（也就是“行地址”），這就好像在地圖上畫個(gè)十字標(biāo)記一樣，非常準(zhǔn)確地定出這個(gè)地方。對(duì)于電腦系統(tǒng)而言，找出這個(gè)地方時(shí)還必須確定是否位置正確，因此電腦還必須判讀該地址的信號(hào)，橫坐標(biāo)有橫坐標(biāo)的信號(hào)（也就是RAS信號(hào)，Row Address Strobe）縱坐標(biāo)有縱坐標(biāo)的信號(hào)（也就是CAS信號(hào)，Column Address Strobe），最

5、后再進(jìn)行讀或?qū)懙膭?dòng)作。因此，內(nèi)存在讀寫時(shí)至少必須有五個(gè)步驟：分別是畫個(gè)十字（內(nèi)有定地址兩個(gè)操作以及判讀地址兩個(gè)信號(hào)，共四個(gè)操作）以及或讀或?qū)懙牟僮?，才能完成?nèi)存的存取操作。 內(nèi)存的工作原理內(nèi)存?zhèn)鬏?為了儲(chǔ)存資料，或者是從內(nèi)存內(nèi)部讀取資料，CPU都會(huì)為這些讀取或?qū)懭氲馁Y料編上地址（也就是我們所說的十字尋址方式），這個(gè)時(shí)候，CPU會(huì)通過地址總線（Address Bus）將地址送到內(nèi)存，然后數(shù)據(jù)總線（Data Bus）就會(huì)把對(duì)應(yīng)的正確數(shù)據(jù)傳回去給CPU使用。 內(nèi)存的工作原理存取時(shí)間 所謂存取時(shí)間，指的是CPU讀或?qū)憙?nèi)存內(nèi)資料的過程時(shí)間，也稱為總線循環(huán)（bus cycle）。以讀取為例，從CPU發(fā)出指

6、令給內(nèi)存時(shí)，便會(huì)要求內(nèi)存取用特定地址的特定資料，內(nèi)存響應(yīng)CPU后便會(huì)將CPU所需要的資料送給CPU，一直到CPU收到數(shù)據(jù)為止，便成為一個(gè)讀取的流程。因此，這整個(gè)過程簡(jiǎn)單地說便是CPU給出讀取指令，內(nèi)存回復(fù)指令，并丟出資料給CPU的過程。我們常說的6ns（納秒）就是指上述的過程所花費(fèi)的時(shí)間，而ns便是計(jì)算運(yùn)算過程的時(shí)間單位。我們平時(shí)習(xí)慣用存取時(shí)間的倒數(shù)來表示速度，比如6ns的內(nèi)存實(shí)際頻率為16ns166MHz（如果是DDR就標(biāo)DDR 333，DDR2就標(biāo)DDR2 667,DDR3就標(biāo) DDR3 1333）。 內(nèi)存的工作原理內(nèi)存延遲 內(nèi)存的延遲時(shí)間,一般的說明內(nèi)存延遲涉及四個(gè)參數(shù)CAS（Colum

7、n Address Strobe 行地址控制器）延遲，RAS（Row Address Strobe列地址控制器）延遲，RAS Precharge（RAS預(yù)沖電壓）延遲，Act-to-Precharge（相對(duì)于時(shí)鐘下沿的數(shù)據(jù)讀取時(shí)間）延遲。其中CAS延遲比較重要，它反映了內(nèi)存從接受指令到完成傳輸結(jié)果的過程中的延遲。大家平時(shí)見到的數(shù)據(jù)3336中，第一參數(shù)就是CAS延遲（CL3）。當(dāng)然，延遲越小速度越快。內(nèi)存的物理結(jié)構(gòu)SPD內(nèi)存固定卡口 內(nèi)存顆粒內(nèi)存腳定位缺口奇偶校驗(yàn)金手指內(nèi)存的物理結(jié)構(gòu)部件名稱 說明 1 PCB板 多為綠色，4層或6層的電路板，內(nèi)部有金屬布線，6層設(shè)計(jì)要比4層的電氣性能好，性能更穩(wěn)

8、定，名牌內(nèi)存多采用6層設(shè)計(jì)。 2 金手指 金黃色的觸點(diǎn)，與主板連接的部分，數(shù)據(jù)通過“金手指”傳輸。金手指是銅質(zhì)導(dǎo)線，易氧化，要定期清理表面的氧化物。 3 內(nèi)存芯片 是內(nèi)存的靈魂所在，決定著內(nèi)存的性能、速度、容量等，也叫內(nèi)存顆粒。市場(chǎng)上內(nèi)存種類很多，但內(nèi)存顆粒的型號(hào)卻并不多，常見的有HY、SAMSUNG、Micron等幾種品牌。不同品牌的內(nèi)存顆粒，速度、性能不盡相同。 4 內(nèi)存顆粒位 預(yù)留的一片內(nèi)存芯片位置，供其他采用這種封裝模式的內(nèi)存條使用。此處預(yù)留的是一個(gè)ECC校驗(yàn)?zāi)K位置。 5 內(nèi)存固定缺口 內(nèi)存插到主板上后，主板內(nèi)存插槽的兩個(gè)夾子便扣入該缺口，可以固定內(nèi)存條。 6內(nèi)存腳缺口 內(nèi)存腳上的缺

9、口有兩點(diǎn)作用：一是用來防止內(nèi)存插反的；二是用來區(qū)分不同的內(nèi)存。 7SPD 是一個(gè)八腳的小芯片，實(shí)際上是一個(gè)EEPROM，可擦寫存儲(chǔ)器。有一定的容量，里面的每一位都代表特定的意思，包括內(nèi)存的容量、組成結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)和廠家信息。 內(nèi)存的物理結(jié)構(gòu)偶校驗(yàn)奇 內(nèi)存的“奇偶校驗(yàn)”。內(nèi)存中最小的單位是比特，也稱為“位”，位有只有兩種狀態(tài)分別以1和0來標(biāo)示，每8個(gè)連續(xù)的比特叫做一個(gè)字節(jié)（byte）。不帶奇偶校驗(yàn)的內(nèi)存每個(gè)字節(jié)只有8位，如果其某一位存儲(chǔ)了錯(cuò)誤的值，就會(huì)導(dǎo)致其存儲(chǔ)的相應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致應(yīng)用程序發(fā)生錯(cuò)誤。而奇偶校驗(yàn)就是在每一字節(jié)（8位）之外又增加了一位作為錯(cuò)誤檢測(cè)位。在某字節(jié)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)之后，在

10、其8個(gè)位上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是固定的，因?yàn)槲恢荒苡袃煞N狀態(tài)1或0，假設(shè)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)用位標(biāo)示為1、1、1、0、0、1、0、1，那么把每個(gè)位相加（111001015），結(jié)果是奇數(shù)，那么在校驗(yàn)位定義為1，反之為0。當(dāng)CPU讀取存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)時(shí)，它會(huì)再次把前8位中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)相加，計(jì)算結(jié)果是否與校驗(yàn)位相一致。從而一定程度上能檢測(cè)出內(nèi)存錯(cuò)誤，奇偶校驗(yàn)只能檢測(cè)出錯(cuò)誤而無法對(duì)其進(jìn)行修正，同時(shí)雖然雙位同時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤的概率相當(dāng)?shù)?，但奇偶校?yàn)卻無法檢測(cè)出雙位錯(cuò)誤。ECCECC的英文全稱是“ Error Checking and Correcting”（錯(cuò)誤檢查和糾正），從這個(gè)名稱就可以看出它的主要功能就是“發(fā)現(xiàn)并糾正錯(cuò)誤”。 是整

11、個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在工作時(shí)更趨于安全穩(wěn)定。如果數(shù)據(jù)位是8位，則需要增加5位來進(jìn)行ECC錯(cuò)誤檢查和糾正，數(shù)據(jù)位每增加一倍，ECC只增加一位檢驗(yàn)位，也就是說當(dāng)數(shù)據(jù)位為16位時(shí)ECC位為6 位，32位時(shí)ECC位為7位，數(shù)據(jù)位為64位時(shí)ECC位為8位，它同樣也是在數(shù)據(jù)位上額外的位存儲(chǔ)一個(gè)用數(shù)據(jù)加密的代碼。當(dāng)數(shù)據(jù)被寫入內(nèi)存，相應(yīng)的ECC代碼與此同時(shí)也被保存下來。當(dāng)重新讀回剛才存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)時(shí)，保存下來的ECC代碼就會(huì)和讀數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的ECC代碼做比較。如果兩個(gè)代碼不相同，他們則會(huì)被解碼，以確定數(shù)據(jù)中的那一位是不正確的。然后這一錯(cuò)誤位會(huì)被拋棄，內(nèi)存控制器則會(huì)釋放出正確的數(shù)據(jù)。內(nèi)存的物理結(jié)構(gòu)接口類型（SIMM）SIMM

12、（Single Inline Memory Module，單列直插內(nèi)存模塊）內(nèi)存條通過金手指與主板連接，內(nèi)存條正反兩面都帶有金手指，兩側(cè)金手指都提供相同信號(hào)的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，它多用于早期的FPM和EDD DRAM，最初一次只能傳輸8bit數(shù)據(jù)，后來逐漸發(fā)展出16bit、32bit的SIMM模組，其中8bit和16bitSIMM使用30pin接口，32bit的則使用72pin接口。在內(nèi)存發(fā)展進(jìn)入SDRAM時(shí)代后，SIMM逐漸被DIMM技術(shù)取代。內(nèi)存的物理結(jié)構(gòu)接口類型（DIMM）DIMM（DualInlineMemoryModule，雙列直插內(nèi)存模塊的金手）指兩端不像SIMM那樣是互通的，它們各自獨(dú)立傳

13、輸信號(hào)，因此可以滿足更多數(shù)據(jù)信號(hào)的傳送需要。同樣采用DIMM，SDRAM 的接口與DDR內(nèi)存的接口也略有不同，SDRAM DIMM為168PinDIMM結(jié)構(gòu)，金手指每面為84Pin，金手指上有兩個(gè)卡口，用來避免插入插槽時(shí)，錯(cuò)誤將內(nèi)存反向插入而導(dǎo)致燒毀；DDR DIMM則采用184Pin DIMM結(jié)構(gòu)，金手指每面有92Pin，金手指上只有一個(gè)卡口?？跀?shù)量的不同，是二者最為明顯的區(qū)別。DDR2 DIMM為240pin DIMM結(jié)構(gòu)，金手指每面有120Pin，與DDR2 DIMM一樣金手指上也只有一個(gè)卡口，但是卡口的位置與DDR DIMM稍微有一些不同，因此DDR內(nèi)存是插不進(jìn)DDR2 DIMM的，

14、同理DDR2內(nèi)存也是插不進(jìn)DDR DIMM的，因此在一些同時(shí)具有DDR DIMM和DDR2 DIMM的主板上，不會(huì)出現(xiàn)將內(nèi)存插錯(cuò)插槽的問題。內(nèi)存的物理結(jié)構(gòu)內(nèi)存的性能參數(shù)內(nèi)存容量指內(nèi)存條的存儲(chǔ)容量，系統(tǒng)對(duì)內(nèi)存的識(shí)別是以Byte（字節(jié)）為單位，每個(gè)字節(jié)由8位二進(jìn)制數(shù)組成，即8bit（比特，也稱“位”）。按照計(jì)算機(jī)的二進(jìn)制方式，1Byte=8bit；1KB=1024Byte；1MB=1024KB；1GB=1024MB；1TB=1024GB。系統(tǒng)中內(nèi)存的數(shù)量等于插在主板內(nèi)存插槽上所有內(nèi)存條容量的總和，內(nèi)存容量的上限一般由主板芯片組和內(nèi)存插槽決定。不同主板芯片組可以支持的容量不同，因此在選擇內(nèi)存時(shí)要考慮主板內(nèi)存插槽數(shù)量，并且可能需要考慮將來有升級(jí)的余地。內(nèi)存的性能參數(shù)內(nèi)存的性能參數(shù)內(nèi)存的頻率實(shí)際分為三種如下： 一，內(nèi)存核心頻率-（內(nèi)部電容的刷新頻率） 內(nèi)存核心頻率是內(nèi)存的真實(shí)運(yùn)行頻率 一般為100MHz；133MHz；166MHz；200MHz 二，時(shí)鐘頻率-（I/O Bbuffer 輸入輸出緩沖的傳輸頻率） 在DDR2/3產(chǎn)品均是提高時(shí)鐘頻率，而內(nèi)存的核心頻率沒有提高 一般為266MHz；533MHz；667MHz；800MHz 三，有效數(shù)據(jù)傳輸頻率-（等效頻率） 在核心頻率不提高的情況下結(jié)合時(shí)鐘頻率的提高和預(yù)取技術(shù)（Prefet