《計(jì)算機(jī)組裝與維修（第3版）》第四章內(nèi)存

第四章內(nèi)存知識(shí)要點(diǎn)◆內(nèi)存的分類?！魞?nèi)存的主要性能指標(biāo)。◆內(nèi)存的發(fā)展歷程?！糁髁鲀?nèi)存及其選購(gòu)原則?！粲?jì)算機(jī)中的數(shù)制及數(shù)制的轉(zhuǎn)換。內(nèi)容摘要

理解內(nèi)存的性能參數(shù)是選配內(nèi)存的關(guān)鍵。如果對(duì)內(nèi)存的性能不了解，在組裝計(jì)算機(jī)的過(guò)程中，就無(wú)法選配適合的內(nèi)存；在進(jìn)行硬件維護(hù)時(shí)，也無(wú)法準(zhǔn)確判斷出內(nèi)存的故障所在。同時(shí)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)是以二進(jìn)制數(shù)形式存在的，各種數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換是大家要掌握的內(nèi)容。4.1內(nèi)存概述

內(nèi)存（Memory）也稱內(nèi)存存儲(chǔ)器或主存儲(chǔ)器，主要用于存取計(jì)算機(jī)的程序和數(shù)據(jù)，是CPU與外存之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的通道和橋梁。所以內(nèi)存的數(shù)據(jù)吞吐量（帶寬）會(huì)在很大程度上影響CPU性能的發(fā)揮。內(nèi)存在系統(tǒng)中的作用。4.1內(nèi)存概述1．位（bit）

通常所說(shuō)的計(jì)算機(jī)泛指數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)，此類計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)、傳輸、處理等過(guò)程中是以二進(jìn)制代碼的形式存在的。在二進(jìn)制中，只有0和1兩個(gè)數(shù)碼，將這里的一個(gè)0或一個(gè)1稱為1位（bit），習(xí)慣用小寫(xiě)字母b來(lái)表示。2．字節(jié)（Byte）

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中將8位二進(jìn)制數(shù)稱為一個(gè)字節(jié)（Byte），用大寫(xiě)字母B來(lái)表示，1B=8b。字節(jié)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最小的存儲(chǔ)單位，常用的容量單位有KB、MB、GB、TB，它們的關(guān)系如下：1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB4.2內(nèi)存分類

一般情況下，人們認(rèn)為內(nèi)存就是內(nèi)存條，事實(shí)上在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中內(nèi)存還以其他形式扮演著重要角色。4.2內(nèi)存分類4.2.1只讀存儲(chǔ)器（ROM）ROM是Read-OnlyMemory的縮寫(xiě)，其最大的特點(diǎn)是一旦儲(chǔ)存資料就無(wú)法再將其改變或刪除。通常用在不需經(jīng)常變更資料的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，并且資料不會(huì)因?yàn)殡娫搓P(guān)閉而消失。所以在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中ROM用于存放基本輸入/輸出系統(tǒng)，也就是常說(shuō)的BIOS。

隨著技術(shù)的發(fā)展和使用要求的變化，傳統(tǒng)意義上（不能改寫(xiě)）的ROM已不能滿足用戶的需求，所以就陸續(xù)出現(xiàn)了其他形式的ROM，比較多見(jiàn)的有以下幾種。4.2內(nèi)存分類1．可擦除可編程ROM（EPROM）EPROM是ErasableProgrammableROM的縮寫(xiě)，可擦除可編程ROM芯片可重復(fù)擦除和寫(xiě)入，解決了ROM芯片只能寫(xiě)入一次的弊端。4.2內(nèi)存分類2．電可擦除可編程只讀內(nèi)存（EEPROM）

電可擦除可編程只讀內(nèi)存（ElectricallyErasableProgrammableReadOnlyMemory，EEPROM）也稱電可擦寫(xiě)ROM。它的工作原理與EPROM類似，但是擦除的方式是使用高電場(chǎng)來(lái)完成的。3．閃存（FlashMemory）

閃存是一種長(zhǎng)壽命的非易失性（在斷電情況下仍能保持所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息）的存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)刪除不是以單個(gè)的字節(jié)為單位，而是以固定的區(qū)塊為單位的，區(qū)塊大小一般為256KB～20MB。閃存是電可擦除只讀存儲(chǔ)器的變種。閃存與EEPROM不同的是，它能在字節(jié)水平上進(jìn)行刪除和重寫(xiě)而不是擦寫(xiě)整個(gè)芯片，這樣閃存就比EEPROM的更新速度快。由于其斷電時(shí)仍能保存數(shù)據(jù)，所以閃存通常被用來(lái)保存設(shè)置信息，如在計(jì)算機(jī)的BIOS中。4.2內(nèi)存分類4.2.2隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）RAM（RandomAccessMemory）是易揮發(fā)性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，可高速存取，讀/寫(xiě)時(shí)間相等。1．靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器

靜態(tài)是相對(duì)動(dòng)態(tài)來(lái)說(shuō)的，只要電源不撤除，寫(xiě)入SRAM的信息就不會(huì)消失，不需要刷新電路，同時(shí)在讀出時(shí)不破壞原來(lái)存放的信息，一經(jīng)寫(xiě)入可多次讀出。2．動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器

動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器是利用場(chǎng)效應(yīng)管的柵極對(duì)其襯底間的分布電容來(lái)保存信息的，以存儲(chǔ)電荷的多少，即電容端電壓的高低來(lái)表示“1”或“0”。4.3內(nèi)存的性能指標(biāo)1．容量2．位寬3．頻率4．帶寬4.4內(nèi)存的發(fā)展歷程內(nèi)存發(fā)展過(guò)程4.4內(nèi)存的發(fā)展歷程4.4.1內(nèi)存條的誕生

內(nèi)存芯片的狀態(tài)一直沿用到80286初期，由于它存在著無(wú)法拆卸和更換的弊病，這對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展造成了現(xiàn)實(shí)的阻礙。有鑒于此，內(nèi)存條便應(yīng)運(yùn)而生了。將內(nèi)存芯片焊接到事先設(shè)計(jì)好的印刷電路板（PCB）上，同時(shí)計(jì)算機(jī)主板上也改用內(nèi)存插槽，這樣就把內(nèi)存難以安裝和更換升級(jí)的問(wèn)題徹底解決了。為了提高速度并擴(kuò)大容量，內(nèi)存必須以獨(dú)立的封裝形式出現(xiàn)，因而誕生了“內(nèi)存條”的概念。

自1982年P(guān)C進(jìn)入民用市場(chǎng)一直到現(xiàn)在，搭配80286處理器的30pinSIMM內(nèi)存是內(nèi)存領(lǐng)域的開(kāi)山鼻祖。4.4內(nèi)存的發(fā)展歷程4.4.272線內(nèi)存（DRAM、EDODRAM）1988—1993年，個(gè)人計(jì)算機(jī)開(kāi)始走進(jìn)家庭，也就是386和486時(shí)代，此時(shí)CPU字長(zhǎng)已經(jīng)向32bit發(fā)展，所以30pinSIMM內(nèi)存再也無(wú)法滿足需求，其較低的內(nèi)存帶寬已經(jīng)成為亟待解決的瓶頸，所以此時(shí)72pinSIMM內(nèi)存出現(xiàn)了，如圖4-6所示。72pinSIMM支持32bit快速頁(yè)模式存取，內(nèi)存帶寬得以大幅度提升。72pinSIMM內(nèi)存單條容量一般為1～4MB，在80386和80486上單條使用，在Pentium上成對(duì)使用，由于其與30pinSIMM內(nèi)存的位寬不同，所以不能共用，因此30pinSIMM內(nèi)存退出了歷史舞臺(tái)。4.4內(nèi)存的發(fā)展歷程4.4.3168線SDRAM內(nèi)存1996年Intel推出了PentiumMMX系列，以及AMDK6處理器問(wèn)世后，EDODRAM內(nèi)存就變成了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的瓶頸，這又一次推動(dòng)了內(nèi)存技術(shù)的提升，能滿足新一代CPU架構(gòu)需求的SDRAM內(nèi)存應(yīng)運(yùn)而生。SDRAM采用168線雙列直插式存儲(chǔ)模塊（Dual-Inline-Memory-Modules，DIMM），SDRAM內(nèi)存有PC66、PC100、PC133三種規(guī)范，標(biāo)識(shí)的數(shù)字表示它們的工作頻率。4.4內(nèi)存的發(fā)展歷程4.4.4RDRAM內(nèi)存RDRAM（RambusDRAM）是美國(guó)的RAMBUS公司開(kāi)發(fā)的一種全新概念的內(nèi)存。與SDRAM不同，它采用了串行的數(shù)據(jù)傳輸模式。4.4內(nèi)存的發(fā)展歷程4.4.5DDR內(nèi)存（184線）DDR是DoubleDataRate（雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）的縮寫(xiě)，它是RDRAM內(nèi)存的替代者。從生產(chǎn)的角度來(lái)看，DDR內(nèi)存與SDRAM基本一樣，可在相同的生產(chǎn)線上生產(chǎn)，這大大降低了它的成本和銷售價(jià)格。而區(qū)別在于SDRAM在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)只傳輸一次數(shù)據(jù)，是在時(shí)鐘的上升期進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；而DDR內(nèi)存則是在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)傳輸兩次數(shù)據(jù)，它能夠在時(shí)鐘的上升期和下降期各傳輸一次數(shù)據(jù)。4.4內(nèi)存的發(fā)展歷程4.4.6DDR2內(nèi)存（240線）

DDR2是在DDR基礎(chǔ)上的改進(jìn)，但是一次預(yù)讀4bit數(shù)據(jù)，是DDR一次預(yù)讀2bit的兩倍，因此，它的倍增系數(shù)是2×2=4，所以在相同的工作頻率下DDR2比DDR的帶寬高1倍。4.4內(nèi)存的發(fā)展歷程4.4.7DDR3內(nèi)存（240線）DDR3內(nèi)存一次預(yù)讀8bit數(shù)據(jù)，是DDR2的2倍，是DDR的4倍，因此，它的倍增系數(shù)是2×2×2=8，所以在相同的工作頻率下DDR3比DDR2的帶寬高1倍，現(xiàn)在主流配置的PC全都支持DDR3內(nèi)存。4.4內(nèi)存的發(fā)展歷程4.4.8DDR4內(nèi)存（288線）DDR4相比DDR3采用16bit預(yù)取機(jī)制（DDR3為8bit），同樣內(nèi)核頻率下理論速度是DDR3的2倍，如圖4-12所示。起步頻率為2

133MHz，更高的頻率有2

400MHz、2

800MHz、3

000MHz、3

200MHz等幾種規(guī)格。在外觀方面，DDR4內(nèi)存的厚度從1mm增至1.2mm，原因是PCB層數(shù)增加了。金手指的數(shù)量也增加到了288針、金手指的缺口位置也有所不同。工作電壓降為1.2V，更節(jié)能。4.5主流內(nèi)存與選購(gòu)原則4.5.1主流內(nèi)存介紹1．金士頓8GBDDR3-1600駭客神條套裝內(nèi)存4.5主流內(nèi)存與選購(gòu)原則2．海盜船復(fù)仇者LPXDDR4-2800-16GB-4GB×4套裝內(nèi)存4.5主流內(nèi)存與選購(gòu)原則3．美商海盜船VENGEANCERGBPRO4.5主流內(nèi)存與選購(gòu)原則4.5.2內(nèi)存選購(gòu)原則1．容量大小

①操作系統(tǒng)決定基礎(chǔ)內(nèi)存容量，以Windows10系統(tǒng)為例應(yīng)配備至少2GB的內(nèi)存。

②另外，要看用戶常用的軟件中對(duì)內(nèi)存要求最高的軟件類型，如3D游戲CS-GO玩家就可以在其官網(wǎng)上查配置表，用戶可根據(jù)配置表選擇升級(jí)配置還是放棄該游戲。2．速度或帶寬

內(nèi)存帶寬是容易被忽視的一個(gè)環(huán)節(jié)，CPU和內(nèi)存的帶寬不匹配時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能的正常發(fā)揮。所以在選購(gòu)內(nèi)存以前要對(duì)有意向的CPU、內(nèi)存、主板、顯卡的帶寬指標(biāo)有準(zhǔn)確的了解后再出手，避免瓶頸的出現(xiàn)。3．品牌目前不同品牌的內(nèi)存產(chǎn)品在品質(zhì)和價(jià)格都存在一定的差異，所以用戶可以根據(jù)自身定位和使用需求來(lái)選擇內(nèi)存產(chǎn)品。4.6計(jì)算機(jī)中的數(shù)制及數(shù)制轉(zhuǎn)換4.6.1進(jìn)位計(jì)數(shù)制十進(jìn)制數(shù)的區(qū)分符用字母D（Decimal）表示或不加區(qū)分符，如5678、24.67D。二進(jìn)制數(shù)的區(qū)分符用字母B（Binary）表示，如10011B、111.01B。十六進(jìn)制數(shù)的區(qū)分符用字母H（Hexadecimal）表示，十六進(jìn)制數(shù)如果以字母起始，則必須在字母前加前導(dǎo)0，如234.5H、0ABH。4.6計(jì)算機(jī)中的數(shù)制及數(shù)制轉(zhuǎn)換1．基數(shù)

十進(jìn)制數(shù)，每個(gè)數(shù)位上允許選用的基本數(shù)碼是0，1，2，…，9，共十個(gè)數(shù)碼；二進(jìn)制數(shù)，每個(gè)數(shù)位上允許選用的數(shù)碼是0或1；十六進(jìn)制數(shù)，每個(gè)數(shù)位上允許選用的數(shù)碼是0，0，1，2，…，9、A～F。把計(jì)數(shù)制允許選用的基本數(shù)碼個(gè)數(shù)稱為基數(shù)，用R表示。所以，十進(jìn)制的基數(shù)R=10，二進(jìn)制的基數(shù)R=2，十六進(jìn)制的基數(shù)R=16。2．位權(quán)

在進(jìn)位計(jì)數(shù)制中，一個(gè)數(shù)碼處在不同的位置時(shí)，它所代表的數(shù)值是不相同的。每一個(gè)數(shù)位被賦予的數(shù)值稱為位權(quán)，簡(jiǎn)稱權(quán)。

例如：365.4各數(shù)位的位權(quán)分別是102、101、100和10-1；1011.01B各數(shù)位的位權(quán)分別是23、22、21、20、2-1、2-2；34A.7H各數(shù)位的位權(quán)分別是162、161、160和16-1。4.6計(jì)算機(jī)中的數(shù)制及數(shù)制轉(zhuǎn)換3．按權(quán)展開(kāi)式

進(jìn)位計(jì)數(shù)制中，每個(gè)數(shù)位的數(shù)值等于該位數(shù)碼與該位的位權(quán)之乘積，任意進(jìn)位計(jì)數(shù)制的數(shù)都可以寫(xiě)成按權(quán)展