硬件基礎(chǔ)知識(shí)大全

主板

之所以把這東西放在第一位，是因?yàn)樽鳛樗匾?/p>

我們常見的主板是ATX主板。它是采用印刷電路板（PCB）制造

而成。是在一種絕緣材料上采用電子印刷工藝制造的。市場(chǎng)上主

要有4層板與6層板二種。常見的都是4層板。用6層PCB板設(shè)

計(jì)的主板不易變形，穩(wěn)定性大大提高。如果你有幸買到了6層板,

那可絕對(duì)超值??！哈！在主板的每層都布滿了電路，所以，如果

PCB板燒壞，比較輕的憑借我們工程師高超的技術(shù)，可以通過搭

明線維修，比較嚴(yán)重的話，這片主板的生命也就到此結(jié)束了！

主板上面的零件看起來眼花繚亂，可他們都是非常有條有理的排

列著。主要包括一個(gè)CPU插座；北橋芯片、南橋芯片、BIOS芯

片等三大芯片；前端系統(tǒng)總線FSB、內(nèi)存總線、圖形總線AGP、

數(shù)據(jù)交換總線HUB、外設(shè)總線PCI等五大總線；軟驅(qū)接口FDD、

通用串行設(shè)備接口USB、集成驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備接口IDE等七大接口。

一、主板上的主要芯片

1、北橋芯片MCH在CPU插座的左方是一個(gè)內(nèi)存控制芯片,

也叫北橋芯片、一般上面有一鋁質(zhì)的散熱片。北橋芯片的主要功

能是數(shù)據(jù)傳輸與信號(hào)控制。它一方面通過前端總線與CPU交換信

號(hào)，另一方面又要與內(nèi)存、AGP、南橋交換信號(hào)。北橋芯片壞了

以后的現(xiàn)象多為不亮，有時(shí)亮后也不斷死機(jī)。如果工程師判定你

的北橋芯片壞了，再如果你的主板又比較老的話，基本上就沒有

什么維修的價(jià)值了

2、南橋芯片ICH4南橋芯片主要負(fù)責(zé)外部設(shè)備的數(shù)據(jù)處理與

傳輸。比ICH4早的有ICHKICH2,ICH3,但它不支持USB2.0。

而ICH4支持USB2.0。區(qū)分它們也很簡單：南橋芯片上有

82801AB82801BB82801CB82801DB分別對(duì)應(yīng)ICHIICH2

ICH3ICH4。南橋芯片壞后的現(xiàn)象也多為不亮，某些外圍設(shè)備

不能用，比如IDE口、FDD口等不能用，也可能是南橋壞了。因

為南北橋芯片比較貴，焊接又比較特殊，取下它們需要專門的

BGA儀，所以一般的維修點(diǎn)無法修復(fù)南北橋。

3、BIOS芯片F(xiàn)WH它是把一些直接的硬件信息固化在一個(gè)只

讀存儲(chǔ)器內(nèi)。是軟件和硬件之間這重要接口。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)首先從

它這里調(diào)用一些硬件信息，它的性能直接影響著系統(tǒng)軟件與硬件

的兼容性。例如一些早期的主板不支持大于二十G的硬盤等問

題，都可以通過升級(jí)BIOS來解決。我們?nèi)粘１阌脮r(shí)遇到的一些

與新設(shè)備不兼容的問題也可以通過升級(jí)來解決。如果你的主板突

然不亮了，而CPU風(fēng)扇仍在轉(zhuǎn)動(dòng)，那么你首先應(yīng)該考慮BIOS芯

片是否損壞。

4、系統(tǒng)時(shí)鐘發(fā)生器CLK在主板的中間位置有個(gè)晶振元件，

它會(huì)產(chǎn)生一系列高頻脈沖波，這些原始的脈沖波再輸入到時(shí)鐘發(fā)

生器芯片內(nèi)，經(jīng)過整形與分頻，然后分配給計(jì)算機(jī)需要的各種頻

率。

5、超級(jí)輸入輸出接口芯片I/O它一般位于主板的左下方或左

上方，主要芯片有Winbond與ITE,它負(fù)責(zé)把鍵盤、鼠標(biāo)、串口

進(jìn)來的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為并行數(shù)據(jù)。同時(shí)也對(duì)并口與軟驅(qū)口的數(shù)據(jù)

進(jìn)行處理。在我們的維修現(xiàn)場(chǎng)，諸如鍵盤與鼠標(biāo)口壞，打印口壞

等一些外設(shè)不能用，多為I/O芯片壞，有時(shí)甚至造成不亮的現(xiàn)象。

6、聲卡芯片因?yàn)楝F(xiàn)在的主板多數(shù)都集成了聲卡，而且集成的

多為AC，97聲卡芯片。當(dāng)然，也有CMI的8738聲卡芯片等。如

果你的集成聲卡沒有聲音，這兒壞了的可能性最大。

二、主板上主要的插座

1、CPU插座目前所有的主板都采用了socket系列零拔力插

座。早期的P3采用的socket370插座，現(xiàn)在的P4多采用

socket478插座，早期的P4也有采用socket423插座的，intel

的服務(wù)器CPU如：至雖（Xeon）則采用了socket603插座。Intel

對(duì)CPU封裝格式的不斷變化讓我們這些fan們給他送了不少錢

?。〔贿^近日聽說intel下一代CPU的封裝格式還是采用

socket478的格式，這對(duì)于不斷追求性能的DIYer們來說可是一

個(gè)好消息啊。

2、內(nèi)存總線插座現(xiàn)在市場(chǎng)上我們能見到的內(nèi)存有SDRAM、DDR

SDRAM、RAMBUS三種。SDRAM內(nèi)存由于DDR內(nèi)存的價(jià)格下調(diào)已經(jīng)

逐漸淡出市場(chǎng)，它采用168線插座，中間與左邊有兩個(gè)防反插斷

口；DDRSDRAM由于非常高的性價(jià)比已經(jīng)成為市場(chǎng)的主流。它

采用184線插座，在中間只有一個(gè)防反插斷口；RAMBUS內(nèi)存雖

然性能好，但是價(jià)格一直高踞不下，加上intel已經(jīng)放棄了對(duì)它

的支持，所以它的前途至今還只是一個(gè)懸念！它的插座采用184

線RIMM插座，是在中間有兩個(gè)防反插斷口。

有些客戶多次反映在845主板上有時(shí)內(nèi)存認(rèn)不全的現(xiàn)象，這是因

為lintel845系列主板只能支持4個(gè)Bank（一個(gè)Bank可以理

解為內(nèi)存條的一面），在845系列主板上一般設(shè)有三個(gè)內(nèi)存插槽,

而第二個(gè)插槽與第三個(gè)插槽共享二個(gè)Bank。所以，如果你在第

二個(gè)與第三個(gè)插槽插的內(nèi)存條為雙面的256M,那么就只能認(rèn)到

一個(gè)256M。

3、AGP圖形總線插座它位于CPU插座的左邊，呈棕色。它的

頻率為64MHZ。從速度上分為AGP2X,現(xiàn)在的多為AGP4X,也有一

些主板已經(jīng)支持AGP8X。由于不同的速度所需要的電壓不同，所

以一些主板不亮主要是用戶把老的AGP2X顯卡插在的新的AGP2X

主板上，從而把AGP插座燒壞！令人欣慰的是一些新的主板已經(jīng)

在主板上集成了電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，它可以自動(dòng)識(shí)別顯卡的電

o

4、PCI總線插座它呈現(xiàn)為白色，在AGP插座的旁邊，因主

板不同，多少不等。它的頻率為32MHZ。多插網(wǎng)卡，聲卡等其它

一些外設(shè)。

5、IDE設(shè)備接口它一般位于主板的下面。有四十針八十線。

兩個(gè)IDE口并在一起，有時(shí)一個(gè)呈綠色，表示它為IDEL因?yàn)?/p>

系統(tǒng)首先檢測(cè)IDE1,所以IDE1應(yīng)該接系統(tǒng)引導(dǎo)硬盤?，F(xiàn)在的主

板多已支持ATA100,有得支持ATA133,但更高端的主板已經(jīng)支

持串行ATA,它是在并行傳輸速率無法進(jìn)一步提高的情況下出現(xiàn)

的一種新的、具有更高傳輸速度的技術(shù)，也將是下一代的主流技

術(shù)。

一口氣說了這么多，我已經(jīng)口干舌燥了，大家再看看自己的主板,

是不是感覺它比以前熟悉了多了？哈哈!我們也到說再見的時(shí)候

了，即然今天說主板，那么我就再說一個(gè)關(guān)于主板的消息吧，我

們技服中心近日接受了一批維修的板子，我們的工程師維修起來

特別困難，后來經(jīng)知情人士指點(diǎn)，才發(fā)現(xiàn)這批主板的PCB板邊緣

都有一個(gè)針眼大小的缺口。不仔細(xì)看根本分辨不出來。大家可不

要小看這個(gè)小口中，它是聯(lián)想對(duì)報(bào)廢主板打的專門的印記！我們

居然修復(fù)了好多片，我都不得不傀服我們的技術(shù)水平了！這可不

是自夸的喲！所以，大家買二手主板時(shí)可一定要小心啊！

CPU

主要談?wù)勵(lì)l率。

1.凡是懂得點(diǎn)電腦的朋友，都應(yīng)該對(duì)，頻率，兩個(gè)字熟悉透了吧！

作為機(jī)器的核心CPU的頻率當(dāng)然是非常重要的，因?yàn)樗苤苯佑?/p>

響機(jī)器的性能。那么，您是否對(duì)CPU頻率方面的問題了解得很透

徹呢？

所謂主頻，也就是CPU正常工作時(shí)的時(shí)鐘頻率，從理論上講CPU

的主頻越高，它的速度也就越快，因?yàn)轭l率越高，單位時(shí)鐘周期

內(nèi)完成的指令就越多，從而速度也就越快了。但是由于各種CPU

內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異（如緩存、指令集），并不是時(shí)鐘頻率相同速度

就相同，比如PHI和賽揚(yáng)，雷鳥和DURON,賽揚(yáng)和DURON,PIII

與雷鳥，在相同主頻下性能都不同程度的存在著差異。目前主流

CPU的主頻都在600MHz以上，而頻率最高（注意，并非最快）

的P4已經(jīng)達(dá)到1.7GHz,AMD的雷鳥也已經(jīng)達(dá)到了1.3GHz,而且

還會(huì)不斷提升。

在486出現(xiàn)以后，由于CPU工作頻率不斷提高，而PC機(jī)的

一些其他設(shè)備（如插卡、硬盤等）卻受到工藝的限制，不能承受

更高的頻率，因此限制了CPU頻率的進(jìn)一步提高。因此，出現(xiàn)了

倍頻技術(shù)，該技術(shù)能夠使CPU內(nèi)部工作頻率變?yōu)橥獠款l率的倍

數(shù)，從而通過提升倍頻而達(dá)到提升主頻的目的。因此在486以后

我們接觸到兩個(gè)新的概念一外頻與倍頻。它們與主頻之間的關(guān)系

是外頻X倍頻=主頻。一顆CPU的外頻與今天我們常說的FSB

（Frontsidebus,前端總線）頻率是相同的（注意，是頻率相

同），目前市場(chǎng)上的CPU的外頻主要有66MHz（賽揚(yáng)系列X100MHz

（部分PIII和部分雷鳥以及所有P4和DURON）、133MHz（部分

PHI和部分雷鳥）。值得一提的是，目前有些媒體宣傳一些CPU

的外頻達(dá)到了20OMHz（DURON）、266MHz（雷鳥）甚至400MHz（P4）,

實(shí)際上是把外頻與前端總線混為一談了，其實(shí)它們的外頻仍然是

100MHz和133MHz,但是由于采用了特殊的技術(shù)，使前端總線能

夠在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成2次甚至4次傳輸，因此相當(dāng)于將前端

總線頻率提升了好幾倍。不過從外頻與倍頻的定義來看，它們的

外頻并未因此而發(fā)生改變，希望大家注意這一點(diǎn)。今天外頻并未

比當(dāng)初提升多少，但是倍頻技術(shù)今天已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)很高的階

段。以往的倍頻都只能達(dá)到2-3倍，而現(xiàn)在的P4、雷鳥都已經(jīng)

達(dá)到了10倍以上，真不知道以后還會(huì)不會(huì)更高。眼下的CPU倍

頻一般都已經(jīng)在出廠前被鎖定（除了部分工程樣品），而外頻則

未上鎖。部分CPU如AMD的DURON和雷鳥能夠通過特殊手段對(duì)其

倍頻進(jìn)行解鎖，而INTEL產(chǎn)CPU則不行。

由于外頻不斷提高，漸漸地提高到其他設(shè)備無法承受了，因

此出現(xiàn)了分頻技術(shù)（其實(shí)這是主板北橋芯片的功能）。分頻技術(shù)

就是通過主板的北橋芯片將CPU外頻降低，然后再提供給各插

卡、硬盤等設(shè)備。早期的66MHz外頻時(shí)代是PCI設(shè)備2分頻，AGP

設(shè)備不分頻；后來的100MHz外頻時(shí)代則是PCI設(shè)備3分頻，AGP

設(shè)備2/3分頻（有些100MHz的北橋芯片也支持PCI設(shè)備4分頻）;

目前的北橋芯片一般都支持133MHz夕卜頻，即PCI設(shè)備4分頻、

AGP設(shè)備2分頻?？傊?在標(biāo)準(zhǔn)外頻（66MHz、100MHz、133MHz）

下北橋芯片必須使PCI設(shè)備工作在33MHz,AGP設(shè)備工作在66MHz,

才能說該芯片能正式支持該種外頻。

最后再來談?wù)凜PU的超頻。CPU超頻其實(shí)就是通過提高外頻

或者倍頻的手段來提高CPU主頻從而提升整個(gè)系統(tǒng)的性能。超頻

的歷史已經(jīng)很久遠(yuǎn)（其實(shí)也就幾年），但是真正為大家所喜愛則

是從賽揚(yáng)系列的出產(chǎn)而開始的，其中賽揚(yáng)300A超450、366超

550直到今天還為人們所津津樂道。而它們就是通過將賽揚(yáng)CPU

的66MHz外頻提升到100MHz從而提升了CPU的主頻。而早期的

DURON超頻則與賽揚(yáng)不同，它是通過破解倍頻鎖然后提升倍頻的

方式來提高頻率?？偟目磥恚额l比超外頻更穩(wěn)定，因?yàn)槌?/p>

頻沒有改變外頻，也就不會(huì)影響到其他設(shè)備的正常運(yùn)作；但是如

果超外頻,就可能遇到非標(biāo)準(zhǔn)外頻如75MHz、83MHz、112MHz等，

這些情況下由于分頻技術(shù)的限制，致使其他設(shè)備都不能工作在正

常的頻率下，從而可能造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)硬盤數(shù)據(jù)丟

失、嚴(yán)重的可能損壞。因此，筆者在這里告誡大家：超頻雖有好

處，但是也十分危險(xiǎn)，所以請(qǐng)大家慎重超頻！

2.關(guān)于超頻

如果是AMD的CPU要超的話就了解一下他的頻率極限吧

AMD在不久前發(fā)布了它們?nèi)碌腁thlonXP處理器，其頻率分別

顯XP1500+,1600+,1700+和1800+。為了對(duì)抗IntelPentium4

處理器，AthlonXP重新采用了PR值（性能指數(shù)）來標(biāo)稱處理

器，而AhlonXP1600+意味著擁有與Pentium41600MHz相同的

性能。

AthlonXP采用了全新基于0.18微米制程的Palonmino核心,

其核心面積由雷鳥的120mm2增加為128mm2。而封裝方式也變?yōu)?/p>

類似FC-PGAPentiumlll的OPGA封裝。AMD宣稱在采用新核心

后AthlonXP的發(fā)熱量將較同頻的雷鳥低20%。而更低的散熱量,

自然也就意味著更強(qiáng)勁的超頻性能。

所以，我們決定測(cè)試一下AthlonXP的超頻能力。我們選擇了性

價(jià)比較好的AthlonXP1600+。它比1800+要便宜許多，但超頻

能力似乎可以達(dá)到1900Mhz以上。

AthlonXP同樣有與雷鳥類似的L1橋路，不過已被激光切斷，

要想超頻，首先必須將L1橋路重新相連。具體連接橋路的方式

可以參見本站相關(guān)文章。由于處理器默認(rèn)電壓為1.75v,要更好

的發(fā)揮處理器的超頻極限，這需要一塊具備電壓調(diào)節(jié)功能的主

板。我們采用了磐英8K7A和8KHA+進(jìn)行了對(duì)比，盡管8K7A在調(diào)

節(jié)方式上較不便，但超頻性能卻好于新的8KHA+。

在解頻之后，我們首先將倍頻設(shè)置為6,然后將外頻設(shè)置為最高,

在8K7A下,我們將處理器超至最高200MHz(400MHzDDR)外頻，

通過200MHz外頻下的內(nèi)存性能測(cè)試，我們可以看出超頻后的內(nèi)

存帶寬已經(jīng)超出AMD760芯片40%左右。

剛才的測(cè)試僅僅只是風(fēng)冷狀態(tài)下的結(jié)果，這不過是個(gè)開始，接下

來我們將在極限致冷環(huán)境下測(cè)試處理器的超頻極限。安裝上水冷

器后。我們將電壓調(diào)至2.lv。而VDDR調(diào)至2.9v。

測(cè)試結(jié)果令人驚嘆，我們最終將處理器穩(wěn)定于178MHz外頻下，

此時(shí)頻率已高達(dá)

1873.89MHzo

雖然我們希望能突破1900MHz的障礙，但沒有成功。同時(shí)我們也

發(fā)現(xiàn)主板對(duì)于AthlonXP的超頻也致關(guān)重要，雖然8KHA+采用更

新的芯片組并擁有更好的性能，但在超頻能力方面卻不如其前輩

而新核心的超頻能力，也得到了驗(yàn)證。

8K7AOAthlonXP

內(nèi)存

1.內(nèi)存的基礎(chǔ)知識(shí)

RAM技術(shù)詞匯

CDRAM-CachedDRAM——高速緩存存儲(chǔ)器

CVRAM-CachedVRAM——高速緩存視頻存儲(chǔ)器

DRAM-DynamicRAM動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器

EDRAM-EnhancedDRAM——增強(qiáng)型動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器

EDORAM-ExtendedDateOutRAM外擴(kuò)充數(shù)據(jù)模式存儲(chǔ)器

EDOSRAM-ExtendedDateOutSRAM——外擴(kuò)充數(shù)據(jù)模式靜態(tài)存

儲(chǔ)器

EDOVRAM-ExtendedDateOutVRAM——外擴(kuò)充數(shù)據(jù)模式視頻存

儲(chǔ)器

FPM-FastPageMode快速頁模式

FRAM-FerroelectricRAM鐵電體存儲(chǔ)器

SDRAM-SynchronousDRAM同步動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器

SRAM-StaticRAM——靜態(tài)存儲(chǔ)器

SVRAM-SynchronousVRAM——同步視頻存儲(chǔ)器

3DRAM-3DIMESIONRAM——3維視頻處理器專用存儲(chǔ)器

VRAM-VideoRAM——視頻存儲(chǔ)器

WRAM-WindowsRAM——視頻存儲(chǔ)器（圖形處理能力優(yōu)于VRAM）

MDRAM-MultiBankDRAM——多槽動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器

SGRAM-SignalRAM——單口存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)器有哪些主要技術(shù)指標(biāo)

存儲(chǔ)器是具有“記憶”功能的設(shè)備，它用具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的物

理器件來表示二進(jìn)制數(shù)碼

“0”和“1”，這種器件稱為記憶元件或記憶單元。記憶元件可

以是磁芯，半導(dǎo)體觸發(fā)器、MOS電路或電容器等。

位(bit)是二進(jìn)制數(shù)的最基本單位，也是存儲(chǔ)器存儲(chǔ)信息的最小

單位，8位二進(jìn)制數(shù)稱為一

個(gè)字節(jié)(Byte),可以由一個(gè)字節(jié)或若干個(gè)字節(jié)組成一個(gè)字(Word)

在PC機(jī)中一般認(rèn)為1個(gè)或2個(gè)字節(jié)組成一個(gè)字。若干個(gè)憶記單

元組成一個(gè)存儲(chǔ)單元，大量的存儲(chǔ)單元的集合組成一個(gè)存儲(chǔ)體

(MemoryBank)o為了區(qū)分存儲(chǔ)體內(nèi)的存儲(chǔ)單元，必須將它們逐一

進(jìn)行編號(hào)，稱為地址。地址與存儲(chǔ)單元之間一一對(duì)應(yīng)，且是存儲(chǔ)

單元的唯一標(biāo)志。應(yīng)注意存儲(chǔ)單元的地址和它里面存放的內(nèi)容完

全是兩回事。

根據(jù)存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)中處于不同的位置，可分為主存儲(chǔ)器和輔助

存儲(chǔ)器。在主機(jī)內(nèi)部，直接

與CPU交換信息的存儲(chǔ)器稱主存儲(chǔ)器或內(nèi)存儲(chǔ)器。在執(zhí)行期間，

程序的數(shù)據(jù)放在主存儲(chǔ)器內(nèi)。各個(gè)存儲(chǔ)單元的內(nèi)容可通過指令隨

機(jī)讀寫訪問的存儲(chǔ)器稱為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)。另一種存儲(chǔ)器

叫只讀存儲(chǔ)器(ROM),里面存放一次性寫入的程序或數(shù)據(jù)，僅能

隨機(jī)讀出。RAM和ROM共同分享主存儲(chǔ)器的地址空間。RAM中存

取的數(shù)據(jù)掉電后就會(huì)丟失，而掉電后ROM中的數(shù)據(jù)可保持不變。

因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)、價(jià)格原因，主存儲(chǔ)器的容量受限。為滿足計(jì)算的需要

而采用了大容量的輔助存儲(chǔ)器或稱外存儲(chǔ)器，如磁盤、光盤等.

存儲(chǔ)器的特性由它的技術(shù)參數(shù)來描述。

存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)器可以容納的二進(jìn)制信息量稱為存儲(chǔ)容量。一般

主存儲(chǔ)器(內(nèi)存)容量在幾十K到幾十M字節(jié)左右;輔助存儲(chǔ)器(外

存)在幾百K到幾千M字節(jié)。

存取周期：存儲(chǔ)器的兩個(gè)基本操作為讀出與寫入，是指將信息在

存儲(chǔ)單元與存儲(chǔ)寄存器(MDR)之間進(jìn)行讀寫。存儲(chǔ)器從接收讀出

命令到被讀出信息穩(wěn)定在MDR的輸出端為止的時(shí)間間隔，稱為取

數(shù)時(shí)間TA;兩次獨(dú)立的存取操作之間所需的最短時(shí)間稱為存儲(chǔ)

周期TMC。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的存取周期一般為60ns-100ns。

存儲(chǔ)器的可*性：存儲(chǔ)器的可*性用平均故障間隔時(shí)間MTBF來衡

量。MTBF可以理解為兩次故障之間的平均時(shí)間間隔。MTBF越長，

表示可*性越高，即保持正確工作能力越強(qiáng)。

性能價(jià)格比：性能主要包括存儲(chǔ)器容量、存儲(chǔ)周期和可*性三項(xiàng)

內(nèi)容。性能價(jià)格比是一個(gè)綜合性指標(biāo)，對(duì)于不同的存儲(chǔ)器有不同

的要求。對(duì)于外存儲(chǔ)器，要求容量極大，而對(duì)緩沖存儲(chǔ)器則要求

速度非?？欤萘坎灰欢ù?。因此性能/價(jià)格比是評(píng)價(jià)整個(gè)存儲(chǔ)

器系統(tǒng)很重要的指標(biāo)。

SDARM能成為下一代內(nèi)存的主流嗎

快頁模式(FPM)DRAM的黃金時(shí)代已經(jīng)過去。隨著高效內(nèi)存集成電

路的出現(xiàn)和為優(yōu)化Pentium芯片運(yùn)行效能而設(shè)計(jì)的INTELHX、

VX等核心邏輯芯片組的支持，人們?cè)絹碓絻A向于采用擴(kuò)展數(shù)據(jù)

輸出(EDO)DRAM。EDODRAM采用一種特殊的內(nèi)存讀出電路控制

邏輯，在讀寫一個(gè)地址單元時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)下一個(gè)連續(xù)地址單元的

讀寫周期。從而節(jié)省了重選地址的時(shí)間，使存儲(chǔ)總線的速率提高

到也就是說，與快頁內(nèi)存相比，內(nèi)存性能提高了將近

40MHzo

15%~30%,而其制造成本與快頁內(nèi)存相近。但是EDO內(nèi)存也只

能輝煌一時(shí)，其稱霸市場(chǎng)的時(shí)間將極為短暫。不久以后市場(chǎng)上主

流CPU的主頻將高達(dá)200MHz以上。為優(yōu)化處理器運(yùn)行效能，總

線時(shí)鐘頻率至少要達(dá)到66MHz以上。多媒體應(yīng)用程序以及

Windows95和WindowsNT操作系統(tǒng)對(duì)內(nèi)存的要求也越來越高，

為緩解瓶頸，只有采用新的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，以支持高速總線時(shí)鐘頻

率，而不至于插入指令等待周期。這樣，為適應(yīng)下一代主流CPU

的需要，在理論上速度可與CPU頻率同步，與CPU共享一個(gè)時(shí)鐘

周期的同步DRAM(SYNCHRONOUSDRAMS)即SDRAM(注意和用作

CACHE的SRAM區(qū)別，SRAM的全寫是StaticRAM即靜態(tài)RAM,

速度雖快，但成本高，不適合做主存)應(yīng)運(yùn)而生，與其它內(nèi)存結(jié)

構(gòu)相比，性能'價(jià)格比最高，勢(shì)必將成為內(nèi)存發(fā)展的主流。SDRAM

基于雙存儲(chǔ)體結(jié)構(gòu)，內(nèi)含兩個(gè)交錯(cuò)的存儲(chǔ)陣列，當(dāng)CPU從一個(gè)存

儲(chǔ)體或陣列訪問數(shù)據(jù)的同時(shí)，另一個(gè)已準(zhǔn)備好讀寫數(shù)據(jù)。通過兩

個(gè)存儲(chǔ)陣列的緊密切換，讀取效率得到成倍提高。去年推出的

SDRAM最高速度可達(dá)100MHz,與中檔Pentium同步，存儲(chǔ)時(shí)間高

達(dá)5~8ns,可將Pentium系統(tǒng)性能提高140%,與Pentium100、

133、166等每一檔次只能提高性能百分之幾十的CPU相比，換

用SDRAM似乎是更明智的升級(jí)策略。在去年初許多DRAM生產(chǎn)廠

家已開始上市4MBx4和2MBx8的16MBSDRAM內(nèi)存條，但其成

本較高?，F(xiàn)在每一個(gè)內(nèi)存生產(chǎn)廠家都在擴(kuò)建SDRAM生產(chǎn)線。預(yù)

計(jì)到今年底和1998年初，隨著64MSDRAM內(nèi)存條的大量上市，

SDRAM將占據(jù)主導(dǎo)地位。其價(jià)格也將大幅下降。

但是SDRAM的發(fā)展仍有許多困難要加以克服，其中之一便是主板

核心邏輯芯片組的限制。VX

芯片組已開始支持168線SDRAM,但一般VX主板只有一條168

線內(nèi)存槽，最多可上32MSDRAM,而簡潔高效的HX主板則不支

持SDRAM。預(yù)計(jì)下一代Pentium主板芯片組TX將更好的支持

SDRAM。Intel最新推出的下一代Pentium主板芯片組TX將更好

的支持SDRAM。SDRAM不僅可用作主存，在顯示卡專用內(nèi)存方面

也有廣泛應(yīng)用。對(duì)顯示卡來說，數(shù)據(jù)帶寬越寬，同時(shí)處理的數(shù)據(jù)

就越多，顯示的信息就越多，顯示質(zhì)量也就越高。以前用一種可

同時(shí)進(jìn)行讀寫的雙端口視頻內(nèi)存(VRAM)來提高帶寬，但這種內(nèi)存

成本高，應(yīng)用受很大限制。因此在一般顯示卡上，廉價(jià)的DRAM

和高效的EDODRAM應(yīng)用很廣。但隨著64位顯示卡的上市，帶寬

已擴(kuò)大到EDODRAM所能達(dá)到的帶寬的極限，要達(dá)到更高的1600

X1200的分辨率，而又盡量降低成本，就只能采用頻率達(dá)66MHz、

高帶寬的SDRAM了。

SDRAM也將應(yīng)用于共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)(UMA)種集成主存和顯示

內(nèi)存的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在很大程度上降低了系統(tǒng)成本，因?yàn)樵S

多高性能顯示卡價(jià)格高昂，就是因?yàn)槠鋵Ｓ蔑@示內(nèi)存成本極高，

而UMA技術(shù)將利用主存作顯示內(nèi)存，不再需要增加專門顯示內(nèi)

存，因而降低了成本。

什么是FlashMemory存儲(chǔ)器

介紹關(guān)于閃速存儲(chǔ)器有關(guān)知識(shí)近年來，發(fā)展很快的新型半導(dǎo)體

存儲(chǔ)器是閃速存儲(chǔ)器(FlashMemory)。它的主要特點(diǎn)是在不加電

的情況下能長期保持存儲(chǔ)的信息。就其本質(zhì)而言，F(xiàn)lashMemory

屬于EEPROM(電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)類型。它既有ROM的特

點(diǎn)，又有很高的存取速度，而且易于擦除和重寫，功耗很小。

目前其集成度已達(dá)4MB,同時(shí)價(jià)格也有所下降。

由于FlashMemory的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，如在一些較新的主板上采用

FlashROMBIOS,會(huì)使得BIOS升級(jí)非常方便。FlashMemory

可用作固態(tài)大容量存儲(chǔ)器。目前普遍使用的大容量存儲(chǔ)器仍為硬

盤。硬盤雖有容量大和價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)，但它是機(jī)電設(shè)備，有機(jī)械

磨損，可*性及耐用性相對(duì)較差，抗沖擊、抗振動(dòng)能力弱，功耗

大。因此，一直希望找到取代硬盤的手段。由于FlashMemory

集成度不斷提高，價(jià)格降低，使其在便攜機(jī)上取代小容量硬盤已

成為可能。目前研制的Flash

Memory都符合PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)，可以十分方便地用于各種便攜式計(jì)

算機(jī)中以取代磁盤。當(dāng)前有兩種類型的PCMCIA卡，一種稱為

Flash存儲(chǔ)器卡，此卡中只有FlashMemory芯片組成的存儲(chǔ)體，

在使用時(shí)還需要專門的軟件進(jìn)行管理。另一種稱為Flash驅(qū)動(dòng)

卡，此卡中除Flash芯片外還有由微處理器和其它邏輯電路組成

的控制電路。它們與IDE標(biāo)準(zhǔn)兼容，可在DOS下象硬盤一樣直接

操作。因此也常把它們稱為Flash固態(tài)盤。FlashMemory不足

之處仍然是容量還不夠大，價(jià)格還不夠便宜。因此主要用于要求

可*性高，重量輕，但容量不大的便攜式系統(tǒng)中。在586微機(jī)中

已把BIOS系統(tǒng)駐留在Flash存儲(chǔ)器中。

什么是ShadowRAM內(nèi)存

ShadowRAM也稱為“影子”內(nèi)存。它是為了提高系統(tǒng)效率而采

用的一種專門技術(shù)。ShadowRAM所使用的物理芯片仍然是CMOS

DRAM（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）芯片。ShadowRAM占據(jù)了系統(tǒng)主存

的一部分地址空間。其編址范圍為C0000~FFFFF,即為1MB主

存中的768KB?1024KB區(qū)域。這個(gè)區(qū)域通常也稱為內(nèi)存保留區(qū)，

用戶程序不能直接訪問。ShadowRAM的功能是用來存放各種ROM

BIOS的內(nèi)容。或者說ShadowRAM中的內(nèi)容是ROMBIOS的拷貝。

因此也把它稱為ROMShadow（即ShadowRAM的內(nèi)容是ROMBIOS

的‘影子”）。在機(jī)器上電時(shí)，將自動(dòng)地把系統(tǒng)BIOS、顯示BIOS

及其它適配器的BIOS裝載到ShadowRAM的指定區(qū)域中。由于

ShadowRAM的物理編址與對(duì)應(yīng)的ROM相同，所以當(dāng)需要訪問BIOS

時(shí)，只需訪問ShadowRAM即可，而不必再訪問ROM。通常訪

問ROM的時(shí)間在200ns左右,而訪問DRAM的時(shí)間小于100ns（最

新的DRAM芯片訪問時(shí)間為60ns左右或者更?。?。在系統(tǒng)運(yùn)行的

過程中，讀取BIOS中的數(shù)據(jù)或調(diào)用BIOS中的程序模塊是相當(dāng)頻

繁的。顯然，采用了Shadow技術(shù)后，將大大提高系統(tǒng)的工作效

率。按下按鍵你可以看到該地址空間分配圖，在如圖所示的1MB

主存地址空間中，640KB以下的區(qū)域是常規(guī)內(nèi)存。640KB-768KB

區(qū)域保留為顯示緩沖區(qū)。768KB?1024KB區(qū)域即為ShadowRAM

區(qū)。在系統(tǒng)設(shè)置中，又把這個(gè)區(qū)域按16KB大小的尺寸分為塊，

由用戶設(shè)定是否允許使用。C0000~C7FFF這兩個(gè)16KB塊（共

32KB）通常用作顯示卡的ROMBIOS的Shadow區(qū)。C8000?EFFFF

這10個(gè)16KB塊可作為其它適配器的ROMBIOS的Shadow區(qū)。

F0000-FFFFF共64KB規(guī)定由系統(tǒng)ROMBIOS使用。應(yīng)該說明的

是，只有當(dāng)系統(tǒng)配置有640KB以上的內(nèi)存時(shí)才有可能使用Shadow

RAM。在系統(tǒng)內(nèi)存大于640KB時(shí)，用戶可在CMOS設(shè)置中按照ROM

Shadow分塊提示，把超過640KB以上的內(nèi)存分別設(shè)置為“允許”

（Enabled）即可。

什么是EDORAM

內(nèi)存是計(jì)算機(jī)中最主要的部件之一。微機(jī)誕生以來，它的心臟

一CPU幾經(jīng)改朝換代，目前已

發(fā)展到了PentiumH,較之于當(dāng)初，它在速度上已有兩個(gè)數(shù)量級(jí)

的增長。而內(nèi)存的構(gòu)成器件RAM（隨機(jī)存儲(chǔ)器）——般為DRAM（動(dòng)

態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器），雖然單個(gè)芯片的容量不斷擴(kuò)大，但存取速度并

沒有太大的提高。雖然人們?cè)缇筒捎酶咚俚嘿F的SRAM芯片在

CPU和內(nèi)存之間增加一種緩沖設(shè)備一Cache,以緩沖兩者之間的

速度不匹配問題。但這并不能根本解決問題。于是人們把注意

力集中到DRAM接口（芯片收發(fā)數(shù)據(jù)的途徑上）。

在RAM芯片之中，除存儲(chǔ)單元之外，還有一些附加邏輯電路，現(xiàn)

在，人們已注意到RAM芯片

的附加邏輯電路，通過增加少量的額外邏輯電路，可以提高在單

位時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)流量，即所謂的增加帶寬。EDO正是在這個(gè)方

面作出了嘗試。

擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出（Extendeddataout--EDO,有時(shí)也稱為超頁模式

一hypermode）DRAM,和突發(fā)式EDO（BustEDO-BEDO）DRAM

是兩種基于頁模式內(nèi)存的內(nèi)存技術(shù)。EDO大約一年前被

引入主流PC,從那以后成為許多系統(tǒng)廠商的主要內(nèi)存選擇。BEDO

相對(duì)更新一些，對(duì)市場(chǎng)的吸引還未能達(dá)到EDO的水平。EDO的

工作方式頗類似于FPMDRAM：先觸發(fā)內(nèi)存中的一行，然后觸發(fā)

所需的那一列。但是當(dāng)找到所需的那條信息時(shí)，EDODRAM不是

將該列變?yōu)榉怯|發(fā)狀態(tài)而且關(guān)閉輸出緩沖區(qū)（這是FPMDRAM采取

的方式），而是將輸出數(shù)據(jù)緩沖區(qū)保持開放，直到下一列存取或

下一讀周期開始。由于緩沖區(qū)保持開放，因而EDO消除了等待狀

態(tài)，且突發(fā)式傳送更加迅速。EDO還具有比FPMDRAM的6-3-3-3

更快的理想化突發(fā)式讀周期時(shí)鐘安排：6-2-2-2。這使得在66MHz

總線上從DRAM中讀取一組由四個(gè)元素組成的數(shù)據(jù)塊時(shí)能節(jié)省3

個(gè)時(shí)鐘周期。EDO易于實(shí)現(xiàn)，而且在價(jià)格上EDO與FPM沒有什么

差別，所以沒有理由不選擇EDO。BEDODRAM比EDO能更大程度

地改善FPM的時(shí)鐘周期。由于大多數(shù)PC應(yīng)用程序以四周期突發(fā)

方式訪問內(nèi)存，以便填充高速緩沖內(nèi)存（系統(tǒng)內(nèi)存將數(shù)據(jù)填充至

L2高速緩存，如果沒有L2高速緩存，則填充至CPU）,所以一

旦知道了第一個(gè)地址，接下來的三個(gè)就可以很快地由DRAM提供。

BEDO最本質(zhì)的改進(jìn)是在芯片上增加了一個(gè)地址計(jì)數(shù)器，用來跟

蹤下一個(gè)地址。BEDO還增加了流水線級(jí)，允許頁訪問周期被劃

分為兩個(gè)部分。對(duì)于內(nèi)存讀操作，第一部分負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)從內(nèi)存陣

列中讀至輸出級(jí)（第二級(jí)鎖存），第二部分負(fù)責(zé)從這一鎖存將數(shù)據(jù)

總線驅(qū)動(dòng)至相應(yīng)的邏輯級(jí)別。因?yàn)閿?shù)據(jù)已經(jīng)在輸出緩沖區(qū)內(nèi)，所

以訪問時(shí)間得以縮短。BEDO能達(dá)到的最大突發(fā)式時(shí)鐘安排為

5-1-1-1（采用52nsBEDO和66-MHz總線）比優(yōu)化EDO內(nèi)存又節(jié)省

了四個(gè)時(shí)鐘周期。

RAM是如何工作的

實(shí)際的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)由許許多多的基本存儲(chǔ)單元排列成矩陣形式，

并加上地址選擇及讀寫控制

等邏輯電路構(gòu)成。當(dāng)CPU要從存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，就會(huì)選擇存

儲(chǔ)器中某一地址，并將該地址上存儲(chǔ)單元所存儲(chǔ)的內(nèi)容讀走。

早期的DRAM的存儲(chǔ)速度很慢，但隨著內(nèi)存技術(shù)的飛速發(fā)展，隨

后發(fā)展了一種稱為快速頁面模式（FastPageMode）的DRAM技

術(shù)，稱為FPDRAM。FPM內(nèi)存的讀周期從DRAM陣列中某一行的觸

發(fā)開始，然后移至內(nèi)存地址所指位置的第一列并觸發(fā)，該位置即

包含所需要的數(shù)據(jù)。第一條信息需要被證實(shí)是否有效，然后還需

要將數(shù)據(jù)存至系統(tǒng)。一旦發(fā)現(xiàn)第一條正確信息，該列即被變?yōu)榉?/p>

觸發(fā)狀態(tài)，并為下一個(gè)周期作好準(zhǔn)備。這樣就引入了“等待狀態(tài)”，

因?yàn)樵谠摿袨榉怯|發(fā)狀態(tài)時(shí)不會(huì)發(fā)生任何事情（CPU必須等待內(nèi)

存完成一個(gè)周期）。直到下一周期開始或下一條信息被請(qǐng)求時(shí)，

數(shù)據(jù)輸出緩沖區(qū)才被關(guān)閉。在快頁模式中，當(dāng)預(yù)測(cè)到所需下一條

數(shù)據(jù)所放位置相鄰時(shí)，就觸發(fā)數(shù)據(jù)所在行的下一列。下一列的觸

發(fā)只有在內(nèi)存中給定行上進(jìn)行順序讀操作時(shí)才有良好的效果。

從50納秒FPM內(nèi)存中進(jìn)行讀操作，理想化的情形是一個(gè)以

6-3-3-3形式安排的突發(fā)式周期（6個(gè)時(shí)鐘周期用于讀取第一個(gè)

數(shù)據(jù)元素，接下來的每3個(gè)時(shí)鐘周期用于后面3個(gè)數(shù)據(jù)元素）。

第一個(gè)階段包含用于讀取觸發(fā)行列所需要的額外時(shí)鐘周期。一旦

行列被觸發(fā)后，內(nèi)存就可以用每條數(shù)據(jù)3個(gè)時(shí)鐘周期的速度傳

送數(shù)據(jù)了。FPRAM雖然速度有所提高，但仍然跟不上新型高速

的CPU。很快又出現(xiàn)了EDORAM和SDRAM等新型高速的內(nèi)存芯片。

介紹處理器高速緩存的有關(guān)知識(shí)

所謂高速緩存，通常指的是Level2高速緩存，或外部高速緩存。

L2高速緩存一直都屬于

速度極快而價(jià)格也相當(dāng)昂貴的一類內(nèi)存，稱為SRAM（靜態(tài)RAM）,

用來存放那些被CPU頻繁使用的數(shù)據(jù)，以便使CPU不必依賴于

速度較慢的DRAM。

最簡單形式的SRAM采用的是異步設(shè)計(jì)，即CPU將地址發(fā)送給高

速緩存，由緩存查找這個(gè)地

址，然后返回?cái)?shù)據(jù)。每次訪問的開始都需要額外消耗一個(gè)時(shí)鐘周

期用于查找特征位。這樣，異步高速緩存在66MHz總線上所能達(dá)

到的最快響應(yīng)時(shí)間為3-2-2-2,而通常只能達(dá)到4-2-2-2。同步

高速緩存用來緩存?zhèn)魉蛠淼牡刂?，以便把按地址進(jìn)行查找的過程

分配到兩個(gè)或更多個(gè)時(shí)鐘周期上完成。SRAM在第一個(gè)時(shí)鐘周期

內(nèi)將被要求的地址存放到一個(gè)寄存器中。在第二個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，

SRAM把數(shù)據(jù)傳送給CPU。由于地址已被保存在一個(gè)寄存器中，所

以接下來同步SRAM就可以在CPU讀取前一次請(qǐng)求的數(shù)據(jù)同時(shí)接

收下一個(gè)數(shù)據(jù)地址。這樣，同步SRAM可以不必另花時(shí)間來接收

和譯碼來自芯片集的附加地址，就“噴出”連續(xù)的數(shù)據(jù)元素。優(yōu)

化的響應(yīng)時(shí)間在66MHz總線上可以減小為2-1-1-L

另一種類型的同步SRAM稱為流水線突發(fā)式（pipelinedburst）。

流水線實(shí)際上是增加了一個(gè)用來緩存從內(nèi)存地址讀取的數(shù)據(jù)的

輸出級(jí)，以便能夠快速地訪問從內(nèi)存中讀取的連續(xù)數(shù)據(jù)，而省去

查找內(nèi)存陣列來獲取下一數(shù)據(jù)元素過程中的延遲。流水線對(duì)于順

序訪問模式，如高速緩存的行填充（linefill）最為高效。

什么是ECC內(nèi)存

ECC是ErrorCorrectionCoding或ErrorChechingand

Correcting的縮寫，它代表具有自動(dòng)糾錯(cuò)功能的內(nèi)存。目前的

ECC存儲(chǔ)器一般只能糾正一位二進(jìn)制數(shù)的錯(cuò)誤。Intel公司的

82430HX芯片組可支持ECC內(nèi)存，所以采用82430HX芯片的主板

一般都可以安裝使用ECC內(nèi)存，由于ECC內(nèi)存成本比較高，所以

它主要應(yīng)用在要求系統(tǒng)運(yùn)算可*性比較高的商業(yè)計(jì)算機(jī)中。由于

實(shí)際上存儲(chǔ)器出錯(cuò)的情況不會(huì)經(jīng)常發(fā)生，所以一般的家用計(jì)算機(jī)

不必采用ECC內(nèi)存，還有不少控制電路芯片不能支持ECC內(nèi)存，

所以有不少主機(jī)是不宜安裝ECC內(nèi)存的，用戶應(yīng)注意對(duì)ECC內(nèi)

存不要盲從。

SDRAM能與EDORAM混用嗎

SDRAM是新一代的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，又稱為同步動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器或同步

DRAM。它可以與CPU總線使用同一個(gè)時(shí)鐘，而EDO和FPM存儲(chǔ)

器則與CPU總線是異步的。目前SDRAM存儲(chǔ)器的讀寫周期一般為

5-1-1-1。相比之下，EDO內(nèi)存器一般為6-2-2-2。也就是說，SDRAM

的讀寫周期比EDO少4個(gè)，大約節(jié)省存儲(chǔ)器讀寫時(shí)間28%,但實(shí)

際上由于計(jì)算機(jī)內(nèi)其它設(shè)備的制約，使用SDRAM的計(jì)算機(jī)大約

可提高性能5~10%。雖然有不少主機(jī)支持SDRAM與EDO內(nèi)存混

合安裝方式，但是最好不要混用。原因是多數(shù)SDRAM只能在3.3V

下工作，而EDO內(nèi)存則多數(shù)在5V下工作。雖然主機(jī)板上對(duì)DIMM

和SIMM分別供電，但它們的數(shù)據(jù)線總是要連在一起的，如果

SIMM（72線內(nèi)存）與DIMM（168線SDRAM）混用，盡管開始系統(tǒng)可以

正常工作，但可能在使用一段時(shí)間后，會(huì)造成SDRAM的數(shù)據(jù)輸入

端被損壞。

當(dāng)然，如果你的SDRAM是寬電壓（3V~5V）工作的產(chǎn)品，就不會(huì)出

現(xiàn)這種損壞情況。目前T1和SUMSUNG的某些SDRAM產(chǎn)品支持寬

電壓工作方式，可以與EDO內(nèi)存混用。

高速緩存一Cache介紹Cache的分級(jí)

隨著CPU的速度的加快，它與動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器DRAM配合工作時(shí)往往

需要插入等待狀態(tài)，這樣難以發(fā)揮出CPU的高速度，也難以提高

整機(jī)的性能。如果采用靜態(tài)存儲(chǔ)器，雖可以解決該問題，但SRAM

價(jià)格高。在同樣容量下，SARM的價(jià)格是DRAM的4倍。而且SRAM

體積大，集成度低。為解決這個(gè)問題，在386DX以上的主板中

采用了高速緩沖存儲(chǔ)器一Cache技術(shù)。其基本思想是用少量的

SRAM作為CPU與DRAM存儲(chǔ)系統(tǒng)之間的緩沖區(qū)，即Cache系統(tǒng)。

80486以及更高檔微處理器的一個(gè)顯著特點(diǎn)是處理器芯片內(nèi)集成

了SRAM作為Cache,由于這些Cache裝在芯片內(nèi)，因此稱為片

內(nèi)Cache。486芯片內(nèi)Cache的容量通常為8K。高檔芯片如

Pentium為16KB,PowerPC可達(dá)32KB。Pentium微處理器進(jìn)一步

改進(jìn)片內(nèi)Cache,采用數(shù)據(jù)和雙通道Cache技術(shù)，相對(duì)而言，片

內(nèi)Cache的容量不大，但是非常靈活、方便，極大地提高了微處

理器的性能。片內(nèi)Cache也稱為一級(jí)Cache。由于486,586等

高檔處理器的時(shí)鐘頻率很高，一旦出現(xiàn)一級(jí)Cache未命中的情

況，性能將

明顯惡化。在這種情況下采用的辦法是在處理器芯片之外再加

Cache,稱為二級(jí)Cache。二級(jí)Cache實(shí)際上是CPU和主存之間

的真正緩沖。由于系統(tǒng)板上的響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)低于CPU的速度，如果

沒有二級(jí)Cache就不可能達(dá)到486,586等高檔處理器的理想速

度。二級(jí)Cache的容量通常應(yīng)比一級(jí)Cache大一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。

在系統(tǒng)設(shè)置中，常要求用戶確定二級(jí)Cache是否安裝及尺寸大小

等。二級(jí)Cache的大小一般為128KB、256KB或512KB。在486

以上檔次的微機(jī)中，普遍采用256KB或512KB同步Cache。所謂

同步是指Cache和CPU采用了相同的時(shí)鐘周期，以相同的速度同

步工作。相對(duì)于異步Cache,性能可提高30%以上。

什么是CACHE存儲(chǔ)器

所謂Cache,即高速緩沖存儲(chǔ)器，是位于CPU和主存儲(chǔ)器

DRAM(DynamicRAM)之間的規(guī)模較小的但速度很高的存儲(chǔ)器，通

常由SRAM組成。SRAM(StaticRAM)是靜態(tài)存儲(chǔ)器的英文縮寫。

由于SRAM采用了與制作CPU相同的半導(dǎo)體工藝，因此與動(dòng)態(tài)存

儲(chǔ)器DRAM比較，SRAM的存取速度快，但體積較大，價(jià)格很高。

由于動(dòng)態(tài)RAM組成的主存儲(chǔ)器的讀寫速度低于CPU的速度，而

CPU每執(zhí)行一條指令都要訪問一次或多次主存，所以CPU總是要

處于等待狀態(tài)，嚴(yán)重地降低了系統(tǒng)的效率。采用Cache之后，在

Cache中保存著主存儲(chǔ)器內(nèi)容的部分副本，CPU在讀寫數(shù)據(jù)時(shí)，

首先訪問Cache。由于Cache的速度與CPU相當(dāng)，因此CPU就能

在零等待狀態(tài)下迅速地完成數(shù)據(jù)的讀寫。只有Cache中不含有

CPU所需的數(shù)據(jù)時(shí)，CPU才去訪問主存。CPU在訪問Cache時(shí)找

到所需的數(shù)據(jù)稱為命中，否則稱為未命中。因此，訪問Cache的

命中率則成了提高效率的關(guān)鍵。而提高命中率則取決于Cache存

儲(chǔ)器的映象方式和Cache內(nèi)容替換的算法等一系列因素。

對(duì)內(nèi)存擴(kuò)容時(shí)應(yīng)遵循哪些規(guī)則

對(duì)內(nèi)存擴(kuò)充容量時(shí)，應(yīng)遵循下面的一些規(guī)則：

1.對(duì)大多數(shù)PC機(jī)來說，不能在同一組Bank內(nèi)（每組包括兩到四

個(gè)插座）將不同大小的SIMM條混合在一起。很多PC機(jī)都可安裝

不同容量的SIMM,但裝在PC機(jī)同一組中的所有SIMM必須具有

相同的容量，例如，對(duì)一個(gè)四插槽組來說，PC機(jī)一般既可接受

1MB的SIMM條,也可接受4MB的SIMM條，可在該組的每個(gè)槽

內(nèi)安裝1MBSIMM,則這一組共可容納4MB內(nèi)存。也可在該組每

個(gè)槽內(nèi)安裝4MBSIMM,則這一組共可容納16MB內(nèi)存。但是，不

能為了得到10MB內(nèi)存，在兩個(gè)槽內(nèi)插入1MB的SIMM條，而在另

兩個(gè)槽中插入4MB的SIMM條。

2.對(duì)于很多PC機(jī)來說，若把不同速度的SIMM混合在一起，即使

它們的容量相同也會(huì)帶來麻煩。例如，計(jì)算機(jī)中已有運(yùn)行速度為

60納秒(ns)的4MB內(nèi)存，而文檔中說70ns的SIMM也能工作。

如果在母板的空閑內(nèi)存槽中再插入速度為70ns的SIMM條，機(jī)器

會(huì)拒絕引導(dǎo)或在啟動(dòng)后不久就陷于崩潰。對(duì)于某些機(jī)器來說，若

把速度低的SIMM放至第一組，則可解決速度混合問題。計(jì)算機(jī)

會(huì)按最低速度存取，剩余部分不會(huì)再有用。

3.對(duì)于大多數(shù)PC機(jī)來說，必須將一組的所有插槽都插滿。或者

將一組全部置空(當(dāng)然第一組不行)。在一組中不能只裝一部分。

4.PC機(jī)可接受的SIMM大小有一個(gè)上限(最大值可從PC機(jī)說明書

中找到。若沒有說明書，唯一的方法就是從實(shí)踐中找到最大值

了)。何謂30線、72線、168線內(nèi)存條內(nèi)存條；30線；72線；

168線介紹30線、72線、168線內(nèi)存條的有關(guān)知識(shí)及相互之間

的區(qū)別條形存儲(chǔ)器是把一些存儲(chǔ)器芯片焊在一小條印制電路板

上做成的，即稱之為內(nèi)存條，所謂內(nèi)存條線數(shù)即引腳數(shù)，按引腳

數(shù)不同可把內(nèi)存條分為30線的內(nèi)存條、72線的內(nèi)存條(SIMM,即

SigleiniineMemoryModale)和168線的內(nèi)存條(DIMM,即Double

inlineMemoryModule)o內(nèi)存條的引腳數(shù)必須與主板上內(nèi)存槽

的插腳數(shù)相匹配，內(nèi)存條插槽也有30線、72線和168線三種。

30線內(nèi)存條提供8位有效數(shù)據(jù)位。常見容量有256KB.1MB和4MB。

72線的內(nèi)存條體積稍大，提供32位的有效數(shù)據(jù)位。常見容量有

4MB、8MB、16MB和32MB。按下按鍵你可以看到72線內(nèi)存條的外

觀形狀。168線的內(nèi)存條體積較大，提供64位有效數(shù)據(jù)位。

如何識(shí)別Cache存儲(chǔ)器芯片標(biāo)志

目前微機(jī)系統(tǒng)中，常用的靜態(tài)RAM的容量有8Kx8位(64Kbit)、

32Kx8(256Kbit)位以及64Kx8(512Kbit)位三種芯片，存取時(shí)

間(周期)為15ns到30ns。以上參數(shù)在靜態(tài)SRAM芯片上常標(biāo)注

為:XX64-25(XX65-25)、XX256-15(XX257-15).XX512-15等。

以XX256-15為例，其中“256”表示容量(單位為Kbit),“15”

表示存取時(shí)間(單位為ns)。在表示SRAM存儲(chǔ)器容量的數(shù)值中，

“64”與“65”相同，都表示該芯片的容量為64Kbit,即8KB。

同理，“256”與“257”的含義也相同,即該芯片的容量為32KB。

例如在華碩PVI686SP3主板上使用的SRAM芯片為W24257AK-15,

即該芯片的容量為32Kx8位，存取速度為15ns。

如何用軟件的方法檢測(cè)Cache?

檢測(cè)；高速緩存；Cache介紹用軟件檢測(cè)Cache的方法，主板上

Cache的大小和有無很難用一般方法判斷，尤其是有的主板連

BIOS都被不法經(jīng)銷商修改過以方便作假。486時(shí)代常用的拔插法

現(xiàn)在也不靈了——奔騰主板上很多標(biāo)稱256K的Cache芯片都是

直接SMT（表面安裝）上去的，無法拔插。測(cè)試Cache的軟件確實(shí)

有一些，如CCT等，但普通用戶很難得到這些專業(yè)軟件。

2.分類認(rèn)識(shí)內(nèi)存

內(nèi)存作為微型計(jì)算機(jī)的重要部件之一，已從早期的普通內(nèi)存，發(fā)

展到目前的同步動(dòng)態(tài)內(nèi)存，還有越來越廣泛地應(yīng)用于多媒體領(lǐng)域

的RDRAM與后來的SDRAMII、DDRRAMO

內(nèi)存大致的分類情況如下：

1.FPM（FastPageMode）

FPM（快頁模式）是較早的個(gè)人計(jì)算機(jī)普遍使用的內(nèi)存，它每隔3

個(gè)時(shí)鐘脈沖周期傳送一次數(shù)據(jù)。現(xiàn)在已很少見到使用這種內(nèi)存的

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)了。

2.EDO（ExtendedDataOut）

EDO（擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出）內(nèi)存取消了主板與內(nèi)存兩個(gè)存儲(chǔ)周期之間的

時(shí)間間隔，每隔2個(gè)時(shí)鐘脈沖周期傳輸一次數(shù)據(jù)，大大地縮短了

存取時(shí)間，使存取速度提高30%,達(dá)到60ns。EDO內(nèi)存主要用

于72線的SIMM內(nèi)存條，以及采用EDO內(nèi)存芯片的PCI顯示卡（參

閱本書后面的內(nèi)容）。

注：EDO內(nèi)存條是普通DRAM內(nèi)存的改進(jìn)型，它比普通內(nèi)存提高

速度約10%20%左右。當(dāng)它在完成某一單元信息的讀寫之前，能

提前讀寫下一單元的信息，這樣就提高了內(nèi)存的讀寫速度。但只

是在普通內(nèi)存的基礎(chǔ)上改進(jìn)了它的讀寫方式，但它的讀寫速度卻

仍然不夠快，只能達(dá)到50ns60ns之間。對(duì)于CPU的幾ns的速度

來說，仍然存在著很大的差別。

這種內(nèi)存流行在486以及早期的奔騰計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，它有72線

和168線之分，采用5V電壓，帶寬32bit,可用于IntelFX/VX

芯片組主板上，所以某些使用奔騰100/133的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)目前還

在使用它。不過要注意的是，由于它采用5V電壓，跟下面將要

介紹的SDRAM不同（SDRAM為3.3v）,兩者混合使用時(shí)就會(huì)很容

易會(huì)被燒毀，因此在使用前最好了解一下該主板使用的是3.3v

還是5V電壓。

3.S（Synchronous）DRAM

SDRAM（同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）是目前奔騰計(jì)算機(jī)系統(tǒng)普遍使用

的內(nèi)存形式。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，

與EDO內(nèi)存相比速度能提高50%。

注：SDRAM采用的是新型的64位數(shù)據(jù)讀寫形式，內(nèi)存條的引腳

為168線，采用雙列直插式的DIMM內(nèi)存條，讀寫速度最高達(dá)到

了10ns,是目前最快的內(nèi)存芯片，同時(shí)也是奔騰II和奔騰III

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)首選的內(nèi)存條。

隨著SDRAM的問世，快頁模式(FPM)DRAM被很徹底打入了冷宮。

由于高效內(nèi)存集成電路的出現(xiàn)和為優(yōu)化的奔騰CPU運(yùn)行效能而

設(shè)計(jì)的INTELHX、VX等核心邏輯芯片組的支持，EDODRAM被

廣泛采用了，它采用了一種特殊的內(nèi)存讀出電路控制邏輯，在讀

寫一個(gè)地址單元時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)下一個(gè)連續(xù)地址單元的讀寫周期。

從而節(jié)省了重選地址的時(shí)間，使存儲(chǔ)總線的速率提高到40MHz。

也就是說，因此說與快頁內(nèi)存相比性能提高了將近15%~30%,

而其制造成本卻與之相近，但是也只是輝煌了一時(shí)，面市的時(shí)間

將極為短暫，這是為什么呢？因此不久之后市場(chǎng)上主流CPU的主

頻高達(dá)200MHz以上。為優(yōu)化CPU的運(yùn)行效能，總線時(shí)鐘頻率至

少要達(dá)到66MHz以上，多媒體應(yīng)用程序以及Windows95/97/98

和WindowsNT操作系統(tǒng)對(duì)內(nèi)存的要求也越來越高，為緩解速度

不夠的瓶頸只有采用新的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，否則就不能支持高速總線時(shí)

鐘頻率，而不必于插入指令等待周期，在理論上內(nèi)存的速度需要

與CPU頻率同步，即與CPU共享一個(gè)時(shí)鐘周期的同步動(dòng)態(tài)內(nèi)存

(SynchronousDRAMS),所以SDRAM應(yīng)運(yùn)而生，與其它內(nèi)存結(jié)構(gòu)

相比，性能/價(jià)格比最高，最終取代了它們成為了內(nèi)存發(fā)展一個(gè)

時(shí)期內(nèi)的主流。

SDRAM基于雙存儲(chǔ)體結(jié)構(gòu)，內(nèi)含兩個(gè)交錯(cuò)的存儲(chǔ)陣列，當(dāng)CPU從

一個(gè)存儲(chǔ)體或陣列訪問數(shù)據(jù)時(shí)，另一個(gè)就已為讀寫數(shù)據(jù)做好了準(zhǔn)

備，通過這兩個(gè)存儲(chǔ)陣列的緊密切換，讀取效率就能得到成倍的

提高。SDRAM的速度早就超過了100MHz,存儲(chǔ)時(shí)間達(dá)到5?8ns

毫不費(fèi)力，現(xiàn)在128MB的SDRAM內(nèi)存條也是大量上市，SDRAM

占據(jù)市場(chǎng)的主導(dǎo)地位已是不可否認(rèn)的事實(shí)，其價(jià)格也在大幅下

降。;二二

SDRAM不僅可用作主存，在顯示卡上的內(nèi)存方面也有廣泛應(yīng)用。

對(duì)前者來說，數(shù)據(jù)帶寬越寬，同時(shí)處理的數(shù)據(jù)就越多，顯示的信

息就越多，顯示品質(zhì)也就越高。在此之前的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還用過可

同時(shí)讀寫的雙端口視頻內(nèi)存(VRAM)來提高帶寬，但這種內(nèi)存成本

高，應(yīng)用受很大限制。因此在一般顯示卡上，廉價(jià)的DRAM和高

效的EDODRAM仍然還在應(yīng)用著。但隨著64位顯示卡的上市，帶

寬已擴(kuò)大到EDODRAM所能達(dá)到的帶寬的極限，要達(dá)到更高的1600

x1200的分辨率，而又盡量降低成本，就只能采用頻率達(dá)66MHz、

高帶寬的SDRAM了。SDRAM還應(yīng)用了共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)（UMA）,這在

很大程度上降低了系統(tǒng)成本，因?yàn)樵S多高性能顯示卡價(jià)格高昂，

就是因?yàn)槠鋵Ｓ蔑@示內(nèi)存成本極高所致，而UMA技術(shù)將利用主存

作顯示內(nèi)存，不再需要增加專門顯示內(nèi)存，因而降低了成本。

注：SDRAM與用作Cache的SRAM是兩個(gè)不同的概念，SRAM的全

稱是StaticRAM（靜態(tài)RAM）,速度雖快，但成本高，不適合做主

存。

4.DDRSDRAM（SDRAMII）

DDR（DoubleDataRage雙數(shù)據(jù)率）也就是SDRAMSDRAMH,是

SDRAM的更新?lián)Q代產(chǎn)品，它允許在時(shí)鐘脈沖的上升沿和下降沿傳

輸數(shù)據(jù)，這樣不需要提高時(shí)鐘的頻率就能加倍提高SDRAM的速

度，并具有比SDRAM多一倍的傳輸速率和內(nèi)存帶寬，如64bit內(nèi)

存接口200MHzDDRSDRAM比PCI00SDRAM的內(nèi)存帶寬高一倍,

266MHzDDRSDRAM的內(nèi)存帶寬更是達(dá)到了2.12GB/soDDRSDRAM

比800MHzRDRAM的內(nèi)存帶寬還要高，采用2.5v工作電壓，價(jià)格

也便宜非常多。過去，DDRSDRAM只是應(yīng)用在顯示卡上，現(xiàn)在由

于DDRSDRAM標(biāo)準(zhǔn)已定制好，所以正有許多主板芯片組支持使用

它。不過，第一款支持DDRSDRAM的芯片組并不是Intel推出的。

而是由Micron推出的，其名稱為SamuraiDDR芯片，其性能的

優(yōu)秀性無論是在商業(yè)，還是游戲運(yùn)行方面都趕得上Inteli840

芯片組。但后者提供雙RDRAM通道，可高達(dá)3.2GB/s的內(nèi)存帶

寬，比SamuraiDDR266MHzDDRSDRAM提供的2.12G/秒的內(nèi)

存帶寬高出33%,整體性能也要好一些，這其是因?yàn)镽DRAM的潛

伏等待時(shí)間要比SDRAM長，所以PC133SDRAM（參閱下面的內(nèi)容）

和DDRSDRAM使得RDRAM在低端和高端系統(tǒng)上的優(yōu)勢(shì)全無，而

DDRSDRAM更是成為了市場(chǎng)的主流。如，現(xiàn)代電子出品的64MBDDR

SDRAM在128MB內(nèi)存總線，4Mxl6顆，工作頻率為333MHz,提

供了5.3GB/s的數(shù)據(jù)帶寬，市場(chǎng)前景不用說了，一定會(huì)是不錯(cuò)

的。

5.RDRAM（RambusDRAM）

RDRAM（存儲(chǔ)器總線式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）是Rambus公司開發(fā)的具

有系統(tǒng)帶寬、芯片到芯片接口設(shè)計(jì)的新型DRAM,它能在很高的

頻率范圍下通過一個(gè)簡單的總線傳輸數(shù)據(jù)，同時(shí)使用低電壓信

號(hào)，在高速同步時(shí)鐘脈沖的兩邊沿傳輸數(shù)據(jù)。

6.FlashMemory

FlashMemory（閃速存儲(chǔ)器）是一種新型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，主要特點(diǎn)

是在不加電的情況下長期保持存儲(chǔ)的信息。就其本質(zhì)而言，F(xiàn)lash

Memory屬于EEPROM（電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器）類型