第四章 內(nèi)存new.ppt

1、第四章 內(nèi)存,4.1半導(dǎo)體存儲器的工作原理 4.2 內(nèi)存的分類 4.3 內(nèi)存的性能指標(biāo) 4.4主流內(nèi)存及品牌 4.6 內(nèi)存的識別與選購,本章內(nèi)容,內(nèi)存簡介,內(nèi)存是計算機系統(tǒng)中重要的組成部件之一，它采用大規(guī)模以及超大規(guī)模集成電路工藝制造，具有密度大、體積小、重量輕和存取速度快等特點。是CPU與其他設(shè)備溝通的橋梁，主要用來存放數(shù)據(jù)。,內(nèi)存的分類,4.1.2半導(dǎo)體存儲器的分類,1.按制造工藝分 （1）雙極型 （2）MOS型,2.按使用屬性分 （1）隨機存儲器（RAM) SRAM DRAM （2）只讀存儲器（ROM) PROM EPROM EEPROM Flash ROM,（1）RAM,隨機存儲器(R

2、AM):可以隨機讀寫，通電時存儲器內(nèi)的內(nèi)容可以保持，斷電后所存數(shù)據(jù)將全部丟失)。 根據(jù)RAM的制造原理不同，RAM又可分為靜態(tài)隨機存儲器(SRAM：Static RAM)和動態(tài)隨機存儲器(DRAM：Dynamic RAM)兩類。,1）SRAM：運行速度快、集成度低、成本高，容量小，因此多用于CPU的高速緩存存儲器。 2）DRAM：速度比SRAM的速度慢，集成度高、成本低，適合于做大容量儲存器。內(nèi)存條通常就是采用DRAM。,只讀存儲器(ROM)：只能讀出其中存儲的數(shù)據(jù)，不能隨意改變其中的內(nèi)容。主要用于存放不需要經(jīng)常更新的主要信息，例如主板BIOS信息等。根據(jù)把數(shù)據(jù)存入ROM的方式不同，ROM又可

3、分為以下三類：,（2）ROM,1）掩模式ROM：這種存儲器中所存放的數(shù)據(jù)，是在芯片制造過程中寫入的，使用時只能讀出但不能改變。 2）PROM（一次編程只讀存儲器）：此產(chǎn)品在出廠時沒有任何內(nèi)容，用戶可以根據(jù)自己的需要自行寫入需要的程序，一旦信息被寫入便與ROM沒什么區(qū)別。其外觀如圖：,3）多次擦寫可編程的只讀存儲器，這類ROM又可分為以下三種。 EPROM（可擦寫的可編程只讀存儲器）：如果要擦除此存儲器芯片上的內(nèi)容，可以通過紫外線照射該芯片上的透明窗口，其中的內(nèi)容就會消失。然后通過特殊裝置向芯片寫入數(shù)據(jù)，最后用不透明的標(biāo)簽貼住窗口，防止紫外線照射以致數(shù)據(jù)丟失。,EEPROM（電可擦寫的可編程只讀

4、存儲器）：該類只讀存儲器用高出主板正常電壓的方法進行擦寫操作。在一定的電壓條件下可以改寫ROM芯片中的程序或數(shù)據(jù)，但通常是一位一位地寫入數(shù)據(jù)，速度較慢。, Flash ROM（閃速存儲器）：即通常所說的“閃存”，它既有ROM的特點，不加電就可以長期保存信息，又有EEPROM的特點，存取速度快和易擦易寫，功耗很小。由于它的這些特點，Pentium 以上微機的主板BIOS多采用它，使得BIOS升級非常方便。,4.1.4微機中的內(nèi)存,按內(nèi)存的功能分： 1.BIOS存儲器 2.CMOS芯片 3.高速緩沖存儲器（Cache） 4.主存儲器和顯示存儲器,內(nèi)存條的結(jié)構(gòu),內(nèi)存的結(jié)構(gòu),內(nèi)存的封裝,目前內(nèi)存的封裝

5、方式主要有TSOP 、BGA 、CSP 等三種，封裝方式直接影響著內(nèi)存條性能優(yōu)劣。 TSOP封裝：TOSP的特點就是在封裝芯片的周圍做出很多引腳。TSOP 封裝操作方便，可靠性比較高，是目前主流的封裝方式。廣泛應(yīng)用于SDRAM、DDR SDRAM內(nèi)存的制造上。,內(nèi)存的封裝,BGA封裝：球柵陣列封裝，其最大的特點就是芯片的引腳數(shù)目增多了，組裝成品率提高了。采用BGA 封裝可以在內(nèi)存體積不變的情況下將內(nèi)存容量提高二到三倍，與TSOP相比，它具有更小的體積、更好的散熱性能和電性能。 DDR2內(nèi)存均采用FBGA （BGA的改進型）封裝形式。BGA封裝具有芯片面積小的特點，可以減少PCB板的面積，發(fā)熱量

6、也比較小，但是需要專用的焊接設(shè)備，無法手工焊接。而TSOP相對來說工藝比較成熟，成本低，缺點是頻率提升比較困難，體積較大，發(fā)熱量也比BGA大。,內(nèi)存的封裝,CSP封裝：CSP作為新一代封裝方式。CSP封裝不但體積小，同時也更薄，更能提高內(nèi)存芯片長時間運行的可靠性，芯片速度也隨之得到大幅度的提高。目前該封裝方式主要用于高頻DDR 內(nèi)存。,4.2.1 按接口分類,4.2 內(nèi)存的分類,1.SIMM接口內(nèi)存2.DIMM接口內(nèi)存3.RIMM接口內(nèi)存,4.2.2 按主內(nèi)存的引腳線分類,SIMM 30線SIMM 72線,4.2 內(nèi)存的分類,DIMM 168線DIMM 184線（DDR）RIMM 184線,1

7、.FPM(快頁模式)是較早的個人計算機普遍使用的內(nèi)存，它每隔3個時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)存的計算機系統(tǒng)了。,4.2.3按存儲技術(shù)分類,2.EDO(擴展數(shù)據(jù)輸出)內(nèi)存取消了主板與內(nèi)存兩個存儲周期之間的時間間隔，每隔2個時鐘脈沖周期傳輸一次數(shù)據(jù)，大大地縮短了存取時間，使存取速度提高30，達到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。,3.SDRAM(同步動態(tài)隨機存儲器)是目前奔騰計算機系統(tǒng)普遍使用的內(nèi)存形式。其接口為168線的DIMM類型(這種類型接口內(nèi)存插板的兩邊都有數(shù)據(jù)接口觸片)，工作電壓3.3 V。 SDRAM將CPU

8、與RAM通過一個相同的時鐘鎖在一起，使RAM和CPU能夠共享一個時鐘周期，以相同的速度同步工作，它在一個CPU時鐘周期內(nèi)能傳輸一次數(shù)據(jù)。,4.DDR SDRAM DDR就是雙倍數(shù)據(jù)傳輸率（Double Data Rate），DDR SDRAM就是雙倍數(shù)據(jù)傳輸率的SDRAM， DDR內(nèi)存是SDRAM 的升級版本，它是更先進的SDRAM。SDRAM只在時鐘周期的上升沿傳輸指令、地址和數(shù)據(jù)。而DDR SDRAM的數(shù)據(jù)線有特殊的電路，可以讓它在時鐘的上下沿都傳輸數(shù)據(jù)。 DDR SDRAM與普通SDRAM的另一個比較明顯的不同點在于電壓，普通SDRAM的額定電壓為3.3V，而DDR SDRAM則為2.5

9、V。在物理結(jié)構(gòu)上，DDR SDRAM采用采用184針（pin），金手指部分只有一個缺槽。,DDR SDRAM（簡稱DDR） DDR是由JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council，電子元件工業(yè)聯(lián)合會)定義的全新一代DDR內(nèi)存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，與DDR技術(shù)相比，DDR最大的特點就是采用4-bit Prefetch(4位預(yù)取)技術(shù)解決存儲單元內(nèi)部數(shù)據(jù)總線頻率(核心頻率)較低的瓶頸。DDR內(nèi)存的工作原理類似于DDR SDRAM。DDR每個時鐘周期內(nèi)通過總線傳輸4次數(shù)據(jù)，使用多路技術(shù)使得帶寬加倍。,5.RDRAM(Rambus DRAM),RDRAM(存儲器總

10、線式動態(tài)隨機存儲器)是Rambus公司開發(fā)的具有系統(tǒng)帶寬、芯片到芯片接口設(shè)計的新型DRAM，與DDR和SDRAM不同，它采用了串行的數(shù)據(jù)傳輸模式。它能在很高的頻率范圍下通過一個簡單的總線傳輸數(shù)據(jù)，同時使用低電壓信號，在高速同步時鐘脈沖的兩邊沿傳輸數(shù)據(jù)。 RDRAM的數(shù)據(jù)存儲位寬是16位，遠低于DDR和SDRAM的64位。但在頻率方面則遠遠高于二者，可以達到400MHz乃至更高。同樣也是在一個時鐘周期內(nèi)傳輸兩次次數(shù)據(jù)，能夠在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次數(shù)據(jù)，內(nèi)存帶寬能達到1.6Gbyte/s。,4.3 內(nèi)存的性能指標(biāo),1.存取周期:內(nèi)存條的速度一般用存取一次數(shù)據(jù)的時間(單位一般用ns)來作為性

11、能指標(biāo)，時間越短，速度就越快。存儲器進行一次“讀”或“寫”操作所需的時間稱為存儲器的訪問時間（或讀寫時間），而連續(xù)啟動兩次獨立的“讀”或“寫”操作（如連續(xù)的兩次“讀”操作）所需的最短時間，稱為存取周期（或存儲周期）。 2.內(nèi)存的線數(shù)：指引腳數(shù)。要注意CPU的總線位數(shù)與內(nèi)存的有效位數(shù)的匹配。 3.內(nèi)存容量：是指一根內(nèi)存條可以容納的二進制信息量。內(nèi)存的容量越大，所能存放的程序和數(shù)據(jù)就越多，計算機的解題能力就越強。,4.3 內(nèi)存的性能指標(biāo),4.數(shù)據(jù)的寬度和帶寬： 數(shù)據(jù)寬度是指內(nèi)存能夠同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的位數(shù)，以“bit”為單位； 數(shù)據(jù)帶寬是指內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳輸速率，也就是內(nèi)存一次能處理的數(shù)據(jù)寬度。它是衡量內(nèi)

12、存性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，設(shè)內(nèi)存工作時的最大工作頻率為H，內(nèi)存總線的寬度為M，內(nèi)存每時鐘頻率傳輸數(shù)據(jù)的次數(shù)為N，則內(nèi)存的帶寬總量G為：G=HM/8N。 例如DDR 333的帶寬為：166MHz64/82=2656MB/s=2.656GB/s,4.3 內(nèi)存的性能指標(biāo),5.工作電壓：內(nèi)存正常工作所需要的工作電壓，不同類型的內(nèi)存電壓也不同，各有各的規(guī)格，不能超出規(guī)格，否則會損壞內(nèi)存。FPM內(nèi)存和EDO內(nèi)存均使用5V電壓，而SDRAM則使用3.3V電壓。DDR使用2.5v電壓。 6.奇偶校驗：奇偶校驗是最早使用的內(nèi)存軟錯誤的檢測方法。不過，在實際使用中有無奇偶校驗位，對系統(tǒng)性能并沒有什么影響，所以

13、目前大多數(shù)內(nèi)存條上已不再加裝校驗芯片。,4.3 內(nèi)存的性能指標(biāo),7.CAS的延遲時間：指CPU在接到讀取數(shù)據(jù)的 命令后，到實際開始讀出數(shù)據(jù)所需的等待時間。一般為2-3個時鐘周期。 8.存取時間:又稱存儲器訪問時間。就是指從啟動一次存儲器操作到完成該操作所經(jīng)歷的時間。（以納秒為單位）。具體來講，從一次讀操作命令發(fā)出到該操作的完成，將數(shù)據(jù)讀入數(shù)據(jù)緩沖寄存器謂之所經(jīng)歷的時間，即為存儲器存取時間。 9.SPD：（串行存在探測）是一個8針的256字節(jié)EEPROM芯片，一般處在內(nèi)存條正面的右側(cè)，里面記錄了諸如內(nèi)存的速度、容量、電壓與行、列地址、帶寬等參數(shù)信息。 當(dāng)開機時PC的BIOS將自動讀取SPD中記錄

14、的信息，按照讀取的值來設(shè)置內(nèi)存的存取時間。 10.額定可用頻率GUF:將生產(chǎn)廠商給定的最高頻率下調(diào)一些，這樣得到的值稱為額定可用頻率 GUF。如 8ns 的內(nèi)存條，最高可用頻率是 125MHz，那么額定可用頻率（GUF）應(yīng)是 112MHz。最高可用頻率與額定可用頻率（前端系統(tǒng)總線工作頻率）保持一定余量，可最大限度地保證系統(tǒng)穩(wěn)定地工作。,知名內(nèi)存品牌：,金士頓（KINGSTON）,現(xiàn)代（HY/HYUNDAI）,KINGMAX,三星（SAMSUNG）,金邦（WINBOND）,4.4 主流內(nèi)存及品牌,4.4 主流內(nèi)存及品牌,流行內(nèi)存比較:,1、HY DDR400 2、KingSton金士頓 Valu

15、eDDR400,3. Kingmax 2GB DDR2 800 Long-DIMM,4.6 內(nèi)存的識別與選購,4.6.1 內(nèi)存的識別,如何從內(nèi)存顆粒了解內(nèi)存條的性能是識別內(nèi)存質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。,常見內(nèi)存及芯片生產(chǎn)廠家,了解主流內(nèi)存芯片型號的識別法則，在選購內(nèi)存時就能夠正確識別相關(guān)參數(shù)，選擇質(zhì)量好的產(chǎn)品。,第一位：HY代表該產(chǎn)品是現(xiàn)代的產(chǎn)品。 第二位：代表內(nèi)存芯片類型。 第三位：代表內(nèi)存工作電壓。 第四位：代表芯片密度和刷新速度。 第五位：代表芯片輸出的數(shù)據(jù)位寬：40、80、16、32分別代表4位、8位、16位和32位。 第六位：代表BANK數(shù)量：1、2、3分別代表2個、3個、4個和8個Bank，

16、是2的冪次關(guān)系。 第七位：I/0界面，1SSTL-3；2SSTL-2。 第八位：芯片內(nèi)核版本：可以為空白或A、B、C、D等字母，越往后表示越新。 第九位：代表功耗：L=低功耗芯片；空白=普通芯片。 第十位：內(nèi)存芯片封裝形式。 第十一位：代表內(nèi)存工作速度。,內(nèi)存是計算機系統(tǒng)中的重要部件之一，它是影響計算機性能以及穩(wěn)定性的重要因素之一。一般情況下，在選購內(nèi)存時需要充分考慮以下三個因素。 1應(yīng)用 計算機的用途不同，對內(nèi)存容量及性能的要求也不同。如果計算機主要用于文檔處理、編寫程序和上網(wǎng)等普通操作，則內(nèi)存容量并不需要太大，也不需要太高的性能；如果計算機主要用于圖形設(shè)計、玩大型游戲和多媒體制作等則需要較

17、大容量和性能較好的內(nèi)存。,4.6.2 內(nèi)存的選購,內(nèi)存需求參考表,2主板 主板采用的芯片組決定了主板所能支持的內(nèi)存，選購內(nèi)存時必須考慮芯片組所能支持內(nèi)存的類型、最高工作頻率以及最大容量，這些必須匹配，否則內(nèi)存不能插入，也不能正常工作。例如，內(nèi)存的工作頻率高于芯片組所能支持的最大頻率，則會自動降頻限制了內(nèi)存的頻率，并且造成了浪費；如果選用的內(nèi)存容量大于芯片組所能支持的最大內(nèi)存容量，則會使內(nèi)存容量不可識別。 3品牌 現(xiàn)在，在市場上的內(nèi)存品種多樣，良莠不齊，比較知名的品牌有：金士頓、三星、現(xiàn)代、勝創(chuàng)和黑金剛等。它們的價格雖然貴，但性能好，穩(wěn)定性可靠。,4.6.2 內(nèi)存的選購,內(nèi)存條質(zhì)量的鑒別方法：

18、內(nèi)存質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響計算機系統(tǒng)地穩(wěn)定性，因此應(yīng)該掌握一些內(nèi)存的辨別方法。 看品牌： 看PCB 注意芯片的出廠編號 注意做工，防止假冒,一.選擇題,1SDRAM內(nèi)存條上有多少個缺口，DDR內(nèi)存條上有多少個缺口（ ）。 A. 1 1 B. 1 2 C. 2 2D.2 1 2內(nèi)存條屬于下列存儲器中的那種類型（ ）。 A. EPROMB. SRAMC. DRAMD. PROM 3SPD（Serial Presence Detect）是一塊8針的，容量為256B的（ ）。 AEEPROM BEPROM CFlash Memory DPROM 4DDR每個時鐘周期內(nèi)通過總線傳輸多少次數(shù)據(jù)，使用多路技術(shù)使

19、得帶寬加倍。（ ） A1B2C3D4,二.判斷題,1ROM是一種隨機存儲器，它可以分為靜態(tài)存儲器和動態(tài)存儲器兩種。（ ） 2DRAM，即動態(tài)RAM，集成度高，價格低，只可讀不可寫。 （ ） 3選購內(nèi)存時，內(nèi)存的容量、速度、插槽等都是要考慮的因素。 （ ） 4SRAM的讀取速度快、造價昂貴，用作計算機中的高速緩存。DRAM讀寫速度較慢，價格低廉、集成度高，故適宜做大容量“主存”。 （ ）,三.填空題,1RAM一般又可分為兩大類型：_和_。 2內(nèi)存的數(shù)據(jù)帶寬有個確定公式：數(shù)據(jù)帶寬=_ 3目前PC中所用的內(nèi)存主要有_和_兩種類型。 4采用了DDR技術(shù)的SDRAM，與普通SDRAM相比，在同一時鐘周期內(nèi)，DDR SDRAM能傳輸_次數(shù)據(jù)。