南京新华电脑专修学院硬件维修课件-内存.ppt

第三讲 内存,内存的存储原理 内存的分类 内存的性能指标 内存的接口标准与其他技术 内存的识别与选购,一、内存的存储原理,1、概述 内存一般指的是随机存储器，简称RAM。静态内存（SRAM）是用做系统的高速缓存，电脑内存指的是动态内存，即DRAM。除此之外，还有各种用途的内存，如显卡使用的VRAM，存储系统设置信息的CMOS RAM等。 2、内存的存储原理 内存是计算机中临时存储区，可以被CPU直接读取和写入。它是通过不断刷新自身存储单元中的电荷来实现与CPU的信息调用与更新。,二、内存的分类 内存可按功能的不同分为只读存储器ROM（Read Only Memory）、可擦可编程只读存储器EPROM（Erasable Programmable ROM）和随机存取存储器RAM （Random Access Memory） 1、只读存储器 只读存储器中的数据只能被读出，而不能被用户修改和删除。用于存放固定的程序，如早期的主板BIOS、监控程序等。它的特点是只能读不能写，即它存储的内容不会被改写，并且关机后也不会丢失。因此ROM被用来存放开机就要首先执行的BIOS程序。,2、随机存取存储器 主存，其中的数据可以随时改写，不过在断电后，数据会丢失。 分为静态存储器和动态存储器。 动态RAM比静态RAM集成度高、功耗低，因此成本比较低，适用于作大容量存储器。 如：高速缓存（Cache）使用静态RAM，动态RAM需要设置刷新电路。,内存按技术规格划分可分为： EDO内存、SDRAM、DDR、Rambus 1、EDO内存：全称（Extended Data Out）外扩充数据模式存储器.这种内存主要用于古老的MMX和486机型上面，也有部分厂家在PII的笔记本电脑中仍然使用EDO内存，这种EDO单条最高容量只有64M，而且由于EDO内存的工作电压为5V和现在常用的SDRAM的3.3V相比更费电一些，所以很快就被SDRAM内存所取代。,EDO DRAM内存条,2、SDRAM: Synchronous DRAM 是一种新的DRAM架构的技术；它运用晶片内的clock使输入及输出能同步进行。所谓clock同步是指记忆体时脉与CPU的时脉能同步存取资料。SDRAM节省执行指令及数据传输的时间，故可提升计算机效率。 SDRAM的接口方式为168线，金手指处有两个缺口。,SDRAM内存条,3、DDR内存：（Double Date DRAM)， DDR是一种新诞生的内存技术，即双速率的DRAM，顾名思义，就是双数据传输模式。之所以称其为“双”，也就意味着有“单”，我们日常所使用的SDRAM都是“单数据传输模式”，这种内存的特性是在一个内存时钟周期中，在一个方波上升沿时进行一次操作（读或写）。,而DDR则引用了一种新的设计，其在一个内存时钟周期中，在方波上升沿时进行一次操作，在方波的下降沿时也做一次操作，之所以在一个时钟周期中，DDR则可以完成SDR两个周期才能完成的任务，所以理论上同速率的DDR内存与SDR内存相比，性能要超出一倍，可以简单理解为100MHZ DDR=200MHZ SDR。,DDR内存条,DDR内存采用184线结构，DDR内存不向后兼容SDRAM，要求专为DDR设计的主板与系统，如下图：,DDR II 新一代内存标准，其最小带宽为DDR的两倍，实际工作时钟频率最高 可达800MHZ（目前甚至可达1066MHZ）。工作电压也降至1.8V， 采用FBGA技术封装。 DDR III 最新一代内存技术，其最高工作频率可达2000MHZ（目前主流为1333MHZ和1600MHZ），工作电压更是 降至1.5V。,4、Rambus内存 是美国的RAMBUS公司开发的一种内存。与DDR和SDRAM不同，它采用了串行的数据传输模式。,是一种高性能、芯片对芯片接口技术的新一代存储产品，它使得新一代的处理器可以发挥出最佳的功能。目前，RAMBUS 内存可提供600、800和1066MHz三种速度，目前主要有64M，128M，256M，512M四种规格。RAMBUS Inc宣称这种新的技术能够提供十倍于普通DRAM和三倍于PC100 SDRAM的性能，单根的RAMBUS DRAM，即RDRAM，是DDR400内存的2倍左右 同时 在时钟频率速度上也远超同类内存，并且每条Rambus 内存模组均有金属防护罩，可以有效防止静电和灰尘对内存造成损伤.最大带宽达1.6GB /秒,有多个高性能、大带宽的通道,RDRAM 提供更高、更有效的带宽 缺点：使用起来非常不方便，必须成对使用（单条不能用）而且使用RAMBUS内存的时候所有的空插口必须屏蔽掉。还有发热量非常大（工作电压为2.5V），所以被intel放弃。,三、内存的性能指标,1、内存的容量 内存的容量是指内存的总大小，是存储器可以容纳的二进制信息量，单位MB，常见的DDR技术内存条容量以1GB和2GB居多。显示内存通常为128、256、512和1GB。,2内存速度 常用内存芯片的速度为几十nS到几个nS，显然数值越小速度越快。内存总线的速度是指CPU到内存之间的总线速度，由总线工作时钟决定，如33MHz、66MHz、100MHz和133MHz等，显然数值越大速度约快。所谓PC-100和PC-133的SDRAM内存条，就是指分别满足100MHz和133MHz总线的内存。由于频率和周期互为倒数，10nS和7.5nS的内存应分别对应于100MHz和133MHz总线时钟。,3、CL（CAS Latency） 为CAS（Column Address Strobe，列地址控制器）的延迟时间，在一定频率下衡量不同规范内存的重要标志之一。 延迟时间用公式来计算：总延迟时间=系统时钟周期CL模式数+存取时间,4奇偶校验 奇偶校验就是在每一字节（8位）之外又增加了一位作为错误检测位。在某字节中存储数据之后，在其8个位上存储的数据是固定的，因为位只能有两种状态1或0，假设存储的数据用位标示为1、1、1、0、0、1、0、1，那么把每个位相加（111001015），结果是奇数。对于偶校验，校验位就定义为1，反之则为0；对于奇校验，则相反。当CPU读取存储的数据时，它会再次把前8位中存储的数据相加，计算结果是否与校验位相一致。从而一定程度上能检测出内存错误，奇偶校验只能检测出错误而无法对其进行修正，同时虽然双位同时发生错误的概率相当低，但奇偶校验却无法检测出双位错误。,5ECC ECC（Error Checking and Correcting，错误检查和纠正）内存，它同样也是在数据位上额外的位存储一个用数据加密的代码。当数据被写入内存，相应的ECC代码与此同时也被保存下来。当重新读回刚才存储的数据时，保存下来的ECC代码就会和读数据时产生的ECC代码做比较。如果两个代码不相同，他们则会被解码，以确定数据中的那一位是不正确的。然后这一错误位会被抛弃，内存控制器则会释放出正确的数据。被纠正的数据很少会被放回内存。假如相同的错误数据再次被读出，则纠正过程再次被执行。重写数据会增加处理过程的开销，这样则会导致系统性能的明显降低。如果是随机事件而非内存的缺点产生的错误，则这一内存地址的错误数据会被再次写入的其他数据所取代。,6、数据位宽度和数据带宽 数据位宽指内存同时传输数据的位数，以“位”为单位，如DDR的数据位宽度为64Bit。 数据带宽是指内存的数据传输速率，指每秒可以传输的数据量。以DDR内存为例，数据带度为（总线频率2） 64/8。DDR400总线频率为200MHZ，则数据 带宽为3200MB/s，即3.2GB/s。,7、内存的电压 内存正常工作所需要的电压值，不同类型的内存电压也不同，但各自均有自己的规格，超出其规格，容易造成内存损坏。SDRAM内存一般工作电压都在3.3伏左右，上下浮动额度不超过0.3伏；DDR SDRAM内存一般工作电压都在2.5伏左右，上下浮动额度不超过0.2伏；而DDR2 SDRAM内存的工作电压一般在1.8V左右。具体到每种品牌、每种型号的内存，则要看厂家了，但都会遵循SDRAM内存3.3伏、DDR SDRAM内存2.5伏、DDR2 SDRAM内存1.8伏的基本要求，在允许的范围内浮动。,8、单通道与双通道 普通的单通道内存系统具有一个64位的内存控制器，而双通道内存系统则有2个64位的内存控制器，在双通道模式下具有128bit的内存位宽，从而在理论上把内存带宽提高一倍。虽然双64位内存体系所提供的带宽等同于一个128位内存体系所提供的带宽，但是二者所达到效果却是不同的。双通道体系包含了两个独立的、具备互补性的智能内存控制器，理论上来说，两个内存控制器都能够在彼此间零延迟的情况下同时运作。,支持双通道DDR内存技术的台式机芯片组，英特尔平台方面有英特尔的865P/865G/865GV/865PE/875P以及之后的915/925系列；VIA的PT880，ATI的Radeon 9100 IGP系列，SIS的SIIS 655，SIS 655FX和SIS 655TX；AMD平台方面则有VIA的KT880，NVIDIA的nForce2 Ultra 400，nForce2 IGP，nForce2 SPP及其以后的芯片。,四、内存的接口标准 接口类型是根据内存条金手指上导电触片的数量来划分的，金手指上的导电触片也习惯称为针脚数（Pin）。因为不同的内存采用的接口类型各不相同，而每种接口类型所采用的针脚数各不相同。笔记本内存一般采用144Pin、200Pin接口；台式机内存则基本使用168Pin和184Pin接口。对应于内存所采用的不同的针脚数，内存插槽类型也各不相同。目前台式机系统主要有SIMM、DIMM和RIMM三种类型的内存插槽，而笔记本内存插槽则是在SIMM和DIMM插槽基础上发展而来，基本原理并没有变化，只是在针脚数上略有改变。,1、内存插槽（内存接口标准） 最初的计算机系统通过单独的芯片安装内存，那时内存芯片都采用DIP（Dual in-line Package，双列直插式封装）封装，DIP芯片是通过安装在插在总线插槽里的内存卡与系统连接，此时还没有正式的内存插槽。DIP芯片有个最大的问题就在于安装起来很麻烦，而且随着时间的增加，由于系统温度的反复变化，它会逐渐从插槽里偏移出来。随着每日频繁的计算机启动和关闭，芯片不断被加热和冷却，慢慢地芯片会偏离出插槽。最终导致接触不好，产生内存错误。,SIMM（Single Inline Memory Module，单内联内存模块） 内存条通过金手指与主板连接，内存条正反两面都带有金手指。金手指可以在两面提供不同的信号，也可以提供相同的信号。SIMM就是一种两侧金手指都提供相同信号的内存结构，它多用于早期的FPM和EDD DRAM，最初一次只能传输8bit数据，后来逐渐发展出16bit、32bit的SIMM模组，其中8bit和16bitSIMM使用30pin接口，32bit的则使用72pin接口。在内存发展进入SDRAM时代后，SIMM逐渐被DIMM技术取代。,DIMM（Dual Inline Memory，双内联内存模块） DIMM与SIMM相当类似，不同的只是DIMM的金手指两端不像SIMM那样是互通的，它们各自独立传输信号，因此可以满足更多数据信号的传送需要。同样采用DIMM，SDRAM 的接口与DDR内存的接口也略有不同，SDRAM DIMM为168Pin DIMM结构，金手指每面为84Pin，金手指上有两个卡口，用来避免插入插槽时，错误将内存反向插入而导致烧毁；DDR DIMM则采用184Pin DIMM结构，金手指每面有92Pin，金手指上只有一个卡口。卡口数量的不同，是二者最为明显的区别。DDR2 DIMM为240pin DIMM结构，金手指每面有120Pin，与DDR DIMM一样金手指上也只有一个卡口，但是卡口的位置与DDR DIMM稍微有一些不同，因此DDR内存是插不进DDR2 DIMM的，同理DDR2内存也是插不进DDR DIMM的，因此在一些同时具有DDR DIMM和DDR2 DIMM的主板上，不会出现将内存插错插槽的问题。,168针DIMM 插槽,184针DIMM插槽,240线 DIMM内存插槽,RIMM RIMM是Rambus公司生产的RDRAM内存所采用的接口类型，RIMM内存与DIMM的外型尺寸差不多，金手指同样也是双面的。RIMM有也184 Pin的针脚，在金手指的中间部分有两个靠的很近的卡口。RIMM非ECC版有16位数据宽度，ECC版则都是18位宽。由于RDRAM内存较高的价格，此类内存在DIY市场很少见到，RIMM接口也就难得一见了。,2、金手指 金手指（connecting finger）是内存条上与内存插槽之间的连接部件，所有的信号都是通过金手指进行传送的。金手指由众多金黄色的导电触片组成，因其表面镀金而且导电触片排列如手指状，所以称为“金手指”。金手指实际上是在覆铜板上通过特殊工艺再覆上一层金，因为金的抗氧化性极强，而且传导性也很强。不过因为金昂贵的价格，目前较多的内存都采用镀锡来代替，从上个世纪90年代开始锡材料就开始普及，目前主板、内存和显卡等设备的“金手指”几乎都是采用的锡材料，只有部分高性能服务器/工作站的配件接触点才会继续采用镀金的做法，价格自然不菲。,内存金手指,内存处理单元的所有数据流、电子流正是通过金手指与内存插槽的接触与PC系统进行交换，是内存的输出输入端口，因此其制作工艺对于内存连接显得相当重要。,不同针脚DIMM接口对比,3、笔记本内存规格 为了满足笔记本电脑对内存尺寸的要求，SO-DIMM（Small Outline DIMM Module）也开发了出来，它的尺寸比标准的DIMM要小很多，而且引脚数也不相同。同样SO-DIMM也根据SDRAM和DDR内存规格不同而不同，SDRAM的SO-DIMM只有144pin引脚，而DDR的SO-DIMM拥有20