计算机组装与维护第四章.ppt

第4课内存 本课要点具体要求本章导读 本课要点 内存的分类内存的封装方式内存的性能指标内存选购指南 具体要求 了解内存的外观掌握内存的分类了解内存的封装方式掌握内存的性能指标掌握内存的选购 本章导读 内存是计算机运行的核心组件之一 计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的 因此内存对系统的性能和稳定有着非常大的影响 本课将介绍内存的相关知识 包括内存的作用 内存的外观 内存的种类 内存芯片的封装方式对内存性能的影响以及影响内存性能的指标 最后将介绍如何选购内存 4 1内存简介 内存是计算机中重要的部件之一 它是与CPU进行沟通的桥梁 计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的 因此内存的性能对计算机的影响非常大 4 1内存简介 4 1 1内存的作用4 1 2内存的外观4 1 3内存的分类4 1 4内存芯片的封装方式 4 1 1内存的作用 内存 Memory 也被称为内存储器 其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据 以及与硬盘等外部存储器交换的数据 只要计算机在运行中 CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算 当运算完成后CPU再将结果传送出来 内存的运行也决定了计算机的稳定运行 4 1 2内存的外观 内存是由内存芯片 电路板 金手指等部分组成的 内存的几个重要组成部分的作用如下所述 内存芯片 是内存中最重要的元件 用于临时存储数据 电路板 用于承载和焊接内存芯片的PCB板 金手指 是内存与主板进行连接的 通道 内存卡槽 用于将内存固定在内存插槽中 内存缺口 与内存插槽中的防凸起设计配对 防止内存错误插入 内存的外观 4 1 3内存的分类 内存可以按照读写方式的不同和工作方式的不同进行分类 4 1 3内存的分类 1 按读写方式2 按工作方式 1 按读写方式 按照内存的工作原理可将内存分为RAM和ROM两类 1 RAM RandomAccessMemory 随机存取存储器 RAM可以分为两种 一种是DynamicRAM DRAM 动态随机存取存储器 它具有集成度高 结构简单 功耗低以及生产成本低等特点 主要应用在计算机的主存储器中 如内存和显示内存 显存 另 种是StaticRAM SRAM 静态随机存取存储器 其结构相对较复杂 造价高 速度快 所以 般SRAM多应用于高速小容量存储器中 如Cache 在RAM中存储的内容可通过指令随机读写访问 但是RAM中存储的数据在断电时会丢失 因而只能在运行时存储数据 2 ROM ReadOnlyMemory 只读存储器 ROM的特点是价格高 容量小 而且一般只能从中读取信息而不能写入信息 但是ROM保存的数据在断电后可保持不变 因此多用于存放一次性写入的程序或数据 如用于存储主板和显卡BIOS芯片的相关信息 2 按工作方式 根据内存的工作方式 可将内存分为FPMRAM EDORAM SDRAM和DDRSDRAM等几种 1 FPMRAM 快页模式存储器 FPMRAM全称为FastPageModeRAM 是在早期的个人计算机中使用最广泛的内存 它在三个时钟周期才传送一次数据 因此性能较低 现在这种内存已经被市场淘汰 2 EDORAM 扩展数据输出存储器 EDORAM全称为ExtendedDataOutRAM 是486时代以及早期的Pentium个人计算机中常用的一种内存 它的运行速度比FPMRAM快 可在两个时钟周期就传送一次数据 使存取速度提高30 大大提高了计算机的运行效率 不过这种内存现在已经被淘汰 3 SDRAM 同步动态随机存储器 SDRAM SynchronousDynamicRAM 采用一种双存储体结构 它的工作频率与CPU的外频一样 SDRAM内存的规格有PC100 PC133和PC150等 其中的数字表示内存工作的时钟频率 SDRAM内存一般按照其工作频率来命名 SDRAM除了作为内存存储芯片外还可以作为显卡的存储芯片 SDRAM在目前的零售市场中几乎难以看到 更多时候出现在二手市场 SDRAM内存 4 DDRSDRAM 双倍速率同步动态随机存储器 DDRSDRAM DoubleDataRateSDRAM 是在SDRAM内存的基础上发展而来的 一般简称为DDR 其传输速率是同频率SDRAM内存传输速率的两倍 SDRAM内存在每个时钟周期的上升沿传送一次数据 而DDRSDRAM则在时钟周期的上升沿和下降沿各传送一次数据 这样不需要提升时钟的频率就能成倍地提高SDRAM的存取速度 4 DDRSDRAM 双倍速率同步动态随机存储器 DDRSDRAM采用并行数据总线传输方式 其位宽为64bit 工作时的电压为2 5V DDRSDRAM内存具有184pin 而SDRAM却只有168pin 多出的管线主要包含了新的阀门控制 时钟 电源和接地等信号装置 DDRSDRAM都是以内存芯片的工作频率来命名的 如DDR400表示该内存芯片的工作频率为200MHz 由于DDR在时钟周期的上升沿和下降沿都传送数据 因此该内存的实际工作频率为400MHz 于是被称为DDR400 现在市场的主流就是DDR400内存 DDRSDRAM内存 5 DDR2内存 DDR2内存是在DDRSDRAM的基础上发展而来 其最低工作频率为400MHz 还有更高的工作频率 如533MHz 667MHz 800MHz和1000MHz等 DDR2内存采用了240pin的FBGA封装 采用较先进的0 13 m生产工艺 工作电压为1 8V DDR2拥有4到8路脉冲的宽度 并融入了CAS OCD和ODT等新性能指标和中断指令 还提供了4位 8位512MB内存1KB的寻址设置 以及16位512MB内存2KB的寻址设置 此外还包括了4位预取数性能 DDR2内存 6 RDRAM RDRAM全称为RambusDRAM 它是由Rambus公司开发的 是一种具有独特的系统带宽 芯片和芯片接口的新型DRAM 它可以工作在很高的频率下 同时在时钟周期的上升沿和下降沿传输数据 RDRAM需要专用的RIMM插槽和芯片组的支持 而且要求RIMM插槽必须全部插满 否则空余的插槽需插上专用的RDRAM终结器 RDRAM内存在单通道时 800MHz的RDRAM带宽为1 6GB s 若是两个通道同时工作 带宽则可为3 2GB s 若4个通道同时工作 带宽则提升为6 4GB s RDRAM内存 4 1 4内存芯片的封装方式 内存主要由内存芯片和电路板两部分组成 并通过集成电路封装技术将其组成为一根完整的内存条 这种集成电路封装技术就是内存芯片的封装技术 封装可以说是安装半导体集成电路芯片用的外壳 它不仅担任放置 固定 密封 保护芯片和增强导热性能的作用 并且芯片上的焊接点用导线连接到封装外壳的导线上 这些导线又通过印刷电路板上的导线与其他部件建立连接 内存芯片的封装方式可分为以下几类 4 1 4内存芯片的封装方式 1 SOJ封装2 TSOP封装3 Tiny BGA封装4 BLP封装5 CSP封装 1 SOJ封装 SOJ SmallOut LineJ Lead 小尺寸J形引脚封装 是一种较老的封装方式 该封装方式是指内存芯片的两边有一排小的J形引脚 直接附着在印刷电路板的表面 SOJ封装一般用在EDORAM内存上 现在一般很少采用这种封装方式了 2 TSOP封装 TSOP ThinSmallOut LinePackage 薄形小尺寸封装 是大部分SDRAM内存芯片采用的一种封装方式 TSOP封装厚度只有SOJ封装的1 3 TSOP封装在外观上较轻薄 它在封装芯片的周围做出引脚 直接焊在PCB板的表面 焊点和PCB板的接触面积小 使得芯片向PCB板传递热量相对困难 SOJ封装方式的内存芯片和TSOP封装方式的内存芯片 3 Tiny BGA封装 Tiny BGA TinyBallGridArray 小型球栅阵列封装 是Kingmax的专用内存芯片封装技术 可将它视为超小型的BGA封装 使用这种封装方式能减小芯片和整个内存的PCB板面积 Tiny BGA封装的电路连接与传统方式不同 内存芯片和电路板的连接依赖芯片中心位置的细导线 在Tiny BGA封装中 内存颗粒是通过一个个锡球焊接在PCB板上的 由于焊点和PCB的接触面积较大 所以内存芯片在运行中所产生的热量可以很容易地传导到PCB板上并散发出去 4 BLP封装 BLP BottomLeadPackage 底部引脚封装 封装方式是新一代的封装技术 它是在传统封装技术的基础上采用的一种逆向电路 由底部直接伸出引脚 其优点是能节省大约90 的电路 因此大大节约了封装成本 同时使封装尺寸及芯片表面温度大幅下降 与传统的TSOP封装相比 BLP封装的内存颗粒明显要小很多 BLP封装与Kingmax内存的Tiny BGA封装相似 BLP的封装技术使得电阻值大幅下降 芯片温度也大幅下降 工作的频率可达到更高 内存芯片 5 CSP封装 CSP ChipScalePackage 芯片型封装 封装方式是在Tiny BGA基础上发展而来的 CSP封装可以让芯片面积与封装面积之比超过1 0 14 这样内存可以装入更多的芯片 从而增大单位容量 与Tiny BGA封装相比 同等空间下CSP封装可以将存储容量提升3倍 CSP封装不但体积小 同时也更薄 大大提升了内存芯片在长时间运作后的可靠性 线路阻抗显著减小 芯片速度也随之得到大幅度的提升 此外 CSP封装内存芯片的中心导线形式有效地缩短了信号的传导距离 其衰减也随之减少 芯片的抗干扰 抗噪性也能得到大幅度提升 这也使得其存取时间比Tiny BGA封装快15 20 CSP封装方式的内存芯片 4 2内存的性能指标 在选购内存时 不应该只从内存的表面进行辨识 要深入地了解内存的各种特性 内存的性能指标是反映内存性能的重要参数 4 2内存的性能指标 4 2 1容量4 2 2工作电压4 2 3tAC 存取时间 4 2 4运行频率4 2 5延迟4 2 6ECC校验4 2 7数据位宽度和带宽 4 2 1容量 内存容量表示内存可以存放数据的空间大小 其单位有B KB MB和GB等 在286 386和486时代的内存都以KB为单位 通常只有几KB或者几十KB 目前内存大多以MB为单位 市面上常见的内存容量规格为单条128MB 256MB和512MB 也有1GB或2GB的内存 4 2 2工作电压 内存工作时 必须不间断地进行供电 否则将不能保存数据 内存能稳定工作时的电压叫做内存工作电压 SDRAM内存的工作电压为3 3V DDRSDRAM内存的工作电压为2 5V 4 2 3tAC 存取时间 tAC是指当CAS延迟为最大值时的输入时钟值 SDRAM内存PC100规范规定 当CL 3时 tAC不大于6ns 并且还规定某些特殊的内存编号的尾数即为这个值 大多数SDRAM芯片的存取时间为5ns 6ns 7ns 8ns或10ns 而DDRSDRAM芯片的存取时间为5ns 6ns或7ns 4 2 4运行频率 内存的运行频率以MHz为单位 该数字越小则内存芯片的运行频率就越高 4 2 5延迟 延迟CL全称为CASLatency 其中CAS为ColumnAddressStrobe 列地址控制器 它是指纵向地址脉冲的反应时间 是在同一频率下衡量内存好坏的标志 目前DDR266 333内存的CL值有2 5和2 0两种 而DDR400内存的CL值则有2 5和3两种 以DDR333内存为例 当CL的值为2 5时 tCK的数值要小于6ns tAC要小于4ns 对于同一个内存条 当其CL值设置为不同数值时 其tCK值就可能不同 其稳定性与性能都不同 总延迟时间的计算公式为 总延迟时间 系统时钟周期 CL 存取时间 tAC 如果将DDR333的CL值设为2时 则总延迟时间 6ns 2 4ns 16ns 4 2 6ECC校验 ECC校验是一种内存校验技术 目前已被广泛应用于各种服务器和工作站上 ECC校验采用与传统奇偶校验 Parity 类似的检测错误的方法 与传统的奇偶校验又有区别 传统的奇偶校验只能检测出错误的所在 却不能纠正 而ECC校验不但可以检测出错误 还可以纠正错误 ECC校验的纠错功能为服务器和工作站的稳定运行提供了有利条件 这样系统在不中断和不破坏数据传输的情况下可继续运行 可以让系统 感觉 不到错误 4 2 7数据位宽度和带宽 数据位宽度是指内存在一个时钟周期内可以传送的数据的长度 单位为bit 内存带宽则是指内存的数据传输速率 如DDR333内存的数据传输速率为2100MB s 4 3内存选购指南 内存性能的好坏关系着计算机工作的稳定性 因此选购内存时 除了需要考虑内存的容量外 还要考虑内存的质量 4 3内存选购指南 4 3 1知识讲解4 3 2典型案例 4 3 1知识讲解 在选购内存时一般需要注意以下一些问题 4 3 1知识讲解 1 符合主板上的内存插槽要求2 注意内存的做工3 速度的选择4 注意内存的品牌 1 符合主板上的内存插槽要求 不同的主板支持不同的内存 目前主板市场的主流是DDR内存 因此在购买计算机时应该选购DDR内存 如果是升级计算机 就应该先查明主板是支持SDRAM内存还是DDR内存 以及主板所支持内存的最大容量 2 注意内存的做工 内存的做工影响着内存的性能 一般来说 要使内存能稳定工作 要求使用的PCB板层数在6层以上 否则内存在工作时会出现不稳定的情况 3 速度的选择 目前DDR内存的主流都是DDR400 这种类型的内存提供了比较大的带宽 对系统性能的提升也是比较明显的 因此 选购内存时建议选择DDR