4-1 内存.ppt

计算机选购与组装 公选 第4章存储设备 计科学院计算机应用系刘波涛 第4章存储设备 1内存2硬盘3移动存储器4光驱驱动器与光盘5本章小结 1内存 存储器是计算机的重要组成部分 按其用途可以分为主存储器和辅助存储器 存储器又称内存储器 简称内存 辅助存储器又称外存 辅助存储器一般包括硬盘 软盘和光盘等 内容 1 1内存的结构1 2内存的发展和分类1 3内存的主要性能指标1 常见内存产品1 5内存选购1 6主流DDR2内存导购 内存主要由3部分组成 即PCB板 内存芯片和SPD芯片 还有外围电子元器件 如电容 电阻等 1 1内存的结构 PCB板 内存的PCB板大多是绿色 深蓝色或者紫色 采用多层设计 4层或6层 金手指 内存条与主板内存插槽接触的部分就是金手指 金手指是铜质导线 容易氧化 可用橡皮擦清理 内存固定卡缺口 主板上的内存插槽会有两个扣具用来牢固地扣住内存 这个缺口便是用于固定内存的内存脚缺口 用来防止内存反插和区分不同的内存条 内存芯片 内存芯片俗称内存颗粒 内存芯片是内存条的关键元件 它的性能决定了内存条的性能 内存的性能 速度 容量都是由内部芯片决定的 不同厂商的内存芯片在速度 性能上也不同 常见的内存芯片有HY 韩国现代 Kingmax 台湾胜创 KingBox 台湾黑金刚 Winbond等 内存颗粒空位 常看到内存条中间有个空位 这是预留了一个内存芯片为其他采用这种封装模式的内存使用的 SPD芯片 是一个八脚的小芯片 它是一个EEPROM可擦写存储器 容量为256个字节 存储信息包括内存的标准工作状态 速度 容量 响应时间等参数 芯片标识 内存条上一般标有芯片标识 通常包括厂商名称 单个芯片容量 芯片类型 工作速度 生产日期 电压 容量系数和一些厂商的特殊标识 1 2内存的发展和分类 直接固化在主板上的内存 在80286主板发布之前 内存并没有被世人所重视 这个时候的内存是直接固化在主板上 而且容量只有64 256KB 对于当时PC所运行的工作程序来说 这种内存的性能以及容量足以满足当时软件程序的处理需要 此时所使用的内存是一块块的IC 要让它能为PC服务 就必须将其焊接到主板上 但这也给后期维护带来的问题 因为一旦某一块内存IC坏了 就必须焊下来才能更换 由于焊接上去的IC不容易取下来 同时加上用户也不具备焊接知识 焊接需要掌握焊接技术 同时风险性也大 这似乎维修起来太麻烦 因此 PC设计人员推出了模块化的条装内存 每一条上集成了多块内存IC 同时在主板上也设计相应的内存插槽 这样内存条就方便随意安装与拆卸了 内存的维修 升级都变得非常简单 这就是内存 条 的来源 开山鼻祖 SIMM内存 在80286主板刚推出的时候 内存条采用了SIMM SingleIn lineMemoryModules 单边接触内存模组 接口 容量为30pin 256kb 必须是由8片数据位和1片校验位组成1个bank 正因如此 我们见到的30pinSIMM一般是四条一起使用 自1982年PC进入民用市场一直到现在 搭配80286处理器的30pinSIMM内存是内存领域的开山鼻祖 30pinSIMM内存 在1988 1990年当中 PC技术迎来另一个发展高峰 也就是386和486时代 此时CPU已经向16bit发展 所以30pinSIMM内存再也无法满足需求 其较低的内存带宽已经成为急待解决的瓶颈 所以此时72pinSIMM内存出现了 如图3 72pinSIMM支持32bit快速页模式内存 内存带宽得以大幅度提升 72pinSIMM内存单条容量一般为512KB 2MB 而且仅要求两条同时使用 由于其与30pinSIMM内存无法兼容 因此这个时候PC业界毅然将30pinSIMM内存淘汰出局了 72pinSIMM内存 徘徊不前 EDODRAM内存 EDODRAM ExtendedDateOutRAM 外扩充数据模式存储器 内存 这是1991年到1995年之间盛行的内存条 EDO RAM同FPDRAM极其相似 它取消了扩展数据输出内存与传输内存两个存储周期之间的时间间隔 在把数据发送给CPU的同时去访问下一个页面 故而速度要比普通DRAM快15 30 工作电压为一般为5V 带宽32bit 速度在40ns以上 其主要应用在当时的486及早期的Pentium电脑上 在1991年到1995年中 让我们看到一个尴尬的情况 那就是这几年内存技术发展比较缓慢 几乎停滞不前 所以我们看到此时EDORAM有72pin和168pin并存的情况 事实上EDO内存也属于72pinSIMM内存的范畴 不过它采用了全新的寻址方式 EDO在成本和容量上有所突破 凭借着制作工艺的飞速发展 此时单条EDO内存的容量已经达到4 16MB 由于Pentium及更高级别的CPU数据总线宽度都是64bit甚至更高 所以EDORAM与FPMRAM都必须成对使用 如图5 不同规格的EDODRAM内存 一代经典 SDRAM内存 自IntelCeleron系列以及AMDK6处理器以及相关的主板芯片组推出后 EDODRAM内存性能再也无法满足需要了 内存技术必须彻底得到个革新才能满足新一代CPU架构的需求 此时内存开始进入比较经典的SDRAM时代 第一代SDRAM内存为PC66规范 但很快由于Intel和AMD的频率之争将CPU外频提升到了100MHz 所以PC66内存很快就被PC100内存取代 接着133MHz外频的PIII以及K7时代的来临 PC133规范也以相同的方式进一步提升SDRAM的整体性能 带宽提高到1GB S以上 由于SDRAM的带宽为64bit 正好对应CPU的64bit数据总线宽度 因此它只需要一条内存便可工作 便捷性进一步提高 在性能方面 由于其输入输出信号保持与系统外频同步 因此速度明显超越EDO内存 PC66SDRAM内存 PC100SDRAM内存 PC133SDRAM内存 PC150SDRAM内存 SDRAM内存由早期的66MHz 发展后来的100MHz 133MHz 尽管没能彻底解决内存带宽的瓶颈问题 但此时CPU超频已经成为DIY用户永恒的话题 所以不少用户将品牌好的PC100品牌内存超频到133MHz使用以获得CPU超频成功 值得一提的是 为了方便一些超频用户需求 市场上出现了一些PC150 PC166规范的内存 曲高和寡 RambusDRAM内存 尽管SDRAMPC133内存的带宽可提高带宽到1064MB S 加上Intel已经开始着手最新的Pentium4计划 所以SDRAMPC133内存不能满足日后的发展需求 此时 Intel为了达到独占市场的目的 与Rambus联合在PC市场推广RambusDRAM内存 称为RDRAM内存 与SDRAM不同的是 其采用了新一代高速简单内存架构 基于一种类RISC ReducedInstructionSetComputing 精简指令集计算机 理论 这个理论可以减少数据的复杂性 使得整个系统性能得到提高 RambusDRAM内存 PC800RambusRDRAM内存 在AMD与Intel的竞争中 这个时候是属于频率竞备时代 所以这个时候CPU的主频在不断提升 Intel为了盖过AMD 推出高频Pentium 以及Pentium4处理器 因此RambusDRAM内存是被Intel看着是未来自己的竞争杀手剑 RambusDRAM内存以高时钟频率来简化每个时钟周期的数据量 因此内存带宽相当出色 如PC10661066MHz32bits带宽可达到4 2GByte sec RambusDRAM曾一度被认为是Pentium4的绝配 尽管如此 RambusRDRAM内存生不逢时 后来依然要被更高速度的DDR 掠夺 其宝座地位 在当时 PC600 PC700的RambusRDRAM内存因出现Intel820芯片组 失误事件 PC800RambusRDRAM因成本过高而让Pentium4平台高高在上 如图11 无法获得大众用户拥戴 种种问题让RambusRDRAM胎死腹中 Rambus曾希望具有更高频率的PC1066规范RDRAM来力挽狂澜 但最终也是拜倒在DDR内存面前 再续经典 DDR内存 DDRSDRAM DualDateRateSDRAM 简称DDR 也就是 双倍速率SDRAM 的意思 DDR可以说是SDRAM的升级版本 DDR在时钟信号上升沿与下降沿各传输一次数据 这使得DDR的数据传输速度为传统SDRAM的两倍 由于仅多采用了下降缘信号 因此并不会造成能耗增加 至于定址与控制信号则与传统SDRAM相同 仅在时钟上升缘传输 DDR内存是作为一种在性能与成本之间折中的解决方案 其目的是迅速建立起牢固的市场空间 继而一步步在频率上高歌猛进 最终弥补内存带宽上的不足 第一代DDR200规范并没有得到普及 第二代PC266DDRSRAM 133MHz时钟 2倍数据传输 266MHz带宽 是由PC133SDRAM内存所衍生出的 它将DDR内存带向第一个高潮 目前还有不少赛扬和AMDK7处理器都在采用DDR266规格的内存 其后来的DDR333内存也属于一种过度 而DDR400内存成为曾经的主流平台选配 双通道DDR400内存已经成为800FSB处理器搭配的基本标准 随后的DDR533规范则成为超频用户的选择对象 DDR266内存 DDR333内存 DDR400内存 DDR533内存 今日主流 DDRII内存 DDR2能够在100MHz的发信频率基础上提供每插脚最少400MB s的带宽 而且其接口将运行于1 8V电压上 从而进一步降低发热量 以便提高频率 此外 DDR2将融入CAS OCD ODT等新性能指标和中断指令 提升内存带宽的利用率 从JEDEC组织者阐述的DDR2标准来看 针对PC等市场的DDR2内存将拥有400 533 667MHz等不同的时钟频率 高端的DDR2内存将拥有800 1000MHz两种频率 DDR II内存将采用200 220 240 针脚的FBGA封装形式 最初的DDR2内存将采用0 13微米的生产工艺 内存颗粒的电压为1 8V 容量密度为512MB DDR2533内存 明日之星 DDR3 DDR3显存可以看作是DDR2的改进版 二者有很多相同之处 例如采用1 8V标准电压 主要采用144Pin球形针脚的FBGA封装方式 不过DDR3核心有所改进 DDR3显存采用0 11微米生产工艺 耗电量较DDR2明显降低 此外 DDR3显存采用了 PseudoOpenDrain 接口技术 只要电压合适 显示芯片可直接支持DDR3显存 当然 显存颗粒较长的延迟时间 CASlatency 一直是高频率显存的一大通病 DDR3也不例外 DDR3的CASlatency为5 6 7 8 相比之下DDR2为3 4 5 客观地说 DDR3相对于DDR2在技术上并无突飞猛进的进步 但DDR3的性能优势仍比较明显 1 功耗和发热量较小 吸取了DDR2的教训 在控制成本的基础上减小了能耗和发热量 使得DDR3更易于被用户和厂家接受 2 工作频率更高 由于能耗降低 DDR3可实现更高的工作频率 在一定程度弥补了延迟时间较长的缺点 同时还可作为显卡的卖点之一 这在搭配DDR3显存的显卡上已有所表现 3 降低显卡整体成本 DDR2显存颗粒规格多为4MX32bit 搭配中高端显卡常用的128MB显存便需8颗 而DDR3显存规格多为8MX32bit 单颗颗粒容量较大 4颗即可构成128MB显存 如此一来 显卡PCB面积可减小 成本得以有效控制 此外 颗粒数减少后 显存功耗也能进一步降低 4 通用性好 相对于DDR变更到DDR2 DDR3对DDR2的兼容性更好 由于针脚 封装等关键特性不变 搭配DDR2的显示核心和公版设计的显卡稍加修改便能采用DDR3显存 这对厂商降低成本大有好处 金士顿2GBDDR3 1 3内存的主要性能指标 内存技术发展的速度之快 容量之大已经远远超过了人们的想象 在衡量内存质量时 一般注意以下几个指标 内存容量内存容量反映内存器存储各种信息的能力 内存容量越大 程序运行的速度就越快 内存容量以字节B Byte 为单位 数据的宽度和带宽内存的数据宽度是指内存同时传输数据的位数 以位为单位 内存的带宽指内存的数据传输速率 系统时钟循环周期 TCK 系统时钟循环周期表示了SDRAM能运行的最大频率 它的数字越小 说明内存芯片所能运行的频率就越高 例如 一块系统时钟的频率为10ns的SDRAM的芯片 它可以运行在100MHz的频率 外频 下 也就是人们常说的PC100 它的芯片上所刻的 10代表其运行的时钟周期为10ns 其外频为100MHz 存取时间 TAC 存取时间代表内存读取数据所延迟的时间 绝大多数SDRAM芯片的存取时间为6 10ns CAS反应时间它是CAS 纵向地址脉冲 的延迟时间 某些SDRAM能够运行在CAS反应时间 CL 2或3模式 也就是说它们读取数据所延迟的时间既可以是两个时钟周期 也可以是3个时钟周期 ECC校验 ErrorCheckingandCorrecting 即错误检查和纠正 与奇偶校验类似 它不但能检测到错误的地方 还可以纠正绝大多数错误 它也是在原来的数据位上外加位来实现的 这些额外的位是用来重建错误数据的 只有经过内存的纠错后 计算机操作指令才可以继续执行 SPD SerialPresenceDetect串行存在探测 在选购168线的SDRAM时 发现有的内存会多一颗小芯片 这就是具备SPD能力的内存 SPD是一个8针的256字节的可擦写可编程只读存储器芯片 其位置一般在内存条正面的右侧 记录着内存的速度 容量 电压与行 列地址带宽等参数信息 当开机时BIOS将自动读取SPD中的信息 如果没有SPD 就容易出现死机和致命错误的现象 它更是识别PC100内存的重要标识和必要条件 1 常见内存产品 在计算机飞速发展的同时 内存也得到飞速的发展 现在的内存市场上的内存产品品种非常多 内存的性能也与日俱增 为了方便大家购买内存 下面主要介绍一些市场主流内存条 Kingston内存Kingston内存在目前的内存市场中占据相当重要的地位 其产品的性价比较高 一直受到广大电脑爱好者的青睐 首先介绍的是其ValueRAM系列的产品 这个系列面向的是追求高性价比的用户 对于系统的长期稳定工作是绝对有保证的 可以说是相当超值的产品 KingstonValueRAMDDR内存 HyperX系列内存则是Kingston面向发烧级游戏玩家们推出的高性能系列内存 这款内存面向的是高端用户 价格比较高 目前HyperX也包括了DDR和DDR2内存 另外也有Registered内存 全部都是面向追求顶级性能的桌面电脑用户 所有HyperX的产品均拥有铝制散热片覆盖在内存颗粒上 而除了Registered内存的散热片为黑色之外 其他HyperX内存的散热片均为蓝色 HyperX内存的命名方式和ValueRAM有所不同 例如KHX3200ULK2 1G K仍然代表Kingston HX则代表HyperX 3200代表的是内存的带宽3200MB s 数字后面如果有D2标识则代表此内存为DDR2内存 否则就是DDR内存 而有UL标识 则代表这是一款超低延时的内存 Ultralowlatency 无论HyperX还是ValueRAM 部分产品的型号中会出现A的标识 代表不同的版本 通常带有A标识为较新版本 HyperXDDR内存 HyperXDDR2内存 HyperXRegistered内存 HyperX双通道套装内存 Apacer 宇瞻 内存 2005年 Apacer内存从市场占有率到市场知名度都大幅提升 成为国内主要的内存模块设备供应商 内存模组已经全面升级为宇瞻金牌内存三系列 经典版 极速版 超频版 Apacer宇瞻也成为广大消费者装机时的首选内存品牌之一 Apacer内存 GeLL 金邦 内存 Gell内存采用Intel原厂六层线路板设计 其稳定度优于四层板设计 并符合IntelPC133的标准 采用BLP BottomLeadPackage 底部导向封装 封装 芯片采用最先进的0 2mm生产工艺制造 运行在最优化状态CL 2 十分稳定 外包装采用全新的小盒包装 另外 由于静电和震动对内存的影响很大 金邦金条采用金黄色的塑料夹 既可以防静电又可以防震 GeLL内存 威刚内存 该系列内存采用红色铝制散热片包装 主要有DDR400 DDR500 DDR566以及DDR2533等型号 威刚的内存产品性价比非常高 红色威龙系列内存产品 以极佳的超频性能 低廉的售价赢得了众多用户的青睐 上面介绍的几种内存是目前市场的主流产品 还有许多内存产品在市场上也比较流行 这里就不一一介绍了 威刚内存 1 5 内存选购 在选购内存时 一般要注意以下几点 1 按需购买选购内存应量力而行 在主流的电脑配机方案中 512MB和1G是两个标准的配置 512MB内存逐渐被淘汰 而1G内存对于现在的电脑配置方案来说 属于普遍的配机方案 它已能满足现今包括网络3D游戏等占用内存比较大的应用程序的运行 所以1G的内存容量是最佳选择 如果需要高级处理 如大型图像处理 在经济宽裕的情况可考虑 G 2 认准内存类型DDR2 SDRAM DDR DDR33 注意Remark市场竞争激烈 不法商贩把低档内存芯片上的标识打磨掉 重新再刻上标识 从而把低档产品当作高档产品卖给用户 这种现象就叫 Remark 从外观上可以看出来 正品的芯片表面一般都很有质感 要么有光泽或荧光感要么就是亚光的 如果觉得芯片的表面色泽不纯甚至比较粗糙 发毛 那么这颗芯片的表面一定是受到了磨损 4 仔细查看电路板电路板的做工要求光洁 色泽均匀 元件焊接要求整齐统一 不允许错位 焊点要均匀有光泽 金手指要光亮 不能有发白或发黑的现象 电路板上应该印刷有厂商的标识 常见的劣质内存经常是芯片标识模糊或混乱 电路板毛糙 金手指色泽晦暗 电容歪歪扭扭如手焊一般 焊点不干净利落 5 售后服务目前我们最常看到的情形是用橡皮筋将内存扎成一捆进行销售 用户得不到完善的咨询和售后服务 也不利于内存品牌形象的维护 目前部分有远见的厂商已经开始完善售后服务渠道 自身拥有完善的销售渠道 切实保障了消费者的权益 选择良好的经销商 一旦购买的产品在质保期内出现质量问题 只需及时去更换即可 1 6主流DDR2内存导购 双面16内存颗粒良好的覆铜效果增强了抗电子干扰能力 微型贴片电容和8PIN电阻排装贴整齐 焊点均匀饱满 容量为1GB 工作频率为DDR2 667 等效于PC2 5300 工作电压1 8V针脚数为240PINDDR2 DIMM接口规范正品提供终身质保 并且是全国联保 金士顿1GBDDR2 667参考报价 135元 6层PCB电路板等效频率为800MHz 时钟频率为400MHz CL值为5 额定电压1 8V 总容量1GB 芯片采用最成熟的80nm工艺制作双面16颗粒 总容量1GByte 正品提供终身质保 并且是全国联保 金士顿DDR2 800参考报价 145元 六层电路板频宽每秒最高可达6 4GB 在双信道的模式下每秒频宽更可高达12 8GB 内存金手指部分润采用化学镀金工艺 金层色泽纯正 具有极好的耐磨和防氧化特性 从而保证内存性能稳定发挥 90nm制造工艺颗粒双面16颗内存颗粒为Apacer 芯片生产日期为07年的第45周 从这个信息可以了解到此内存为宇瞻比较新的一