第4章 内存储器课件.ppt

2020年2月20日星期四1时21分55秒 第四章内存储器 本章的知识点 了解内存的分类熟悉内存的单位和性能指标熟悉内存的种类了解几种主流内存产品熟悉内存常见故障的处理 2020年2月20日星期四1时21分55秒 第四章内存储器 存储器是计算机的记忆部件 计算机中的全部信息 包括输入的原始数据 计算机程序 中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中 它根据控制器指定的位置存入和取出信息 按照与CPU的接近程度 存储器分为内存储器与外存储器 简称内存与外存 内存储器又常称为主存储器 简称主存 属于主机的组成部分 外存储器又常称为辅助存储器 简称辅存 属于外部设备 CPU不能像访问内存那样 直接访问外存 外存要与CPU或I O设备进行数据传输 必须通过内存进行 2020年2月20日星期四1时21分55秒 第一节内存的分类 内存泛指计算机系统中存放数据与指令的半导体存储单元 包括RAM RandomAccessMemory 随机存取存储器 ROM ReadOnlyMemory 只读存储器 和Cache 高速缓冲存储器 等 人们通常所称的主存储器 又称主存 简称内存 指的是RAM 内存容量的大小主要由它决定 RAM是与CPU直接沟通 并用其存储数据的部件 存放当前正在使用的 即执行中 的数据和程序 它的物理实质就是一组或多组具备数据输入输出和数据存储功能的集成电路 只用于暂时存放程序和数据 一旦关闭电源或发生断电 其中的程序和数据就会丢失 2020年2月20日星期四1时21分55秒 第一节内存的分类 内存主要有以下几种分类方法 一 按内存的工作原理分类1 ROM ReadOnlyMemory 只读存储器 它的特点是只能读出不能写入 ROM通常用于存放固定不变 不需修改而且经常使用的程序 比如BIOS 基本输入输出系统 就存储在ROM中 ROM中的信息是由生产厂家在制造时生成的 在断电时 ROM中的信息不会丢失 ROM又分为一次性写ROM PROM 和可改写ROM EPROM和EEPROM 1 PROM 用户可以用专用的编程器将自己的资料写入 但是这种机会只有一次 一旦写入无法修改 若出错误 已写入的芯片只能报废 2 EPROM 可擦除可编程ROM 芯片可重复擦除和写入 解决了PROM芯片只能写入一次的弊端 EPROM芯片有一个很明显的特征 在其正面的陶瓷封装上 开有一个玻璃窗口 透过该窗口 可以看到其内部的集成电路 紫外线透过该孔照射内部芯片就可以擦除其内的数据 完成芯片擦除的操作要用到EPROM擦除器 EPROM内资料的写入要用专用的编程器 并且往芯片中写内容时必须要加一定的编程电压 VPP 12 24V 随不同的芯片型号而定 2020年2月20日星期四1时21分55秒 第一节内存的分类 3 EEPROM ElectricallyErasableProgrammableROM 电可擦除可编程ROM EEPROM的擦除不需要借助于其它设备 它是以电子信号来修改其内容的 而且是以Byte为最小修改单位 不必将资料全部洗掉才能写入 彻底摆脱了EPROMEraser和编程器的束缚 EEPROM在写入数据时 仍要利用一定的编程电压 用厂商提供的专用刷新程序就可以轻而易举地改写内容 属于双电压芯片 借助于EEPROM芯片的双电压特性 可以使BIOS具有良好的防毒功能 在升级时 把跳线开关打至 ON 的位置 即给芯片加上相应的编程电压 就可以方便地升级 平时使用时 则把跳线开关打至 OFF 的位置 防止CIH类的病毒对BIOS芯片的非法修改 至今仍有不少主板采用EEPROM作为BIOS芯片并作为自己主板的一大特色 闪速存储器 FlashMemory 也是属于EEPROM的一种 它既有ROM的特点 又有很高的存取速度 而且易于擦除和重写 功耗很小 目前其集成度已达4MB 由于FlashMemory的独特优点 如在一些较新的主板上采用FlashROMBIOS 会使得BIOS升级非常方便 2020年2月20日星期四1时21分55秒 第一节内存的分类 2 随机存储器RAM以相同速度高速地 随机地写入和读出数据 写入速度和读出速度可以不同 的一种半导体存储器 简称RAM RAM的优点是存取速度快 读写方便 缺点是数据不能长久保持 断电后自行消失 因此主要用于计算机主存储器等要求快速存储的系统 按工作方式不同 可分为静态和动态两类 1 静态RAM SRAM StaticRAM 静态随机存储器 SRAM 的单元电路是触发器 存入的信息在规定的电源电压下便不会改变 数据不要刷新 不易集成 读写速度快 价格高 用于制作CACHE 2 动态RAM DRAM DynamicRAM 动态随机存储器 DRAM 的单元由一个金属 氧化物 半导体 MOS 电容和一个MOS晶体管构成 数据以电荷形式存放在电容之中 需每隔2 4毫秒对单元电路存储信息重写一次 刷新 数据要不断刷新 易集成 读写速度慢 价格低 用于制作内存 2020年2月20日星期四1时21分55秒 第一节内存的分类 二 按内存的外观分类从外观上看 可以插在主板上的内存条主要有三种 1 单列直插式内存 SIMM 属于计算机早期的内存条 有30线和72线两种 已经淘汰 2 双列直插式内存 DIMM 有分为4种 168线的SDRAM 184线的DDRSDRAM和240线DDR2SDRAM 3 Rambus直插式内存 RIMM 184线的RambusDRAM 2020年2月20日星期四1时21分55秒 第二节内存的单位和性能指标 一 内存的单位在计算机中 内存储器单元的信息都是以电信号的形式存在的 它具有2种稳定状态 即高电平和低电平 用二进制表示 1 和 0 位 bit 是二进制数的最基本单位 也是存储器存储信息的最小单位 字节 Byte 是信息的最小记忆单元 1B 8b 字 Word 是表示CPU一次性处理数据的基本单位 字长是CPU一次性处理数据的位数 一个字是由若干个字节组成 存储体 MemoryBank 是由大量的存储单元的集合组成 每个存储单元又是由若干个记忆单元组成 地址是访问存储单元的唯一标志 每一个存储单元都有唯一的地址与之对应 内存的单位换算 1千字节 KB 210字节 B 1024B1兆字节 MB 210千字节 KB 1吉字节 GB 210兆字节 MB 1特字节 TB 210吉字节 GB 2020年2月20日星期四1时21分55秒 第二节内存的单位和性能指标 二 内存的性能指标1 存取周期把信息代码存入存储器 称为 写 把信息代码从存储器中取出 称为 读 存储器进行一次 读 或 写 操作所需的时间称为存储器的访问时间 或读写时间 而连续启动两次独立的 读 或 写 操作 如连续的两次 读 操作 所需的最短时间 称为存取周期TMC 或存储周期 微型机的内存储器目前都由大规模集成电路制成 其存取周期很短 约为几十到一百纳秒 左右 2 数据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bit为单位 内存的带宽是指内存的数据传输速率 内存带宽的确定方式为 B表示带宽 F表于存储器时钟频率 D表示存储器数据总线位数 则带宽B F D 8 常见133MHz的SDRAM内存的带宽 133MHz 64bit 8 1064MB 秒 2020年2月20日星期四1时21分55秒 第二节内存的单位和性能指标 3 内存的 线 数内存的线数是指内存条与主板接触时接触点的个数 这些接触点就是金手指 有72线 168线和184线 240线等 72线 168线和184线内存条数据宽度分别为8位 32位和64位 4 容量内存容量是指该内存条的存储容量 是内存条的关键性参数 内存容量以MB作为单位 可以简写为M 内存的容量一般都是2的整次方倍 比如27 128MB 28 256MB 29 512MB等 内存容量越大越有利于系统的运行 目前台式机中主流采用的内存容量为256MB或512MB 系统中内存的数量等于插在主板内存插槽上所有内存条容量的总和 内存容量的上限一般由主板芯片组和内存插槽决定 目前多数芯片组可以支持到2GB以上的内存 主流的可以支持到4GB 更高的可以到16GB 5 内存的电压FPM内存和EDO内存均使用5V电压 SDRAM使用3 3V电压 而DDR使用2 5V电压 DDR2使用1 8V电压 DDR3使用1 5V电压在使用中注意主板上的跳线不能设置错 2020年2月20日星期四1时21分55秒 第二节内存的单位和性能指标 6 SPD SerialPresenceDetect串行存在探测 SPD是一个8针256字节的EERROM 可电擦写可编程只读存储器 芯片 位置一般处在内存条正面的右侧 里面记录了诸如内存的速度 容量 电压与行 列地址 带宽等参数信息 当开机时 计算机的BIOS将自动读取SPD中记录的信息 SPD是一组关于内存模组的配置信息 如P Bank数量 电压 行地址 列地址数量 位宽 各种主要操作时序 如CL tRCD tRP tRAS等 它们存放在一个容量为256字节的EEPR ElectricallyErasableProgrammableReadOnlyMemory 电擦除可编程只读存储器 中 实际上在SPD中 JEDEC规定的标准信息只用了128个字节 还有128字节 属于厂商自己的专用区 7 CLCL是CASLatency的缩写 即CAS CodeAccessSecurity 代码访问安全 延迟时间 是指内存纵向地址脉冲的反应时间 是在一定频率下衡量不同规范内存的重要标志之一 对于PC1600和PC2100的内存来说 其规定的CL应该为2 即读取数据的延迟时间是两个时钟周期 也就是说它必须在CL 2R情况下稳定工作 8 系统时钟循环周期Tclk它代表SDRAM所能运行的最大频率 数字越小说明运行的频率就越高 对于PC100SDRAM来说 它芯片上的标识 10 代表了它的运行时钟周期为10ns 即可以在100MHz的外频下正常工作 2020年2月20日星期四1时21分55秒 第二节内存的单位和性能指标 9 存取时间TACtAC是AccessTimefromCLK的缩写 是指最大CAS延迟时的最大数输入时钟 是以纳秒 ns 为单位的 与内存时钟周期是完全不同的概念 虽然都是以纳秒为单位 存取时间 tAC 代表着读取 写入的时间 而时钟频率则代表内存的速度 PC100规范要求在CL 3时tAC不大于6ns 某些内存编号的位数表示的是这个值 目前大多数SDRAM芯片的存取时间为5 6 7 8或10ns 2020年2月20日星期四1时21分55秒 第三节内存条的种类 现在市场上的内存主要有SDRAM RDRAM DDR DDR2 其中SDRAM和RDRAM已渐渐淡出市场 目前 主流的主板支持DDR和DDR2的比较多 DDR有DDR266 DDR333和DDR400几个版本 而DDR2有DDR2533 DDR2667 DDR2800以及最新的DDR21066几个版本 2020年2月20日星期四1时21分55秒 第三节内存条的种类 DDR2是由JEDEC 电子元件工业联合会 定义的全新的下一代DDR内存技术标准 与DDR技术相比 DDR2最大特点是采用4 bitPrefetch技术 DDR2内存cell的工作频率仍然与DDRSDRAM和SDRAM的cell工作频率一样 DDR2与缓冲区连结内存cell的总线带宽是DDR的两倍 这样 当I O缓冲区执行多路技术时 数据沿着一条较宽的总线进入内存cell 然后又通过一条与DDRSDRAM总线位宽相当的总线出来 但它的传输速率却是DDRSDRAM的两倍 这种数据传输方式又叫四位预读取 4bitPrefect 架构 2020年2月20日星期四1时21分55秒 宇瞻512MBDDR400 内存容量512MB 工作频率400MHz 接口类型184PIN 电压2 5V 胜创KINGMAX512MBDDR400 内存容量512MB 工作频率400MHz 接口类型184PIN 电压2 5V CL设置3 威刚VDATA512MBDDR400 内存容量512MB 工作频率400MHz 接口类型184PIN ECC校验否 电压2 5V CL设置2 5 3 3 7 第四节主流内存产品 目前 主流内存条都是DDR和DDR2的 主要产品有金士顿 ADATA威刚 现代 宇瞻 海盗船 胜创 金邦科技 黑金刚 三星等 1 DDR的主流产品 金士顿512MBDDR400 内存容量512MB 工作频率400MHz 接口类型184PIN 封装模式TSOP ECC校验否 电压2 5 CL设置3 现代512MBDDR400 内存容量512MB 工作频率400MHz 接口类型184PIN 封装模式TSOPII ECC校验否 电压2 6V CL设置3 2020年2月20日星期四1时21分55秒 第四节主流内存产品 2 DDR2的主流产品 宇瞻512MBDDR2533 内存容量512MB 工作频率533MHz 接口类型240PIN 封装模式FBGA ECC校验否 电压1 8V CL设置4 4 4 12 海盗船512MBDDR2533 内存容量512MB 工作频率533MHz 接口类型240PIN 封装模式BGA ECC校验否 电压1 8V CL设置4 4 4 12 三星512MBDDR2533 内存容量512MB 工作频率533MHz 接口类型240PIN 封装模式MBGA ECC校验否 电压1 8V CL设置4 金士顿1GBDDR2667 内存容量1024MB 工作频率667MHz 接口类型240PIN 封装模式FBGA ECC校验否 电压1