计算机系统维护第4章计算机内部存储器.ppt

1、计算机系统维护,白乐强,2,第四章 计算机内部存储器,计算机内部存储器 Memory，简称内存 计算机的内部存储区域 以芯片格式和集成电路形式存在 本章内容 4.1 存储器类型 4.2 内存条组成 4.3 常用内存 4.4 内存的选购 4.5 内存优化策略 4.6 内存故障分析与排除 作业 P82 1 思考题：静态何动态内存的区别？ 如何优化内存？,3,4.1 存储器类型,存储器分为两种基本类型 ROM：Read Only Memory RAM：Random Access Memory,4,ROM,数据 是预先记录的只读数据，不能被移动。 特点 ROM 不易于丢失 也就是，不管计算机处于开机还

2、是关机状态，ROM 始终保留其内部内容。 大多数个人计算机的 ROM 较小 主要用于存储一些关键性程序 诸如用来启动计算机的程序BIOS 其他应用 ROM也用于计算器及外围设备 如激光打印机，其字体存储于ROM中,5,RAM,数据 储器中的内容可以以任意顺序存取 读、写和移动 时序存储器设备正好与其形成对比 如磁带、唱片等，其存储介质的机械运动驱使计算机必须以固定顺序存取数据。 应用 RAM 通常负责计算机中主要的存储任务 如数据和程序等动态信息的存储 RAM 的通用格式包括 SRAM（静态 RAM） DRAM（动态 RAM）,6,存储器类型一览表,7,存储器分类图,8,4.2 内存条组成,内

3、存条的组成 SPD (Serial Presence Detect，串行存在检测)芯片 印刷电路板 内存芯片 引脚 SDRAM图例,9,DDR SDRAM构造图,10,SPD,SPD SERIAL PRESENCE DETECT，串行存在检测 保存内存条的配置信息 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） 存放在一个容量为256字节的EEPROM中 128个字节：JEDEC规定的标准信息 128字节：属于厂商自己的专用区 EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only M

4、emory 电擦除可编程只读存储器,11,物理Bank,P-Bank：Physical Bank 传统内存系统为了保证CPU的正常工作，必须一次传输完CPU在一个传输周期内所需要的数据。 CPU在一个传输周期能接受的数据容量就是CPU数据总线的位宽，单位是bit（位）。 物理Bank 控制内存与CPU之间数据交换的北桥芯片的内存总线的数据位宽等同于CPU数据总线的位宽，而这个位宽就称之为物理Bank（Physical Bank，简称P-Bank）的位宽。 内存必须要组织成P-Bank来与CPU进行数据交换 Pentium刚上市时 需要两条72pin的SIMM才能启动，因为一条72pin -SI

5、MM只能提供32bit的位宽，不能满足Pentium的64bit数据总线的需要。 直到168pin-SDRAM DIMM上市后，才可以使用一条内存开机。,12,芯片位宽,内存芯片 有自己的位宽，即每个传输周期能提供的数据量 理论上 完全可以做出一个位宽为64bit的芯片来满足P-Bank的需要，但这对技术的要求很高，在成本和实用性方面也都处于劣势。 所以芯片的位宽一般都较小 台式机市场所用的SDRAM芯片位宽 最高是16bit 常见的则是8bit 为了组成P-Bank所需的位宽，就需要多颗芯片并联工作。 16bit芯片，需要4颗（416bit=64bit） 8bit芯片，需要8颗（48bit=

6、64bit）,13,印刷电路板,电路板的层数 内存条电路板一般都采用多层电路板布线 一般有4层至6层左右 各种内存条的技术规范也对电路板的具体层数作了规定 电路板上的芯片预留位 绝大多数内存条上的芯片数量都是偶数 这是因为内存是按32位（72线）或64位数据总线来设计、安装芯片。 一般情况下电路板安装4片、8片或16片芯片 如果内存条在ECC校验时还将需要一片内存芯片 内存条就必须安装5片、9片芯片 厂家在设计内存条电路板时也考虑到这点，所以芯片数量是偶数的内存电路板上总空有一个芯片安装位。 内存条是否具有ECC校验不能只看芯片数量，而应该通过电脑BIOS自检判断。,14,内存芯片,内存芯片

7、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 芯片类型 第一类：EDO DRAM（数据扩展输出DRAM） 此类芯片组装的内存条使用5V工作电压，存取速度也比较慢 一般应用在486以及型号较老的586或服务器电脑中 现在生产的电脑主板已经不再使用了 第二类是SDRAM（同步DRAM） 使用3.3V的工作电压 特点是工作时钟与CPU外频同步，数据存取速度较快 曾经是电脑主流内存 第三类：RDRAM（Rambus DRAM，使用2.5V工作电压）和VCM（虚拟通道模式DRAM） 这两类内存芯片虽然存取速度比较快 但由于价格偏高、支持的主板少等原因一直没有得到广泛应用。 第四类

8、：DDR SDRAM芯片，使用2.5V的工作电压 利用工作时钟脉冲的上、下沿同时传送数据，传输速率在SDRAM芯片的基础上提高了一倍。 电脑主流内存,15,内存芯片,品牌和型号 芯片在封装后采用激光等方式标记上 品牌、型号和产品序号等 型号 反映芯片的容量、最高工作时钟频率等指标 理论上 可以根据内存条所使用的芯片品牌和型号来判断具体内存条的实际容量和工作频率等指标。 由于各芯片生产厂家的型号标记形式不统一 需在查找相关资料后确认具体指标,16,引脚,内存安装插槽类型 SIMM DIMM RIMM SIMM Single InLine Memory Module 这类安装接口的内存条PCB的金

9、手指有双面30线和双面72线两种 DIMM Dual InLine Memory Module 这种接口的内存条PCB的金手指也有双面168线和双面184线两种 其中168线的用于SDRAM（也有少量EDO DRAM）芯片的内存条 184线的用于即将使用的DDR SDRAM芯片内存条 Rambus Rambus Inline Memory Module SIMM、DIMM和RIMM三种架构内存条 从电路板结构上可以区分,17,SIMM,18,DIMM,19,RIMM,20,4.3 常用内存,SDRAM DDR SDRAM RDRAM VCM SDRAM,21,SDRAM,SDRAM 名称 Sy

10、nchronous Dynamic Random Access Memory 同步动态随机存储器 特性 SDRAM采用3.3v工作电压，带宽64位，SDRAM将CPU与RAM通过一个相同的时钟锁在一起，使RAM和CPU能够共享一个时钟周期，以相同的速度同步工作，与 EDO内存相比速度能提高50。 工作 SDRAM基于双存储体结构，内含两个交错的存储阵列，当CPU从一个存储体或阵列访问数据时，另一个就已为读写数据做好了准备，通过这两个存储阵列的紧密切换，读取效率就能得到成倍的提高。 用途 SDRAM不仅可用作主存，在显示卡上的显存方面也有广泛应用。 SDRAM曾经是长时间使用的主流内存，从430

11、TX芯片组到845芯片组都支持SDRAM。 但随着DDR SDRAM的普及，SDRAM也正在慢慢退出主流市场。,22,DDR SDRAM,DDR SDRAM 名称 Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory 双数据率同步动态随机存储器 特性 DDR SDRAM是SDRAM的更新换代产品，采用2.5v工作电压，它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据，这样不需要提高时钟的频率就能加倍提高SDRAM的速度，并具有比SDRAM多一倍的传输速率和内存带宽， 例如DDR 266与PC 133 SDRAM相比，工作频率同样是133MH

12、z，但内存带宽达到了2.12 GB/s，比PC 133 SDRAM高一倍。 目前主流的芯片组 都支持DDR SDRAM，是目前最常用的内存类型。,23,RDRAM,RDRAM 名称 Rambus Dynamic Random Access Memory 存储器总线式动态随机存储器 特性 能在很高的频率范围下通过一个简单的总线传输数据 使用低电压信号，在高速同步时钟脉冲的两边沿传输数据 用途 最开始支持RDRAM的是英特尔820芯片组，后来又有840，850芯片组等等。 RDRAM最初得到了英特尔的大力支持，但由于其高昂的价格以及Rambus公司的专利许可限制，一直未能成为市场主流，其地位被相对

13、廉价而性能同样出色的DDR SDRAM迅速取代，市场份额很小。,24,VCM SDRAM,VCM SDRAM 名称 Virtual Channel Memory SDRAM 虚拟信道存储器 由来 1999年由于SDRAM在市场上大为缺货，而由日本NEC搭配一些主机板厂商及芯片组 (Chipset)业者，大力推广所谓的VCM模块技术，而为消费者广为接受，日本NEC希望一举将VCM的规格推向工业级标准。,25,VCM SDRAM,特性 VCM内存规格是以SDRAM为基础观念所开发出的新产品，并加强原有的SDRAM功能。 SDRAM须等待中央处理器(CPU)处理完资料或VGA卡处理完资料后，才能完整

14、地送至SDRAM做进一步的处理， VCM的内部区分为16条虚拟信道Virtual Channel），每一个信道都负责一个单独的memory master，因此可以减少内存(Memory)接口的负担，进而增加计算机使用者使用效率。 市场 目前为全球第四大内存模块厂商的宇瞻科技与日本NEC技术合作，在台湾推出以PC133 (PC133) VCM内存模块为设计的笔记型计算机，由于VCM技术可以减少内存接口的负担，以及本身低耗电的特性，相当适合笔记型计算机的运用，品质与一般个人计算机相较之下毫不逊色。,26,4.4 内存的选购,内存的品牌 内存标识 内存速度 内存的PCB 内存的容量 内存的系统需求,

15、27,内存的品牌,28,内存的品牌,29,内存标识,内存芯片的标识中通常包括以下几个内容 厂商名称 单片容量 芯片类型 工作速度 生产日期 电压 容量系数 一些厂商的特殊标识,30,内存标识例,“?xxx64160AT-10” “?”代表的是芯片生产厂商的标志 厂商代号如下：HY（Hyundai现代电子)，AAA(NMB), GM(LG-Semicon), HYB(Siemens西门子), LH(SHARP), KM或M(Samsung三星)，M5M(Hitsubishi)，MB(Fujitsu), MCM(Motorola), MN(Matsushita)，MSM(OKI), MT(Micr

16、on)，TC或TD(Toshiba东芝)，TI(TMS德州仪器)，HM(Hitachi日立)，TM(STI), uPD(NEC)，NN(NPNX)，BM(IBM) xxx代表厂商的内部标识 64是指64Mbit的容量（注意是bit位，而不是Byte字节）,31,内存标识例,“?xxx64160AT-10” 16表示每块小芯片的位数是16位 对于现在64位的总线系统来说，至少需要4片这样的芯片才能构成可用的SIMM内存条。这时候这条由4片小芯片构成的SIMM内存条容量是64Mbit/8*4=32MB，它就是32MB一条的内存。如果SIMM内存条上有8片这样的小芯片，当然就是64MB一条的内存。如

17、果SIMM内存条上只有2片这样的小芯片，就必须要两条SIMM内存条同时使用才能满足总线宽度的要求：16bit*2片*两条=64bit的总线宽度 0表示这是一条SDRAM 通常在“-”前的第一个数字标示的是内存的类型标识 单数是EDO RAM 双数则是SDRAM。 在“-”后的数字表示芯片的系统时钟周期或存取时间。,32,内存速度,时钟频率 它代表了内存所能稳定运行的最大频率 越大越好 存取时间 存取时间代表了读取数据所延迟的时间 越小则越优 CAS的延迟时间 这是指纵向地址脉冲的反应时间，也是在一定频率下衡量支持不同规范的内存的重要标志之一。 用CAS Latency(CL)这个指标来衡量 对

18、于PC100和PC133的内存来说，其规定的CL应该为2（即它读取数据的延迟时间可是是两个时钟周期）。也就是说，它必须在CL=2的情况下在其工作频率下稳定工作。,33,内存的PCB,PCB板 主要由铜皮（覆铜板）和玻璃纤维组成 内存用PCB一般分 四层和六层，也就分别有4层或6层铜皮，铜皮作布线、接插元器件并防静电屏蔽之用，每片铜皮之间填充玻璃纤维。 决定PCB质量优劣的主要因素 铜皮层数（也即PCB板层数） 铜皮层数（也即PCB板层数）越多，电子线路的布线空间会更大，密密麻麻的线路将能得到最优化的布局，这就能有效的减少电磁干扰和不稳定因素。 6层PCB在其他方面都相同的前提下，肯定要比4层P

19、CB稳定的多。 铜皮质量 铜皮的表面越光滑，厚度约均匀对稳定性的贡献越大。 相反，产生很大阻抗，稳定性就不能得到有效保证。 一般来说名厂在铜皮的质量上都有严格的标准，阻抗值不得超过10。,34,内存的容量,主板所能支持内存的最大容量 是指最大能在该主板上插入多大容量的内存条，超过容量的内存条即便插在主板上，主板也无不支持。 主板支持的最大内存容量理论上由芯片组所决定，北桥决定了整个芯片所能支持的最大内存容量。 在实际应用中，主板支持的最大内存容量还受到主板上内存插槽数量的限制，主板制造商出于设计、成本上的需要，可能会在主板上采用较少的内存插槽，此时即便芯片组支持很大的内存容量，但主板上并没有足

20、够的内存插槽供适用，就没法达到理论最大值。 例 KT600北桥最大能支持4GB的内存 但大部分的主板厂商只提供了两个或三个184pin的DDR DIMM内存插槽 其支持最大内存容量就只能达到2GB或3GB。,35,系统需求,36,4.5 内存优化策略,BIOS中的内存优化 操作系统下的内存优化 如何节约内存空间 内存条安装与配置,37,BIOS中的内存优化,Set SDRAM Timing By SPD (根据SPD确定内存时序) 选 Enabled：优质的品牌内存 Disabled：品质一般的兼容内存 SDRAM CAS Latency Time (内存CAS延迟时间) 选 CAS=3：品质

21、一般的兼容内存 CAS=2：品牌内存 SDRAM Cycle Time Tras/Trc(内存Tras/Trc时钟周期) SDRAM RAS Precharge Time(内存行地址选通脉冲预充电时间) Memory Hole At 15M-16M(位于15M16M的内存保留区) System Memory Frequency(系统内存频率) Memory Parity/ECC Check(内存奇偶/ECC校验),38,操作系统下的内存优化,39,操作系统下的内存优化,40,操作系统下的内存优化,41,如何节约内存空间,关闭不需用的窗口 设置虚拟内存 删除Windows自动加载的不需要程序 m

22、sconfig 查杀病毒 利用软件优化内存 内存释放专家(MemEmpty) http:/,42,DDR内存条安装,第一步 安装内存前先要将内存插槽两端的白色卡子向两边扳动，将其打开，这样才能将内存插入。然后再插入内存条，内存条的1个凹槽必须直线对准内存插槽上的1个凸点（隔断）。 第二步 再向下按入内存，在按的时候需要稍稍用力。 第三步 以使紧压内存的两个白色的固定杆确保内存条被固定住，即完成内存的安装。 提示 SDRAM内存的安装和DDR内存的安装基本一样 差别在于SDRAM内存及其插槽上有两个对应缺口。内存的两端各有一个缺口，其正好和内存插槽两端的白色卡子对应，如果内存插到位，该卡子会卡在内存的缺口中。如果内存插到底，两端的卡子还是不能自动合拢，你可用手将其扳到位。,43,DDR内存条安装,44,4.6 内存故障分析与排除,内存与CPU和外部存贮