内部存储器讲义课件

第四章内部存储器本章主要讲述内部存储器的功能、组成、半导体存储器的工作原理，介绍PC机中常用的内存类型。

存储系统概述存储系统是计算机的重要组成部分,用来存储微型计算机工作时使用的信息（程序和数据）的部件，正是因为有了存储器，计算机才有信息记忆功能。计算机的存储器可分为两大类：内部存储器（简称内存或主存）外部存储器（简称外存）计算机工作时，一般先由只读存储器中的引导程序启动系统，再从外存中读取系统程序和应用程序送到内存中运行。

微机存储系统的层次结构

内存的分类ErasableProgrammableROMProgrammableROMElectricallyErasableProgrammableROMROM和RAM按使用技术的不同，内存器件通常可分为:只读存储器ROM

随机存取存储器RAM

两种。ROM和RAMROM中写入输入的数据无法轻易改变，也不会在掉电是丢失，因此常用于存放系统启动程序和启动参数。随机存取存储器RAM是一种易失性存储器，其中的存储的数据会在断电后丢失。和ROM相比，它具有擦写方便，速度快的特点，其读写操作也是均等、随意进行的，不比依赖专用工具和软件。内存的主要技术指标存储容量：存储器可以容纳的二进制信息量称为存储容量。存取周期：两次独立的存取操作之间所需的最短时间称为存储周期。错误校验：内存常用的错误校验方式有Parity(奇偶校验)、ECC(ErrorCheckingandCorrecting)和SPD(SPD(SerialPresenceDetect串行存在探测)。金手指内存脚缺口SPD芯片内存固定缺口内存颗粒内存颗粒空位PCB板图4.1.1内存的基本组成

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，内存条的结构（5）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。

（6）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。内存芯片芯片类型取决于内存芯片的工作方式，常用的内存芯片类型有以下几种：EDODRAMSDRAM-明日黄花RDRAM-昔日贵族

DDRSDRAM-中流砥柱

SDRAM

SDRAM的中文名字是“同步动态随机存储器”，这就是著名的PC100和PC133规范所广泛使用的内存类型，它的带宽为64bit，3.3V电压，最高速度可达5ns。它是与CPU使用相同的时钟频率进行数据交换，它的工作频率是与CPU的外频同步的，不存在延迟或等待时间。

Rambus内存

Rambus内存，也就是RDRAM内存，“接口动态随机存储器”，是由美国Rambus公司研发的高速DRAM技术。它将RISC（精简指令集）引入其中，依靠高时钟频率来简化每个时钟周期的数据量。它具有相对SDRAM较高的工作频率（不低于300MHz），当工作时钟为400MHz时，Rambus利用时钟的上沿和下沿分别传输数据，因此它的数据传输率能达到400x16x2/8=1.6GB/S，若是两个通道，就是3.2GB/S。从技术上看，RDRAM是一种比较先进的内存，但由于工艺复杂，Rambus公司还要收取相应的权利金，导致产品价格过高，最终未能获得厂商的支持，没有流行起来。其它产商根据RDRAM双向脉冲的特点，提出了现在主流的DDRSDRAM。Rambus内存DDRSDRAM内存

DDRSDRAM（DualdaterateSDRSM）：简称DDR，是“双倍速率SDRAM”的意思，由于它可以在时钟触发沿的上、下沿都能进行数据传输，所以即使在133MHz的总线频率下的带宽也能达到2.128GB/S。它仍然可以沿用现有SDRAM的生产体系，制造成本比SDRAM略高一些（约为10%左右），但仍要远小于RAMBUS的价格。两种内存接口类型

SIMM和DIMM是最常用内存接口类型。

SIMM是Single-InLineMemoryMedule的简写，即单边接触内存模组，这是5X86及其较早的PC机中常用的内存接口方式。

DIMM是英语“DualIn－LineMemoryModule”的缩写，双边接触内存模组。也就是说这种类型接口内存的插板两边都有数据接口触片，这种接口模式的内存广泛应用于现在的计算机中。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，最初一次只能传输8bif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有关内存的规范及参数

内存条的数据位

内存条的数据位数是指内存条“金手指”所同时联接的数据总线位数，例如常用的168和184线内存条的数据位宽度都是64位，而586级电脑CPU和内存之间交换数据的数据总线也是64位（不包括ECC校验位），因此电脑使用168或184线的DIMM内存条时可以只装一根，如果使用数据位只有32位的SIMM（72线）内存条时就必须同时安装两根才能使电脑正常工作。

RIMM（RambusDRAM）内存条的数据位只有16位，工作方式与传统的SIMM和DIMM内存不同。使用RIMM内存时主板上内存插槽不能有空槽，如果内存条不够需加装无内存芯片的替代条。

有关内存的规范及参数“CASLatency”参数

在SDRAM内存条中还有一个“CASLatency”参数，它表示电脑对内存发出相关列地址的寻址信号后还需等待多长时间（用工作时钟频率的周期作单位）才能读出数据，因此CASLatency周期数越少越好。CASLatency根据具体内存条的技术规范而定，例如按技术规范要求PC－133内存条的“CASLatency”应该≤3，如果实际使用时可在“CMOS”将内存条的“CASLatency”设为“2”的前提下正常运行则表明该内存条质量不错、超频性能好。内存上应注意的工艺内存芯片PCB印刷电路板-通常采用电气性能更加稳定的6层PCB。金手指-实际上是在一层铜皮上通过特殊工艺再覆上一层金，利用金的不易氧化的特性是铜具有更强的导电性。SPD-具有8个针脚的芯片，容量为256字节。存储为内存预设的参数，以便主板BIOS识别内存的信息。DDR2DDR2内存的基本根本工作原理类似于DDRSDRAM。DDRSDRAM每个时钟周期内可通过总线传输两次数据，而DDR2SDRAM则可以传统4次数据。DDR2使用一样的内存cell，但是使用多路技术使得带宽加倍。DDR2的工作电压从DDR的2.5伏降到1.8伏，具有更快的速度和更低的功耗。主要内存品牌介绍内存品牌主要有Kingston（金士顿）、Kingmax（胜创）、现代（Hynix）、Apacer（宇瞻）、Geil（金邦）等。主要内存品牌介绍2.Apacer宇瞻内存的前身是acer宏基内存，而比Kingston便宜几十元的差价无疑提供了极为出色的性价比。独特的TinyBGA封装是Kingmax内存标志。与传统的TSOP封装相比，T－BGA封装有更好的电器性能，可以应付更高的运行频率。兼容性一直是Kingmax的诟病。GEIL金邦千禧条

独特的TinyBGA封装是Kingmax的一大特色

打开内存双通道？相同的内存才能建立双通道，此外要将内存插入对应的DIMM1+3或2+4时才能真正建立起双通道模式。目前大部分双通道主板将对称的内存插槽以不同的颜色标示出来，用户只要把内存安装在颜色相同的DIMM插槽上即可。但也有个别厂商将同通道的内存槽做成相同的颜色（如IwillP4SE、精英PF1），大家必须牢牢记住，最重要的是插内存的原则和说明书的要求，颜色只是参考。有的主板(nForce2主板)要求不是那么严格，其关键就是要有一根内存插入独立的DIMM1中，其他的内存插入另外一通道的DIMM2或3中，就能进入双通道状态。此外还有一种情况是早期主板上具有两种内存插槽，分别支持SDRAM和DDRSDRAM，这种主板上两种内存插槽的颜色往往也不相同，但两种内存不能同时工作，而且其工作模式也为单通道（支持SDRAM和DDRSDRAM的主板上内存插槽按单通道模式工作MSIK9NU一般来说，当主板安装好双通道内存后，系统就会直接打开双通道内存模式，但为了防止万一，我们最好在BIOS中把双通道模式（DDRDualChannelFunction）选项设为“Enable”两条512MB单纯的提升内存位宽只能在理论测试中占有绝对的优势。在日常应用还是需要增加内存容量来配合，才能发挥优势。对于小内存用户来说，最先考虑的就是增加容量。建议512MB是最低配置；如果经常进行3D游戏和多任务应用等高负荷运算，1GB以上的内存则是比较理想的。在增加容量时，模式的选择还是要根据相应的用途顶多。如果您的爱机是以游戏娱乐为主，大可选择单通道配中高档显卡，已达到最佳性价比；如果您平时要进行大量的多任务处理，双通道大容量内存还是值得升级的。内存常见故障的处理由于内存安装不当或有严重的质量问题往往会导致开机“内存报警”，是内存最常见的故障之一。在开机的时候，听到的不是平时“嘀”的一声，而是“嘀...”响个不停，显示器也没有图像显示。这种故障多数时候是因为电脑的使用环境不好，湿度过大，在长时间使用过程中，内存的金手指表面氧化，造成内存金手指与内存插槽的接触电阻增大，阻碍电流通过而导致内存自检错误。这类内存故障现象比较明显，也很容易通过重新安装或者替换另外的内存条加以确认并解决。启动系统，或运行应用程序时，如果出现系统提示“Memorywrite/readfailure”或“Memoryallocationerror”或“Paritycheckerror”等信息，都属内存出现故障。另外，如果系统无法启动，或启动后立即死机，以及启动后出现花屏和乱码等现象，都有可能是由于内存故障引起的，也应对内存进行仔细分析和检查。系统频繁出现“篮屏死机”和“注册表损坏”错误或者Windows经常自动进入安全模式等。遇到“注册表错误”时，我们可以进入安全模式，在运行中敲入“MSCONFIG”命令，将“启动”项中的ScanRegistry前面的“V”去除，然后再重新启动电脑。如果故障排除，说明该问题真的是由注册表错误引起的；如果故障仍然存在，基本上就可以断定该机器内存有问题，这时需要使用替换法，换上性能良好的内存条检验是否存在同样的故障。有时候，长时间不进行磁盘碎片整理，没有进行错误检查时，也会造成系统错误而提示注册表错误，但对于此类问题在禁止运行ScanRegistry后，系统就可以正常运行，但速度会明显的变慢。解决此类故障除了更换内存条以外，还可以先尝试调整主板BIOS中内存的相关参数。如果内存品质达不到在BIOS中设置的各项指标要求，会使内存工作在非稳定状态下，建议在BIOS中逐项降低CAS、RAS等参数的设置数值。假如您的内存并非名牌优质产品，最好选择默认设置为“SPD”，即“自动侦测模式”。在SPD模式下，系统自动从内存的SPD芯片中获取信息，所以理论上说，此时内存的工作状态是最稳定的。

常见的引起内存故障的原因1.内存条接触不良，可检查主板上内存插槽两端的弹簧卡子是否完好，内存条金属引脚是否有锈斑或其它异物，然后作相应处理。内存的速度与主板的速度不匹配。2.如果使用的内存条的速度较低，则会发生系统不稳定或死机现象。3.内存条特性不良。

有些内存条设计不佳，或使用的材质不良，或工艺有缺陷，尤其是大容量的内存条就会挑主板，挑CPU的品牌，而造成系统不稳。4.不同容量，或不同速度的内存条插入同一个BANK中，造成内存特性不一致，而使系统工作不稳