第四章内部存储器

第4章内部存储器制作人：吕双庆本章要点计算机内存的分类常见内存条的类型从软件角度看内存的划分形式内存的选购及维护计算机的存储器由两大部份组成内存和外存计算机硬盘(或者是软盘和CD–ROM)就像是这个文件柜，桌面就相当于电脑的内存，桌面越大，可以摆放的文件数量就越多，使用者就不必经常打开文件柜抽取或存放文件，这样他的工作效率也就会提高。同理内存越大，计算机的速度也越快。内存的主要作用是用来临时存放数据，再与CPU协调工作，从而提高整机性能。内存作为个人计算机硬件的必要组成部分之一，其地位越来越重要，内存的容量与性能已成为衡量计算机整体性能的一个决定性因素。4.1内存的分类内存是计算机系统中存放数据和指令的半导体存储单元。按工作原理的不同，内存可分为只读存储器ROM(ReadonlyMemory)和随机存储器RAM(RandomAccessMemory)两种。由于RAM是其中最主要的存储器，整个计算机系统的内存容量主要由它的容量决定，所以人们习惯将RAM直接称为内存。1、RAMRAM（RandomAccessMemory）随机存取存储器，用来暂时存放程序和数据。特点：是存储的数据在掉电后会丢失。系统动行时，首先将指令和数据从外部存储器（外存）中调入内存，CPU再从内存中读取指令和数据进行运算，并将运算结果存入内存中。分类：它可分为静态和动态两种。⑴.DRAMDRAM（DynamicRAM）动态随机存取存储器，主要应用在计算机中的主存储器，如内存条由此构成。特点：集成度高、结构简单、功耗低、生产成本低。⑵.SRAMSRAM（StaticRAM）静态随机存取存储器，主要应用在计算机中的高速小容量存储器，如Cache则是由此构成.特点：结构复杂，造价高，速度快、生产成本高。2、ROMROM（ReadOnlyMemory）只读存储器，用来永久存放程序和数据。特点：只能从中读取信息而不能任意写入信息。一般用于保存不可更改的数据，如BIOS。可分为以下三种：⑴.EPROM：可擦可编程只读存储器，芯片上有一个透明窗口。⑵.EEPROM：电可擦可编程只读存储器。⑶.闪速存储器FlashMemory：可以将BIOS存储在其中，当需要时可以利用软件来自动升级和修改BIOS，较为方便。4.2内存的物理结构

内存经过了EDO、SDRAM的发展，现在已经进入DDR的时代。下面就以主流的DDR内存来介绍内存的物理结构。1、PCB板(复合树脂板)内存条的PCB板多数都是绿色的。如今的电路板设计都很精密，所以都采用了多层设计，例如4层或6层等，所以PCB板实际上是分层的，其内部也有金属的布线。理论上6层PCB板比4层PCB板的电气性能要好，性能也较稳定，所以名牌内存多采用6层PCB板制造。因为PCB板制造严密，所以从肉眼上较难分辩PCB板是4层或6层，只能借助一些印在PCB板上的符号或标识来断定。2、金手指这一根根黄色的接触点是内存与主板内存槽接触的部分，数据就是靠它们来传输的，通常称为金手指。金手指是铜质导线，使用时间长就可能有氧化的现象，会影响内存的正常工作，易发生无法开机的故障，所以可以隔一年左右时间用橡皮擦清理一下金手指上的氧化物。3、内存芯片内存芯片又称内存颗粒，它是内存的灵魂所在，内存的性能、速度、容量都是由内存芯片组成的。4、内存颗粒空位在内存条上你可能常看到这样的空位，这是因为采用的封装模式预留了一片内存芯片为其它采用这种封装模式的内存条使用。这块内存条就是使用9片装PCB，预留ECC校验模块位置。5、电阻电阻也是采用贴片式设计，一般好的内存条电阻的分布规划也很整齐合理。6、电容电容采用贴片式电容，因为内存条的体积较小，不可能使用直立式电容，但这种贴片式电容性能一点不差，它为提高内存条的稳定性起了很大作用注：PCB板上必不可少的电子元件就是电容和电阻了，这是为了提高电气性能的需要。7、内存固定卡缺口内存插到主板上后，主板上的内存插槽会有两个夹子牢固的扣住内存，这个缺口便是用于固定内存用的。8、内存脚缺口内存脚上的缺口有两点作用：一是用来防止内存插反的；二是用来区分不同的内存，以前的SDRAM内存条是有两个缺口的，而DDR则只有一个缺口，不能混插。9、SPD(SerialPresenceDetect，串行存在探测)SPD是一个八脚的小芯片，它实际上是一个EEPROM可擦写存储器，容量为256字节，其中保存着内存的标准工作状态、速度、响应时间等信息，以协调计算机系统更好的工作。从PC100时代开始，内存条必须安装SPD，而且主板也可以从SPD中读取到内存的信息，并按SPD的规定来使内存获得最佳的工作环境。4.3常见内存条类型

1、EDO内存EDO（ExtendedDataOutRAM,，扩展数据输出内存），可分为30pin和72pin（pin为线），用5V电压，数据宽度为32Bit，奔腾以上数据宽度都是64Bit甚至更高，所以EDORAM在586主板上必须成对使用。EDO内存2、SDRAM内存SDRAM（SynchronousDynamicRAM，同步动态内存），168pin和144pin（其中144pin用于笔记本），用3.3V电压，其数据宽度为64Bit。其工作原理是将RAM与CPU以相同的频率进行控制，取消了CPU的等待时间提高存取速度。可分为3个阶段：⑴.PC-66规范：主板设计为4个72pin+2个168pin⑵.PC-100规范：主板设计为2-4个168pin⑶.PC-133规范：主板设计为2-4个168pinSDRAM内存3、DDRRAM内存DDRRAM（DoubleDataRageRAM，双倍速率SDRAM），比SDRAM的速度高一倍，工作电压在2.5V，特点是在时钟周期内的上升沿和下降沿各传输一次数据，为184pin。现在主场上以出现了DDRII，DDRII的工作电压由DDR的2.5V下降到了1.8V,184Pin升级为232Pin,内存总线为64位，现在的初期产品运行频率在DDR400～DDR533之间，能达到3.2-4.3GB/秒的带宽DDRRAM内存三星金条

DDRII

4、RDRAMRDRAM（RambusDRAM,存储器总线式动态随机存取存储器），由Rambus公司和Intel公司推出的一种内存规格，184pin，使用2.5V电压，根据速度分600MHz、700MHZ和800MHZ三种，可在单个时钟内的上升沿和下降沿各传输数据。RDRAM内存4.4内存的技术指标与Cache4.4.1内存的技术指标1、ECC校验：在奇偶校验基础上开发的校验，奇偶校验指为了防止内存中的数据传输中发生错误需要对字节中的数据位进行的校验，可找出一位二进制错误但不能更正。ECC可纠正一位二进制错误。SDRAM内存有双面和单面设计每一面有8颗或9颗内存颗粒。2、内存容量：内存所存储数据的最大容量。

3、存取时间TAC：存取数据时的时间，即存储器进行一次完整的存取操作所需要的时间，单位为纳秒。特点：时间越小，速度越快。速度：相应在内存条上标有-6、-7、-8、-10等字样表地速度。4、数据宽度内存的数据宽度是指内存同时传输数据的位数，以位（bit）为单位。内存的带宽指内存的数据传输速率。5．存取周期(TMC)内存的速度用存取周期来表示。读入和写出是存储器的两个基本操作，它指的是将信息在存储器和寄存器之间进行读写。两次独立的存储操作之间所需的最短时间称为存储周期TMC，单位为ns(纳秒)，这个时间越短，存取速度就越快，也就标志着内存的性能越好。目前存储器的存取周期一般为60ns～100ns6．内存的电压早期的FPM内存和EDO内存均使用5V电压，SDRAM内存一般使用3.3V电压，现在使用的DDR和Rambus内存都是2.5V电压。4.4.1CacheCache（高速缓冲存储器），Cache速度与CPU相当，CPU直接访问Cache可从计算机整体提高速度，并具有预测功能。计算机中运行速度的由快到慢为：CPU——CPU内部L1Cache——CPU内部L2Cache——主板上的Cache——内存——硬盘中的Cache（光盘中的Cache）——硬盘中的数据（光盘中的数据）。容量分别为：L1Cache：16KB----64KB，甚至达到512KB；L2Cache：128KB----512KB，甚至达到8M；主板上Cache：512KB----1MB；硬盘上：128KB----4MB；CDROM：64KB----256KB，甚至达到512KB。4.5从软件角度看内存从软件角度看，内存可以分为常规内存、上位内存等，形式具体如下：1、常规内存只有640K又称低端内存、基本内存、自由内存，即0—640KB2、上位内存UMA指系统内存中第一个1M字节中保留的384K部分又称上端内存、保留内存或适配器内存，即640K—1024K。3、扩展内存XMS是1MB以上的所有内存4、高端内存区HMA是1024---1088KB之间的空间的64KB（作为单独的存储块处理，不能分割共享，只能调入一个单独的程序）5、扩充内存在扩展内存中展开的16KB或64KB的空间6、映射内存（SHADOWRAM）也称影子内存是为提高系统效率而采用的一种专门技术，是将主板上的系统ROMBIOS和适配卡上的视频ROMBIOS中的程序拷贝到上位内存的部分空间。7、虚拟内存是在真实内存不够用时用硬盘来充当内存的一种方法。常规内存640K上们内存384K高端内存64K1M以上扩展内存扩充内存0KB640KB1024KB1088KB4.5内存的选购在电脑DIY的时代，内存已成为影响电脑系统性能的一个主要原因。所以选购内存时首先要考虑的是内存的种类和容量，这也是电脑性能稳定的一个根本原因之一。在目前，普通的消费者几乎没有理由不选择DDR。内存的容量对系统性能的影响很大，256MB内存的电脑明显比128MB内存的电脑快，这应该是有目共睹的。内存容量可谓多多益善，但价格也更高。在确定要购买内存和种类和容量后，就可以试着到电脑市场上进行选购了。4.6.1细挑内存颗粒在选购内存时必须仔细查对内存编号以选择性能尽可能好的内存。1、认准类型2、芯片的品牌3、芯片的品质⑴.小心次品⑵.警惕Remark4.6.2内存芯片编号HYXXXXXXXXXXXXXXX⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾其中⑴：代表现代电子产品⑵：代表产品的芯片类型，57为SDRAM，5D为DDR⑶：代表电压，V为3.3V，U为2.5V，空白为5V⑷：代表内存容量和刷新，64为64MB（4K刷新）；65为64MB（8K刷新）；28为128MB（4K刷新）；56为256MB（8K刷新）。说明⑸：代表数据位带宽（bit）,4为4位；8为8位；16为16位；3