第4章__内存.ppt

1、第4章 内 存,掌握内存的分类、内存的单位、内存的结构和主要技术参数; 熟练掌握内存条的安装及拆卸，了解测试软件CPU-Z的使用。,本章内容,存储器的逻辑结构示意图,4.1 内存的分类,4.1.1 按内存的工作原理分类 按内存的工作原理分为ROM和RAM。 1. ROM：是一种不靠电源保持信息，只能读取，不能随意改变内容的存储器。根据把数据存入ROM的方式不同，ROM分为以下四类。 (1) ROM（掩模式只读存储器） 生产厂一次性写入 ，批量大、价低、可靠 (2) PROM（Programmable ROM，一次编程只读存储器） PROM芯片的外观，如图4-1所示。 用户一次性写入，批量小。,

2、图4-1 PROM芯片,(3) 多次改写可编程的只读存储器,这类ROM有三种。 EPROM（Erasable Programmable ROM，可擦编程只读存储器）：EPROM芯片上有一个透明窗口，紫外擦除，编程器写入，适于科研。 其外观如图4-2所示。,图4-2 EPROM芯片, EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM，电可擦除可编程只读存储器）：早期用作主板BIOS EEPROM的容量一般为512Kbit1Mbit，12V高电压擦写，跳线保护写入引脚。其外观如图4-3所示。,图4-3 EEPROM芯片, Flash Memory（闪速存储

3、器）：一种即使关闭电源仍能保存信息的快速记忆体。用作主板上的BIOS、USB优盘上的存储芯片，不改变写入电压，可实现在线编程。 如图4-4所示。,图4-4 Flash Memory芯片,2. RAM,根据其制造原理不同，它分为SRAM静态随机存储器和DRAM动态随机存储器两种，现在的RAM多为MOS型半导体电路 。 (1) SRAM（Static RAM，静态随机存储器）双稳电路，速度快、成本高、容量小，适合做高速Cache 。 (2) DRAM（Dynamic RAM，动态随机存储器）晶体管+电容，需刷新(充电)保持信息。速度稍慢，集成度高，成本低适合做主存。,六管静态RAM基本存储电路单元

4、,读、写操作必须X、Y译码线均为1，使T5T8导通； 读：A点电位通过T5、T7到I/O输出； B点电位反相输出； 写1：I/O=1A=1(短时) T4导通 B=0 T3截止 A=1(保持)。 写0：I/O=0A=0(短时) T4截止 B=1 T3导通 A=0(保持)。,单管动态RAM的存储单元,读、写操作必须字选线为1，使T1导通； 读：C的电位通过1到D输出； 写1：D=1C=1，定时刷新； 写0：D=0 C=0，定时刷新。,4.1.2 按内存的外观分类,1. 双列直插内存芯片 双列直插封装内存芯片DIP（Double Inline Package）一般每排都有若干只引脚。通常，芯片的容量

5、可以是：64Kbit、256Kbit或1024Kbit、10244Kbit等。如图4-5所示。,图4-5 内存芯片,2. 内存条（内存模块）,内存条主要有两种接口类型： SIMM（Single Inline Memory Module），早期的30线、72线的内存条属于这种接口类型； 30线内存条用在386微机上，常见容量有256KB、1MB和4MB，30线内存条提供8bit有效数据位。 DIMM（Double Inline Memory Module）64bit有效数据位，168线的SDRAM和184 DDR 、240DDRII、DDRIII内存条属于这种接口类型。 所谓内存条线数即引脚数。

6、,4.1.3 按内存模块的不同标准分类,SDRAM（Synchronous DRAM，同步动态随机存取存储器） SDRAM的工作频率与系统总线频率是同步的，数据信号在每个脉冲的上升沿处传送出去，其工作原理示意如图所示。,SDRAM用在Pentium II/III级别的微机上，有168线（接触点），采用3.3V工作电压，常见容量有32MB、64MB、128MB和256MB，提供64bit有效数据位，数据频率为100MH如图4-7所示。,2. DDR SDRAM（Double Data Rate SDRAM，双数据率SDRAM）简称DDR,DDR SDRAM用在Pentium 4级别的微机上， 1

7、84线，采用2.5V工作电压，提供64bit的内存数据总线连接，功耗为527mW，DDR SDRAM常见容量有128MB、256MB、512MB。如图4-9所示。,图4-9 184线的DDR SDRAM内存条,3DDR2 SDRAM,DDR2与DDR SDRAM的基本原理类似，数据通过四条线路同步传输到IO缓存区(IO Buffers)，4位预取，实现400MHz的数据传输频率， DDR2的工作原理示意图，如图4-10所示。,DDR2内存条,DDR2 SDRAM用在Pentium 4级别的微机上， 240线，采用1.8V工作电压，提供64bit的内存数据总线连接，常见容量有256MB、512M

8、B、1GB。需915以上的芯片组支持，如图4-11所示。,4、DDR3 SDRAM 内存条,DDR3 SDRAM， 240线，采用1.5V工作电压，电压的降低，不仅让内存拥有更好的电气特性，而且更为节能，DDR3内存还把预读取设计位数从4bit提升至8bit，让内存运行频率大幅提升，提供64bit的内存数据总线连接，常见容量有1GB 、2GB 、4GB 、8GB 。G33 、 P35 、 X38等以后的芯片组支持。,三种内存条的区别,三种内存条的传输速度不同、工作电压不同、缺口位置不同，不能互换使用。,4.2、内存最大带宽的计算,内存最大带宽(MB/S)=最大时钟频率(MHz) 每时钟数据段数

9、量总线宽度(b)/8 SDRAM内存: 每个时钟数据段数量=1； DDR内存: 每个时钟数据段数量=2； DDR2内存: 每个时钟数据段数量=4； DDR3内存: 每个时钟数据段数量=8； 对SDRAM 和DDR总线宽度都是64位。 例：DDR2-667 的时钟频率为166MHz,问最大数据传输率（单通道带宽）是多少？ 内存最大带宽(MB/S)=最大时钟频率(MHz)X每时钟数据段数量X总线宽度(b)/8 内存最大带宽=166MHz 4 64b/8=5312MB/S 答：最大数据传输率（单通道带宽）是5312MB/S,表41列出了内存的不同版本及时钟频率、数据频率、单通道和双通道带宽。其中，D

10、DR2 400MHz与DDR400MHz的带宽都是3.2GB。,DDR3内存带宽,4.3 内存的单位,位（bit）、 字节（Byte） 常用的内存单位及其换算如下： 千字节（KB, Kilo Byte）：1KB1024B 兆字节（MB, Mega Byte）：1MB1024KB 吉字节（GB, Giga Byte）：1GB1024MB 太字节（TB, Tera Byte）：1TB1024GB 其中TB单位非常大，一般只有在大型计算机中才能用到。 各单位的换算关系如下： 1TB =1024GB =10241024MB =102410241024KB =1024102410241024B =102

11、41024102410248bit,4.4 DDR SDRAM内存的结构和主要技术参数,4.4.1 DDR SDRAM内存条的结构 下面以一条PC3200 DDR内存条为例，介绍内存条的结构，如图4-12所示。,1. PCB板： 承载内存颗粒和连线； 2. 金手指： 与主板的电气连接； 3. 内存条固定卡缺口：固定内存条到主板上； 4. 金手指缺口：定位、防插反、防插错； 5. 内存芯片：存放程序或数据，组成内存条；决定内存条的容量、速度、性能。 6. SPD（Serial Presence Detect，串行存在检测）芯片：保存厂商写入的内存参数等信息，8脚，256B的EEROM； 7. 内

12、存颗粒空位：用于焊接ECC效验芯片； 8. 电容：滤波,减少高频干扰； 9. 电阻：阻抗匹配；10欧姆，主板兼容好，稳定性稍差；22欧姆，高质量内存条常用。 10. 标签：表达容量和厂商信息。,4.4.2内存的封装,1TSOP封装 TSOP(Thin Small Outline Package，薄型小尺寸封装)封装的内存芯片如图413所示。,2BGA封装,BGA(Ball Grid Array Package，球栅阵列封装)封装的内存芯片，集成度高，体积小，散热好，DDR2标准，如图414所示。,3CSP封装 CSP(Chip Scale Package，芯片级封装)封装的内存芯片，体积小、薄

13、、速度快，如图415所示。,4.4.3 内存条和内存芯片品牌,虽然内存条的品牌较多，例如，Kingston（金士顿）、Leadram（超胜）、Apacer（宇瞻）、Kingmax（胜创）、Samsung（三星）等，但内存芯片的制造商只有几家，所以许多不同品牌的内存条上焊接着相同型号的内存芯片，内存条品牌之间的主要区别在于印制板、金手指镀金层、电阻、电容的工艺和品质，如大多数厂商都采用的是传统6层PCB电路板设计。新近出现的记忆内存条采用了8层PCB设计，有更好的电磁屏蔽性， 常见内存芯片制造商有：Samsung（三星）、Hynix（现代）、Winbond（华邦）、Kingmax（胜创）、Inf

14、ineon（英飞凌）、GeIL（金邦）等。,4.4.4 DDR SDRAM的主要参数,1. CL（CAS Latency） 内存延迟时间 2. tRCD（time of RAS to CAS Delay）行到列的延时 3. tRP（time of Row Precharge） 行预充电时间 4. tRAS（time of Row Active Delay）行延迟时间,图4-12 DDR内存条在BIOS中设置选项的屏幕,5.DRAM内存条的参数标识,在内存条的标签上，通常会给出该内存条的重要参数，如CL，有些内存条会给出更加详细的参数序列，通常按CL-tRCD-tRP-tRAS(有时省略tRAS

15、)的顺序列出这4个参数，如图416所示。,在DDR SDRAM的制造过程中，厂商已将这些特性参数写入SPD中。在开机时，主板的BIOS就会检查此项内容，并以这些参数值作为默认的模式运行。它们的单位都是时钟周期。例如，采用能够运行在时间参数为2-2-2-5 DDR内存的计算机要比采用3-4-4-8的计算机运行得更快，更有效率。图417所示是BIOS设置选项。,4.5 内存条的选购,1内存颗粒：选大公司的内存； Infineon, HY 2内存条的品牌： 盒装正品内存条； 3内存标准选择：根据主板内存插槽； 4容量: 根据操作系统需要，XP用512MB至少256MB, VISTA用1GB以上，WIN7用2GB或以上。,4.6 实习,4.6.1 实习1内存条的安装及拆卸 1. 内存条的安装 下面以240线的DDR2 SDRAM内存条安装为例介绍其安装方法。 先将