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第3部分 存储器本讲稿第一页，共二十九页4.1 内存的分类内存的分类4.1.1 按内存的工作原理分类按内存的工作原理分类1ROM（1）ROM（掩膜式只读存储器）这是最基本的ROM，这类ROM中所存的数据是在芯片制造过程中写入的，使用时只能读出，不能改变。其优点是可靠性高，集成度高；缺点是不能改写。（2）PROM（Programmable ROM，一次编程只读存储器）双极性PROM有两种结构：一种是熔丝烧断型，另一种是PN结击穿型。它们只能进行一次性改写，一旦信息被写入PROM后，将永久性地蚀刻其中，之后，这块PROM与上面介绍的ROM就没什么两样了。PROM芯片的外观，如图4-1所示。本讲稿第二页，共二十九页（3）多次改写可编程的只读存储器 EPROM（Erasable Programmable ROM，可擦编程只读存储器）：EPROM芯片上有一个透明窗口。其外观如图4-2所示。EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM，电可擦除可编程只读存储器）：EEPROM一般采用高出正常工作电压的方法进行擦写操作。其外观如图4-3所示。本讲稿第三页，共二十九页 Flash Memory（闪速存储器）：它既有EEPROM的特点，又有RAM的特点。它不需要改变电压就可改写其中的数据。主板上BIOS和USB闪存盘上的Flash Memory芯片，如图4-4所示。本讲稿第四页，共二十九页2RAM（1）SRAM（Static RAM，静态随机存储器）SRAM的运行速度非常快，CPU内的一级、二级缓存使用SRAM。（2）DRAM（Dynamic RAM，动态随机存储器）DRAM比SRAM慢，但同时也比SRAM便宜得多，在容量上也可以做得更大，体积也更小，所以主存都采用DRAM。DRAM还用于显示卡、声卡、硬盘等设备中，充当设备缓存。本讲稿第五页，共二十九页4.1.2 按内存在计算机中的用途分类按内存在计算机中的用途分类1主存储器主存储器做成内存条的形式，以方便安装。使用价格低的DRAM。除主机的主存储器外，显示卡也使用容量较大的存储器，显示卡也使用DRAM。其他部件通常也有存储器，如硬盘、光驱、接口卡、打印机、扫描仪等，也都使用DRAM。2高速缓冲存储器（Cache）目前流行的CPU中通常都有一级、二级、三级高速缓冲存储器。3BIOS ROM主板、显示卡、接口卡上都有BIOS ROM。保存BIOS的芯片是一种只读存储器，现在通常采用Flash ROM。本讲稿第六页，共二十九页4.1.3 按内存的外观分类按内存的外观分类1双列直插封装内存芯片双列直插封装（Double Inline Package，DIP）内存芯片一般每排都有若干只引脚。通常，芯片的容量可以是：64Kbit、256Kbit或1024Kbit、10244Kbit等。本讲稿第七页，共二十九页2内存条（内存模块）为了节省主板空间，增强配置的灵活性，现在主板均采用内存模块结构。条形存储器是把存储器芯片、电容、电阻等元件焊在一小条印制电路板上，形成大容量的内存条。本讲稿第八页，共二十九页4.1.4 按内存条的技术标准（接口类型）分按内存条的技术标准（接口类型）分类类1DDR SDRAM内存条DDR SDRAM内存条用在Intel Pentium 4、AMD Athlon XP级别的计算机上。DDR内存条有184个引脚，常见容量有128MB、256MB、512MB等，其外观如图4-7所示。本讲稿第九页，共二十九页根据DDR内存条的工作频率，分为DDR200、DDR266、DDR333、DDR400等多种类型。以DDR333 SDRAM为例，它的核心频率、时钟频率、数据传输速率分别是133MHz、133MHz、266Mbps。DDR400的核心频率、时钟频率、数据传输速率分别是200MHz、200MHz、400Mbps。内存带宽也叫数据传输速率，是指单位时间内通过内存的数据量，通常以GBps表示。计算内存带宽的公式为内存最大带宽（MBps）=最大时钟频率（MHz）每个时钟周期内交换的数据包个数总线宽度（bit）/8本讲稿第十页，共二十九页本讲稿第十一页，共二十九页如果内存是SDRAM，“每个时钟周期内交换的数据包个数”为1；如果是DDR，则为2；如果是DDR2，则为4；如果是DDR3，则为8。除以8是将位（bit）换算成字节（B）。例如，在100MHz下，DDR内存理论带宽为(100MHz264bit)/8=1.6GBps，在133MHz下可达到(133MHz264bit)/8=2.1GBps。关于DDR内存的命名方法，由于DDR比SDRAM的数据带宽提高了一倍，所以把时钟频率为100/133/166/200MHz的DDR内存称做DDR200/266/333/400。另一种表示方法是用DDR内存的最大理论数据传输速率（带宽）来命名的，例如，DDR400的工作频率是200MHz，它的最大理论数据传输速率是(200MHz264bit)/8=3200MBps，所以就采用了PC3200的命名方法。本讲稿第十二页，共二十九页2DDR2 SDRAM内存条DDR2内存条用在Intel LGA 775 Pentium 4/D、Core 2和AMD Athlon 64 X2、Phenom级别的微机上，是目前的主流内存产品。本讲稿第十三页，共二十九页DDR2内存条的数据频率在400800MHz之间，从400MHz（核心频率为100MHz）开始，现已定义的频率达到533MHz（核心频率为133MHz）、667MHz（核心频率为166MHz）和800MHz（核心频率为200MHz），标准工作频率分别为200MHz、266MHz、333MHz和400MHz，工作电压为1.8V，提供64bit的内存数据总线连接。例如，DDR2 533的核心频率、时钟频率、数据传输速率分别为133MHz、266MHz、533Mbps。而DDR2 533的核心频率与DDR 266和PC133 SDRAM的是一样的。本讲稿第十四页，共二十九页3DDR3 SDRAM内存条DDR3 SDRAM内存条用在Intel Core 2级别的P35芯片组的微机上。DDR3与DDR2一样，也有240个针脚，但DDR3针脚隔断槽口与DDR2不同，DDR3内存左、右两侧安装插口与DDR2不同，DDR3的外观如图4-9所示。DDR3常见容量有1GB、2GB、4GB等。本讲稿第十五页，共二十九页4.2 内存条的结构和封装内存条的结构和封装4.2.1 DDR3 SDRAM内存条的结构内存条的结构下面以如图4-10所示的DDR3 SDRAM为例，介绍内存条的结构。本讲稿第十六页，共二十九页1PCB内存条的PCB多数是绿色的，也有红色的，电路板都采用多层设计，有4层或6层。2内存芯片内存条上的内存芯片也称内存颗粒，内存条的性能、速度、容量都是由内存芯片决定的。3SPD芯片SPD（Serial Presence Detect，串行存在检测）是一颗8针，容量为256B的EEPROM芯片。4金手指黄色的针脚是内存条与主板内存槽接触的部分，通常称为金手指。5金手指缺口（针脚隔断槽口）金手指上的缺口，一是用来防止内存条插反（只有一侧有），二是用来区分不同类型的内存条。本讲稿第十七页，共二十九页6内存条固定卡缺口主板上的内存插槽上有两个夹子，用来牢固地扣住内存条。内存条上的缺口便是用于固定内存条的。7内存颗粒空位一般内存条每面焊接8片内存芯片，如果多出一个空位没有焊接芯片，则这个空位是预留给ECC（Error Checking and Correcting，错误检查和纠正）校验模块的。8电容内存条上的电容采用贴片式电容。电容的作用是滤除高频干扰，它为提高内存的稳定性起了很大作用。9电阻内存条上的电阻采用贴片式电阻。本讲稿第十八页，共二十九页10标签内存条上一般贴有一张标签，上面印有厂商名称、容量、内存类型、生产日期等内容，其中还可能有运行频率、时序、电压和一些厂商的特殊标识。11散热器对于DDR3内存条，由于其发热量较大，有些内存条会外加散热片，以提高散热效果。带有散热片的内存条如图4-11所示。本讲稿第十九页，共二十九页4.2.2 内存芯片的封装内存芯片的封装（1）TSOP封装Thin Small Outline Package”薄型小尺寸封装 改进的TSOP技术TSOP 目前广泛应用于SDRAM、DDR SDRAM内存的制造上，如图4-12所示。本讲稿第二十页，共二十九页（2）BGA封装BGA（Ball Grid Array Package，球栅阵列封装）的最大特点是BGA芯片的边缘没有针脚，而是通过芯片下面的球状针脚与印制电路板连接。DDR2标准规定所有DDR2内存均采用FBGA（Fine pitch Ball Grid Array，BGA的改进型）封装形式，如图4-13所示。本讲稿第二十一页，共二十九页（3）CSP封装CSP（Chip Scale Package，芯片级封装）作为新一代封装方式，其性能又有了很大的提高。目前该封装方式主要用于高频DDR内存，如图4-14所示。本讲稿第二十二页，共二十九页4.3 DRAM内存的时间参数（1）CAS Latency（CL或tCL）CAS Latency（Column Address Strobe Latency，列地址选通脉冲时间延迟，简称CL或CAS）是指内存接收到一条数据读取指令后要等待多少个时钟周期才实际执行该指令，也就是内存存取数据所需的延迟时间。目前DDR内存的CL值主要有2、2.5和3。（2）RAS to CAS Delay（tRCD）RAS to CAS Delay（time of RAS to CAS Delay，行地址传输到列地址的延迟时间，简称tRCD）是指内存RAS（行地址选通脉冲信号）与CAS（列地址选通脉冲信号）之间的延迟。其可选值为2、3和4。本讲稿第二十三页，共二十九页（3）RAS Precharge（tRP）RAS Precharge（time of RAS Precharge，内存行地址选通脉冲预充电时间，简称tRP）是指内存RAS预充电的时间。其可选值为2、3和4。（4）RAS Active Delay（tRAS）RAS Active Delay（tRAS）也称Cycle Time或Act to Precharge Delay，是指内存行地址选通延迟时间，数值越小，速度越快。其可选值范围为512。本讲稿第二十四页，共二十九页4.4 内存条的主要参数内存条的主要参数内存条的主要参数包括：型号、适用类型、内存类型、内存容量、插脚数目、芯片分布、内存主频、颗粒封装、延迟描述、内存电压等参数。表4-1、表4-2分别是某款DDR2内存条和DDR3内存条的主要参数描述。本讲稿第二十五页，共二十九页本讲稿第二十六页，共二十九页4.5 市场内存条产品介绍市场内存条产品介绍1Kingmax 2GB DDR2 800 Long-DIMM内存条Kingmax 2GB DDR2 800 Long-DIMM内存条的外观如图4-15所示。其内存类型为DDR2，内存容量为2GB，工作频率为800MHz，接口类型240pin，封装模式FBGA，电压1.8V，CL设置为5。本讲稿第二十七页，共二十九页2宇瞻1GB DDR2 800内存条宇瞻 1GB DDR2 800（黑豹二代）内存条的外观如图4-16所示。内存类型为DDR2，内存容量为1GB，工作频率为800MHz，接口类型240pin，封装模式FBGA，电压1.8V，CL设置为5。本讲稿第二十八页，共二十九页本章完本讲稿第二十九页，共二十九页