《微机组装与维护》PPT课件.ppt

微机组装与维护第二讲 内存和主板v内存是计算机的核心部件之一。传统的教科书上将CPU和内存合起来称为“主机一、半导体存储器的分类二、内存条v主板是实际微机工作的基础，主板中起重要作用的是逻辑控制芯片组，它提供主板上的核心控制逻辑，其作用仅次于CPU一、外围总线与接口二、芯片组三、主板微机的存储体系v分为内部存储器和外部存储两部分内部存储器外部存储器速度慢容量大速度快容量小2.1 内存v内存是计算机的核心部件之一v计算机一开机，CPU就执行固化在ROM中的程序，对系统进行自检并初始化，然后引导硬盘上的操作系统至内存，最后将控制权交给操作系统v启动某个应用程序时，应用程序先被载入至内存v由此可知内存在整个系统中的重要性一、半导体存储器的分类（内存均为半导体存储器）半导体存储器随机存储器(RAM:Random Access Memory)只读存储器(ROM:Read Only Memory)闪烁存储器(Flash Memory)动态存储器(DRAM)静态存储器(SRAM)可擦除可编程只读存储器(EPROM)电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)可编程只读存储器(PROM)DRAM(Dynamic RAM)用作主存储器SRAM(Static RAM)用作Cache、寄存器PROM(Programmable ROM)早期用作计算机只读存储器EPROM(Erasable PROM)早期用作计算机只读存储器EEPROM(Electrically EPROM)现在用作计算机只读存储器Flash Memory现在用作计算机只读存储器一、半导体存储器的分类vROM最大的特点是断电不丢失数据，在微机中一般作BIOS用vRAM最大的特点是断电即丢失数据，又可分为DRAM和SRAM，前者一般作内存条(即常说的主存)用，后者一般作高速缓存(Cache)用 1、只读存储器ROMvROM有各种类型，并不是所有的ROM都是只读的，用这个名称只不过是历史习惯而以v目前用在微机主板上的ROM多数是可刷新的，只不过刷新需专门的技术且速度远低于读取v586以上的主板均采用Flash ROM做BIOS，从而使BIOS的升级非常方便，但同时又给病毒的入侵提供了可能 2、随机存储器RAMv动态RAM：利用电容存储数据，需要定时刷新。动态RAM的速度低于静态RAM，但集成度高，成本低，性能价格比好，所以主要用作主内存v静态RAM：利用触发器存储数据，速度比动态RAM快，但它的集成度低，生产成本高，目前主要用作比内存小得多的高速缓存二、内存条v286开始，将DRAM芯片焊接在印刷线路板上，而主板上安装了内存插槽。这种形式一直延续至今v内存条的pin脚呈现不对称的布局，所以不用担心会插反(所谓的防呆设计)v内存条如果已插紧，一旁的白色卡子会合上内存双通道技术v双通道通过在内存控制器（北桥芯片或MCH）上增加两个存储器通道，使用现有的存储器模组实现两个通道并行工作，在同时安装两条64位的DDR或DDR2存储器条，可以实现128位的位宽。支持双通道的主机板一般都有4个DIMM存储器插槽，两个内存条必须插到同颜色的插槽才可以配置成双通道模式。内存控制器北桥DDRDDRDDRDDR双通道内存技术二、内存条SDRAMPC66PC100PC133标准总线频率66MHz100MHz133MHz带宽533MB/s800MB/s1067MB/sSDRAM主要的标准有PC66、PC100、PC133三种。SDRAM，同步动态RAM，实现了一个时钟周期传输一次数据，引脚为168线，曾经风光一时，现已淘汰。二、内存条RDRAMRDRAM主要有PC600、PC800、PC1066、PC1200PC800PC1066PC1200标准工作频率400MHz533MHz600MHz单通道带宽1.6GB/s2.1GB/s2.4GB/s双通道带宽3.2GB/s4.3GB/s4.8MB/sPC600 300MHz1.2GB/s2.4GB/sRDRAM（Rambus DRAM）。设计独特，性能超过SDRAM。由Rambus公司开发，当时Intel 计划用RDRAM替代SDRAM。RDRAM的问题是生产成本高，价格贵，最终没有赢得市场。引脚184线。二、内存条DDRDDR有PC2100、PC2700、PC3200、PC4200等几种。DDR 266DDR 333规格规格工作频率工作频率133MHz166MHz单通道带宽单通道带宽2.1GB/s2.7GB/s双通道带宽双通道带宽4.2GB/s5.3GB/sDDR 400 200MHz3.2GB/s6.4GB/sPC2100PC2700标准标准PC3200DDR 533 266MHz4.2GB/s8.5GB/sPC4200DDR是SDRAM的改进产品，双倍速（Double Data Rate）SDRAM，速度提高一倍。在一个时钟周期的上升沿和下降沿都传送一次数据。内存条依然保留原有的168线的尺寸，但是插脚数从168线增加到184线。DDR2主要有PC2-3200、PC2-4300、PC2-5300几种。DDR2-400DDR2-533DDR2-667规格规格工作频率工作频率200MHz266MHz333MHz单通道带宽单通道带宽3.2GB/s4.3GB/s5.3GB/s双通道带宽双通道带宽6.4GB/s8.5GB/s10.67GB/sPC2-3200PC2-4300PC2-5300标准标准二、内存条DDR 2DDR 2，DDR的换代产品。与DDR的最大不同在于，相同外部时钟频率的前提下，内部时钟频率只是DDR的一半，即相同内部时钟频率的情况下，外部时钟可提高一倍，从而提高数据传输速率。插脚为240线。二、内存条DDR原理二、内存条2.2 主板LGA775 CPU插座插座DDR2 双通道双通道存储器插座存储器插座MCHICHPCI总线插槽总线插槽PCI-E x16总线插槽总线插槽PCI-E x1总线插槽总线插槽主电源主电源插座插座ATA插座插座S-ATA插座插座软驱软驱插座插座CPU电电源插座源插座精英945P主板一块较早的主板ISA总线插槽南桥芯片AGP插座Socket370CPU插座北桥芯片SDRAM内存条插槽电源插座ATA插座软驱插座PCI总线插槽一、外围总线与接口PCI总线vPCI总线广泛用于486以后的PC中。普通PCI总线为32位，的速度运行，最大带宽为33.332/8=133MB/svPCI时钟独立于CPU外频，使得CPU时钟有较大的提高的空间，也使得PCI有较长的生命周期v一般用于连接网卡、声卡等一、外围总线与接口AGP接口vAGP接口是一种为了提高视频带宽而设计的专用的图形总线规范v显示芯片直接与芯片组相连，这种点对点的连接方式，使得AGP独占总线，利于显示系统vAGP规范按速度有几种标准：AGP1X、AGP2X、AGP4X、AGP8X，宽度是32位，频率66MHz。1X的在一个时钟周期内传送一次数据，峰值传输率可达到266MB/s，8X的一个时钟周期传送8次数据，峰值传输率可达到，约为2GB/s一、外围总线与接口PCI Express总线v采用串行点对点方式的物理连接，采用时钟植入技术。很少的引脚，很高的性能v采用高速串行差分传输，可以实现多种不同宽度的连接结构，如x1、x4、x8、x16和x32v具有双向对称的全双工传输能力vx1单向带宽为250MB/s，双向可达500MB/s。x16作显示接口，单向带宽可达到4GB/sX1X4X8X16PCI E模式PCI Express X1PCI Express X4PCI Express X16PCI Express X32数据模式速率250MB/s1GB/s4GB/s8GB/s一、外围总线与接口PCI Express总线v目前机器：PCI-ExpressX16+PCI-ExpressX1+PCI PCI Express 16 插槽 PCI插槽 PCI Express 1 插槽 一、外围总线与接口传统的串、并行端口v传统的串口和并口是PC系统中最基本的通信端口，这些端口现在仍然在使用v串口也称为COM口，曾经用于连接调制解调器、鼠标、扫描仪等。串口的传输速率一般为几Kb/s或几十Kb/sv并口常用于连接打印机，故也称为LPT端口。并口定义了8条数据线，每次传送一个字节。速度比串行口快的多，为150KB 2MB/s RS-232C串行接口连接器并行接口连接器一、外围总线与接口USB通用串行接口v如今USB已普及，采用USB接口的外设有显示器、键盘、鼠标、硬盘、音箱等v和两种标准，前者的最高速度为12Mbps，后者是480Mbpsv自带+5VDC电源，可输出500mA。接口具备电源管理能力。具有热插拔能力，在操作系统的协同下实现即插即用v标准USB连接器分为A和B两种，A连接器用于主机，B连接器用于外设一、外围总线与接口IEEE1394高速串行总线v1394a于1995年发布。后续的版本是1394bv1394a：标准定义了多种传输速率，、25、50、100、200、400Mb/sec的传输速率。v1394b：为下一代PC所制定的标准，增加了800和1600Mb/sec，如果使用光纤的话，最高传输速率提高到了3200Mb/sec。v定位在高性能数字视频设备领域，用于连接数码摄像机、DVD和数字电视等一、外围总线与接口遗留总线ISA总线v在最初的IBM-PC机中做为8位总线引入的，工作频率。1984年在IBM PC/AT中扩展为16位，工作频率vISA总线一次传送需2到8个时钟周期，因此，理论上ISA的最大数据传输率为vISA总线已经跟不上目前CPU的速度，已被淘汰二、芯片组Intel 945芯片组构成的主机板芯片组构成的主机板MCH（北桥芯片）ICH（南桥芯片）v构成现代构成现代PC机主机板的三大半导体部件机主机板的三大半导体部件CPU、内存条、芯片组。内存条、芯片组。Intel 865芯片组构成的计算机系统芯片组构成的计算机系统存储器存储器intelPentium 4CPU硬盘硬盘光驱光驱键盘键盘显示器显示器音箱音箱/MIC打印机打印机鼠标器鼠标器前端前端总线总线微型微型机主机主机板机板ATX电源电源220VAC+12/-12 +5/-5+3Intel80865MCHAGP显示接口显示接口IHAI IC CH HATA-100S-ATALAN6ch音频音频PCIPCI总线总线串行接口串行接口并行接口并行接口键盘接口键盘接口鼠标接口鼠标接口局域网局域网BIOS、时钟、时钟、.二、芯片组v在计算机系统中，CPU起着主要作用，而在主板系统中，起主要作用的则是主板上的逻辑控制芯片组，简称芯片组。芯片组提供主板上的核心控制逻辑。v芯片组决定了主板所支持的CPU类型、速度，总线速度，内存类型、速度和容量，硬盘接口等各种配置。对于主板而言，芯片组几乎决定了这块主板的性能，进而影响到整个系统的性能。v芯片组一般由两片较大的芯片组成，分别称为北桥芯片和南桥芯片。二、芯片组v北桥芯片是芯片组中起主导作用的芯片，比较靠近CPU。北桥提供了对CPU类型、主频、外频、前端总线、内存的类型、内存的最大容量、以及显卡插槽规格等方面的支持。整合芯片组的北桥还集成有图形核心。北桥芯片连接了高速的前端总线、内存总线、显示总线。v南桥芯片一般比较靠近PCI插槽，提供了对硬盘、PCI/PCI Express总线、USB接口等的控制和通讯。这些技术相对比较稳定，所以南桥芯片的种类少于北桥芯片。同一南桥芯片往往可以和多种北桥芯片进行组合搭配。Intel 945芯片组双通道 DDR2 内存PCI Express x16总线总线远程客户端网络管理技术-英特尔主动管理技术一种RAID技术(磁盘阵列技术)支持Pentium D系列双核及Celeron D处理器Intel 9系列芯片组vIntel945/955系列芯片组：支持Intel的双核心处理器。其中945只能支持Pentium D系列双核，不能支持Pentium EE。HD Audio，24bit音频音频千兆以太网千兆以太网网络网络4 x SATA2 1 x ATA-100外存接口外存接口ICH7，ICH7R南桥搭配南桥搭配PCI Express 16图形接口图形接口ECC错误校验错误校验2G4G8G内存容量内存容量533/400667/533/400667/533内存总线内存总线双通道双通道DDR2内存规格内存规格800/5331066/800/5331066/800前端总线前端总线Pentium 4/D Celeron DPentium 4/D/EE处理器处理器945PL945P/945G955XIntel P45芯片组1333/1066/800 MHz 系统总线支持Intel core 2双核CPU,Intel core 2 四核CPU及相应的赛扬支持双通道DDR2和DDR3三、主板构成由PCB板构成的电路模块，集成了以下部件：v芯片组；vCPU插座；v存储器条插座；v电源插座，电源调整变换电路；v总线扩展插槽；v各种外部接口：串行接口、并行接口、USB接口、键盘接口、鼠标器接口，其他接口可能包括音频接口、显示器接口、局域网接口、电话线接口等；v各种内部接口，包括ATA/S-ATA接口、软盘驱动器接口、AGP接口等；vBIOS芯片和CMOS（RTC）芯片；v其他集成电路芯片。AMR接接口插槽口插槽PCI总线总线扩展槽扩展槽音频接口音频接口AC97解码芯片解码芯片AGP接口接口CPU插座插座北桥芯片北桥芯片电源插座电源插座内存条插座内存条插座软驱插座软驱插座ATA插座插座电池电池BIOS芯片芯片前面板前面板USB南桥芯片南桥芯片音频音频MIDI接口接口并行接口并行接口键盘、鼠键盘、鼠标接口标接口USB接口接口电源变换电路电源变换电路早期的早期的Pentium4主机板主机板精英945P主板LGA775 CPU插座DDR2 双通道存储器插座MCHICHPCI总线插槽PCI-E x16总线插槽PCI-E x1总线插槽主电源插座ATA插座S-ATA插座软驱插座CPU电源插座标准ATX主机板的后面板插座 键盘插座键盘插座 鼠标器插座鼠标器插座 串行接口串行接口插座插座 并行接口并行接口插座插座 局域网接局域网接口口插座插座 USB 接口接口插座插座 USB 接口接口插座插座 音频接口音频接口插座插座 三、主板三、主板结构标准结构标准AT和Baby AT结构：最初应用于IBM PC/AT机上。AT主板大小为1312英寸。Baby AT大小为英寸。ATX结构：是目前使用最多的结构标准。ATX结构的底板尺寸是英寸。Mini ATX结构：小型的ATX结构。mini-ATX结构的底板尺寸是英寸。机箱结构与ATX相同。电源电源CPU ATX主机板主机板 5.25英寸英寸3.5英寸英寸驱动器驱动器安装槽安装槽标准的标准的ATX立式主机箱立式主机箱三、主板三、主板结构标准结构标准Micro ATX结构：结构：是是Intel公司提公司提出的主板结构。出的主板结构。主要是通过减主要是通过减少少PCI和和ISA插插槽的数量来缩槽的数量来缩小主板尺寸的。小主板尺寸的。Micro-ATX结结构的底板尺寸构的底板尺寸是英寸。是英寸。三、主板三、主板结构标准结构标准Flex-ATX结构：Micro-ATX之后intel公布的更小的主板，是为了允许新PC设计中的变化，尤其是廉价的、小型的应用类型系统。Flex-ATX主板尺寸仅为英寸。