第4章 内存储器精选文档.ppt

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1、第4章 内存储器课件本讲稿第一页，共十八页第四章 内存储器 存储器是计算机的记忆部件。计算机中的全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。按照与CPU的接近程度，存储器分为内存储器与外存储器，简称内存与外存。内存储器又常称为主存储器（简称主存），属于主机的组成部分；外存储器又常称为辅助存储器（简称辅存），属于外部设备。CPU不能像访问内存那样，直接访问外存，外存要与CPU或I/O设备进行数据传输，必须通过内存进行。2022/9/30本讲稿第二页，共十八页第一节 内存的分类 内存泛指计算机系统中存放数据与指令的半导

2、体存储单元，包括RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)，ROM(Read Only Memory，只读存储器)和Cache(高速缓冲存储器)等。人们通常所称的主存储器，又称主存，简称内存，指的是RAM，内存容量的大小主要由它决定。RAM是与CPU直接沟通，并用其存储数据的部件，存放当前正在使用的（即执行中）的数据和程序，它的物理实质就是一组或多组具备数据输入输出和数据存储功能的集成电路，只用于暂时存放程序和数据，一旦关闭电源或发生断电，其中的程序和数据就会丢失。2022/9/30本讲稿第三页，共十八页第一节 内存的分类内存主要有以下几种分类方法：一、按内存的工作原理

3、分类 1.ROM(Read Only Memory，只读存储器)它的特点是只能读出不能写入。ROM通常用于存放固定不变、不需修改而且经常使用的程序，比如BIOS（基本输入输出系统）就存储在ROM中。ROM中的信息是由生产厂家在制造时生成的。在断电时，ROM中的信息不会丢失。ROM又分为一次性写ROM(PROM)和可改写ROM(EPROM和EEPROM)。(1)PROM：用户可以用专用的编程器将自己的资料写入，但是这种机会只有一次，一旦写入无法修改，若出错误，已写入的芯片只能报废。(2)EPROM：可擦除可编程ROM，芯片可重复擦除和写入，解决了PROM芯片只能写入一次的弊端。EPROM芯片有一

4、个很明显的特征，在其正面的陶瓷封装上，开有一个玻璃窗口，透过该窗口，可以看到其内部的集成电路，紫外线透过该孔照射内部芯片就可以擦除其内的数据，完成芯片擦除的操作要用到EPROM擦除器。EPROM内资料的写入要用专用的编程器，并且往芯片中写内容时必须要加一定的编程电压（VPP=1224V，随不同的芯片型号而定）。2022/9/30本讲稿第四页，共十八页第一节 内存的分类 (3)EEPROM：Electrically Erasable Programmable ROM，电可擦除可编程ROM。EEPROM的擦除不需要借助于其它设备，它是以电子信号来修改其内容的，而且是以Byte为最小修改单位，不必将

5、资料全部洗掉才能写入，彻底摆脱了EPROM Eraser和编程器的束缚。EEPROM在写入数据时，仍要利用一定的编程电压，用厂商提供的专用刷新程序就可以轻而易举地改写内容，属于双电压芯片。借助于EEPROM芯片的双电压特性，可以使BIOS具有良好的防毒功能，在升级时，把跳线开关打至“ON”的位置，即给芯片加上相应的编程电压，就可以方便地升级；平时使用时，则把跳线开关打至“OFF”的位置，防止CIH类的病毒对BIOS芯片的非法修改。至今仍有不少主板采用EEPROM作为BIOS芯片并作为自己主板的一大特色。闪速存储器(Flash Memory)：也是属于EEPROM的一种，它既有ROM的特点，又有

6、很高的存取速度，而且易于擦除和重写，功耗很小，目前其集成度已达4MB。由于Flash Memory的独特优点，如在一些较新的主板上采用Flash ROM BIOS，会使得BIOS 升级非常方便。2022/9/30本讲稿第五页，共十八页第一节 内存的分类 2.随机存储器RAM 以相同速度高速地、随机地写入和读出数据（写入速度和读出速度可以不同）的一种半导体存储器，简称RAM。RAM的优点是存取速度快、读写方便，缺点是数据不能长久保持，断电后自行消失，因此主要用于计算机主存储器等要求快速存储的系统。按工作方式不同，可分为静态和动态两类。(1)静态RAM(SRAM，Static RAM):静态随机存

7、储器（SRAM）的单元电路是触发器，存入的信息在规定的电源电压下便不会改变。数据不要刷新，不易集成，读写速度快，价格高，用于制作CACHE。(2)动态RAM(DRAM，Dynamic RAM)：动态随机存储器(DRAM)的单元由一个金属-氧化物-半导体（MOS）电容和一个MOS晶体管构成，数据以电荷形式存放在电容之中，需每隔 24毫秒对单元电路存储信息重写一次（刷新）。数据要不断刷新，易集成，读写速度慢，价格低，用于制作内存。2022/9/30本讲稿第六页，共十八页第一节 内存的分类二、按内存的外观分类 从外观上看，可以插在主板上的内存条主要有三种：1.单列直插式内存(SIMM)属于计算机早期

8、的内存条，有30线和72线两种，已经淘汰。2.双列直插式内存(DIMM)有分为4种：168线的SDRAM、184线的DDR SDRAM和240线DDR2 SDRAM。3.Rambus直插式内存（RIMM）184线的Rambus DRAM。2022/9/30本讲稿第七页，共十八页第二节 内存的单位和性能指标一、内存的单位 在计算机中，内存储器单元的信息都是以电信号的形式存在的，它具有2种稳定状态，即高电平和低电平，用二进制表示1和0。位(bit)是二进制数的最基本单位，也是存储器存储信息的最小单位；字节(Byte)是信息的最小记忆单元，1B=8b。字(Word)是表示CPU一次性处理数据的基本单

9、位，字长是CPU一次性处理数据的位数，一个字是由若干个字节组成。存储体(Memory Bank)是由大量的存储单元的集合组成，每个存储单元又是由若干个记忆单元组成。地址是访问存储单元的唯一标志，每一个存储单元都有唯一的地址与之对应。内存的单位换算：1千字节(KB)=210字节(B)=1024B 1兆字节(MB)=210千字节(KB)1吉字节(GB)=210兆字节(MB)1特字节(TB)=210吉字节(GB)2022/9/30本讲稿第八页，共十八页第二节 内存的单位和性能指标 二、内存的性能指标 1.存取周期 把信息代码存入存储器，称为“写”，把信息代码从存储器中取出，称为“读”。存储器进行一次

10、“读”或“写”操作所需的时间称为存储器的访问时间（或读写时间），而连续启动两次独立的“读”或“写”操作（如连续的两次“读”操作）所需的最短时间，称为存取周期TMC（或存储周期）。微型机的内存储器目前都由大规模集成电路制成，其存取周期很短，约为几十到一百纳秒（）左右。2.数据宽度和带宽 内存的数据宽度是指内存同时传输数据的位数，以bit为单位。内存的带宽是指内存的数据传输速率。内存带宽的确定方式为：B表示带宽、F表于存储器时钟频率、D表示存储器数据总线位数，则带宽B=F*D/8。常见133MHz的SDRAM内存的带宽：133MHz*64bit/8=1064MB/秒2022/9/30本讲稿第九页，

11、共十八页第二节 内存的单位和性能指标 3.内存的线数 内存的线数是指内存条与主板接触时接触点的个数，这些接触点就是金手指，有 72线、168线和184线,240线等。72线、168线和184线内存条数据宽度分别为 8位、32位和64位。4.容量 内存容量是指该内存条的存储容量，是内存条的关键性参数。内存容量以MB作为单位，可以简写为M。内存的容量一般都是2的整次方倍，比如27=128MB、28=256MB、29=512MB等。内存容量越大越有利于系统的运行。目前台式机中主流采用的内存容量为256MB或512MB。系统中内存的数量等于插在主板内存插槽上所有内存条容量的总和，内存容量的上限一般由主

12、板芯片组和内存插槽决定。目前多数芯片组可以支持到2GB以上的内存，主流的可以支持到4GB，更高的可以到16GB。5.内存的电压 FPM内存和EDO内存均使用5V电压，SDRAM使用3.3V电压，而DDR使用2.5V电压，DDR2使用1.8V电压，DDR3使用1.5V电压在使用中注意主板上的跳线不能设置错。2022/9/30本讲稿第十页，共十八页第二节 内存的单位和性能指标 6.SPD(Serial Presence Detect串行存在探测)SPD是一个8针256字节的EERROM(可电擦写可编程只读存储器)芯片。位置一般处在内存条正面的右侧,里面记录了诸如内存的速度、容量、电压与行、列地址、

13、带宽等参数信息。当开机时，计算机的BIOS将自动读取SPD中记录的信息。SPD是一组关于内存模组的配置信息，如P-Bank数量、电压、行地址/列地址数量、位宽、各种主要操作时序（如CL、tRCD、tRP、tRAS等）它们存放在一个容量为256字节的EEPR（ElectricallyErasableProgrammableReadOnlyMemory，电擦除可编程只读存储器）中。实际上在SPD中，JEDEC规定的标准信息只用了128个字节（还有128字节，属于厂商自己的专用区）7.CL CL是CAS Latency的缩写，即CAS(Code Access Security,代码访问安全)延迟时间

14、，是指内存纵向地址脉冲的反应时间，是在一定频率下衡量不同规范内存的重要标志之一。对于PC1600和PC2100的内存来说，其规定的CL应该为2，即读取数据的延迟时间是两个时钟周期，也就是说它必须在CL=2R情况下稳定工作。8.系统时钟循环周期Tclk 它代表SDRAM所能运行的最大频率。数字越小说明运行的频率就越高。对于PC100 SDRAM来说，它芯片上的标识“-10”代表了它的运行时钟周期为10ns，即可以在100MHz的外频下正常工作。2022/9/30本讲稿第十一页，共十八页第二节 内存的单位和性能指标 9.存取时间 TAC tAC是Access Time from CLK的缩写，是指

15、最大CAS延迟时的最大数输入时钟，是以纳秒(ns)为单位的。与内存时钟周期是完全不同的概念，虽然都是以纳秒为单位。存取时间（tAC）代表着读取、写入的时间，而时钟频率则代表内存的速度。PC100规范要求在CL=3时tAC不大于6ns。某些内存编号的位数表示的是这个值。目前大多数SDRAM芯片的存取时间为5、6、7、8或10ns。2022/9/30本讲稿第十二页，共十八页第三节 内存条的种类 现在市场上的内存主要有SDRAM、RDRAM、DDR、DDR2。其中SDRAM和RDRAM已渐渐淡出市场。目前，主流的主板支持DDR和DDR2的比较多。DDR有DDR266、DDR333和DDR400几个版

16、本，而DDR2有DDR2 533、DDR2 667、DDR2 800以及最新的DDR2 1066几个版本。2022/9/30本讲稿第十三页，共十八页第三节 内存条的种类 DDR2是由JEDEC(电子元件工业联合会)定义的全新的下一代DDR内存技术标准。与DDR技术相比，DDR2最大特点是采用4-bit Prefetch技术。DDR2内存cell的工作频率仍然与DDR SDRAM和SDRAM的cell工作频率一样，DDR2与缓冲区连结内存cell的总线带宽是DDR的两倍。这样，当I/O缓冲区执行多路技术时：数据沿着一条较宽的总线进入内存cell，然后又通过一条与DDR SDRAM总线位宽相当的总

17、线出来，但它的传输速率却是DDR SDRAM的两倍。这种数据传输方式又叫四位预读取（4bit Prefect）架构。2022/9/30本讲稿第十四页，共十八页宇瞻 512MB DDR 400：内存容量512MB，工作频率400MHz，接口类型184 PIN，电压2.5V。胜创KINGMAX 512MB DDR400：内存容量512MB，工作频率400MHz，接口类型184 PIN，电压2.5V，CL设置3。威刚VDATA 512MB DDR 400：内存容量512MB，工作频率400MHz，接口类型184 PIN，ECC校验否，电压2.5V，CL设置2.5-3-3-7。第四节 主流内存产品 目

18、前，主流内存条都是DDR和DDR2的，主要产品有金士顿、ADATA威刚、现代、宇瞻、海盗船、胜创、金邦科技、黑金刚、三星等。1.DDR的主流产品金士顿 512MB DDR400：内存容量512MB，工作频率400MHz，接口类型184PIN，封装模式TSOP，ECC校验否，电压2.5，CL设置3。现代 512MB DDR400：内存容量512MB，工作频率400MHz，接口类型184 PIN，封装模式TSOP II，ECC校验否，电压2.6V，CL设置3。2022/9/30本讲稿第十五页，共十八页第四节 主流内存产品 2.DDR2的主流产品宇瞻512MB DDR2 533：内存容量512MB，

19、工作频率533MHz，接口类型240 PIN，封装模式FBGA，ECC校验否，电压1.8V，CL设置4-4-4-12。海盗船512MB DDR2 533：内存容量512MB，工作频率533MHz，接口类型240PIN，封装模式BGA，ECC校验否，电压1.8V，CL设置4-4-4-12。三星512MB DDR2 533：内存容量512MB，工作频率533MHz，接口类型240PIN，封装模式MBGA，ECC校验否，电压1.8V，CL设置4。金士顿 1GB DDR2 667：内存容量1024MB，工作频率667MHz，接口类型240PIN，封装模式FBGA，ECC校验否，电压1.8V，CL设置4

20、。黑金刚 1GB DDR2 667：内存容量1024MB，工作频率667MHz，接口类型240PIN，封装模式FBGA，ECC校验否，电压1.8V，CL设置4。金士顿 1GB DDR2 800：内存容量1024MB，工作频率800MHz，接口类型240PIN，封装模式FBGA，电压2.0V。威刚VDATA 1GB DDR2 800：内存容量1024MB，工作频率800MHz，接口类型240PIN，封装模式FBGA，电压1.8V。2022/9/30本讲稿第十六页，共十八页3.DDR3的主流产品2022/9/30本讲稿第十七页，共十八页第五节 内存常见故障的处理一、内存的单位 在计算机中，内存储器

21、单元的信息都是以电信号的形式存在的，它具有2种稳定状态，即高电平和低电平，用二进制表示1和0。位(bit)是二进制数的最基本单位，也是存储器存储信息的最小单位；字节(Byte)是信息的最小记忆单元，1B=8b。字(Word)是表示CPU一次性处理数据的基本单位，字长是CPU一次性处理数据的位数，一个字是由若干个字节组成。存储体(Memory Bank)是由大量的存储单元的集合组成，每个存储单元又是由若干个记忆单元组成。地址是访问存储单元的唯一标志，每一个存储单元都有唯一的地址与之对应。内存的单位换算：1千字节(KB)=210字节(B)=1024B 1兆字节(MB)=210千字节(KB)1吉字节(GB)=210兆字节(MB)1特字节(TB)=210吉字节(GB)2022/9/30本讲稿第十八页，共十八页