计算机组成与维护第4章内存.ppt

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1、计算机维护与维修第四章第四章 内存内存第第4 4章章 内存内存4.1 4.1 内存的基础知识内存的基础知识4.2 内存储器的性能指标4.3 内存储器的分类4.3 内存容量与识别4.1 4.1 内存的基础知识内存的基础知识什么是内存什么是内存内存的作用内存的作用什么是内存什么是内存?内存狭义的定义内存狭义的定义n内内存存指指的的就就是是主主板板上上的的存存储储部部件件，是是CPUCPU直直接接与与之之沟沟通通，并并对对其其存存储储数数据据的的部部件件。存存放放当当前前正正在在使使用用的的(即即执执行行中中)的的数数据据和和程程序序，它它的的物物理理实实质质就就是是一一组组或或多多组组具具备备数数

2、据据输输入入输输出和数据存储功能的集成电路。出和数据存储功能的集成电路。内存广义的定义内存广义的定义n用来存储程序和数据的部件。用来存储程序和数据的部件。内存的作用内存的作用n作作用用就就是是暂暂时时存存储储处处理理器器需需要要处处理理的的数数据据或或处处理理后后的的结结果果。也也就就是是内内存存中中保保存存着着大大量量处处理理器器要要处理的数据备份和它处理后的结果。处理的数据备份和它处理后的结果。nRAM是是暂暂时时保保存存处处理理器器所所需需要要的的将将要要处处理理的的数数据的拷贝和处理后的结果据的拷贝和处理后的结果nROM可以长期保存用户的数据和文件。可以长期保存用户的数据和文件。在微机

3、开始工作时，首先从外存将指定的在微机开始工作时，首先从外存将指定的文件（程序指令和数据）装入内存，然后文件（程序指令和数据）装入内存，然后CPUCPU非常频繁地直接访问内存，执行程序指令，非常频繁地直接访问内存，执行程序指令，进行数据运算和系统控制等操作，完成特定进行数据运算和系统控制等操作，完成特定的任务，并将最终的结果以文件的形式再保的任务，并将最终的结果以文件的形式再保存到外存上。硬盘的速度较慢，且其速度对存到外存上。硬盘的速度较慢，且其速度对系统的影响远不如内存大。系统的影响远不如内存大。内存的作用内存的作用n 内存由主板和内存条上安装的多种存储器内存由主板和内存条上安装的多种存储器集

4、成电路组成，如只读存储器（集成电路组成，如只读存储器（ROMROM）和随机）和随机读写存储器（读写存储器（RAMRAM）。主机配备的内存存储容）。主机配备的内存存储容量的大小应根据系统运行的操作系统和应用程量的大小应根据系统运行的操作系统和应用程序的需要而定，如果要求运行复杂的操作系统序的需要而定，如果要求运行复杂的操作系统和同时运行多个应用程序，所需内存就要更大和同时运行多个应用程序，所需内存就要更大些。表些。表5-15-1列出了几种常用软件的内存需求。列出了几种常用软件的内存需求。内存的作用内存的作用表表4-1 4-1 常用软件对内存的要求常用软件对内存的要求内存的作用内存的作用奇偶校验奇

5、偶校验 奇偶校验（奇偶校验（Parity CheckParity Check）是系统检查数据）是系统检查数据存取和传输错误的一种最简单的技术。以奇校验存取和传输错误的一种最简单的技术。以奇校验为例，它采用附加的为例，它采用附加的1bit1bit校验位来对校验位来对8bit8bit数据进数据进行查错，规定正确的数据中所含行查错，规定正确的数据中所含“1”1”的个数必须的个数必须为奇数个。为奇数个。内存的校验内存的校验ECCECC ECC ECC（Error Check and CorrectError Check and Correct）即错误）即错误检测与纠正，它是一种内存数据检验和纠错技术。

6、检测与纠正，它是一种内存数据检验和纠错技术。ECCECC是对是对8bit8bit数据用数据用4bit4bit来进行校验和纠错。带来进行校验和纠错。带ECCECC的内存稳定可靠，一般用于服务器。的内存稳定可靠，一般用于服务器。内存的校验内存的校验(续续)第第5 5章章 内存内存4.1 内存的基础知识4.2 4.2 内存储器的性能指标内存储器的性能指标4.3 内存储器的分类4.3 内存容量与识别1 1内存容量内存容量 内存容量是指内存的存储单元的数量，单位是内存容量是指内存的存储单元的数量，单位是字节（字节（ByteByte）、千字节（）、千字节（KBKB）和兆字节（）和兆字节（MBMB）。）。1

7、MB=21MB=21010KB=1024KB=2KB=1024KB=22020Byte=10241024ByteByte=10241024Byte。内存的主要技术指标内存的主要技术指标2 2内存速度内存速度 内存速度包括内存芯片的存取速度和内存总线内存速度包括内存芯片的存取速度和内存总线的速度。的速度。n内存存取速度即读、写内存单元数据的时间，内存存取速度即读、写内存单元数据的时间，单位是毫微秒（单位是毫微秒（nSnS）。）。1 1秒（秒（Sec.Sec.）=10=106 6微秒微秒（SS）=10=109 9毫微秒（毫微秒（nSnS）。常用内存芯片的）。常用内存芯片的速度为几十速度为几十nSn

8、S到几个到几个nSnS。内存的主要技术指标内存的主要技术指标2 2内存速度内存速度 (续续)内存的主要技术指标内存的主要技术指标n 内存总线的速度是指内存总线的速度是指CPUCPU到内存之间的总线速到内存之间的总线速度，由总线工作时钟决定，如度，由总线工作时钟决定，如33MHz33MHz、66MHz、100MHz和和133MHz等。等。所谓所谓PC-100PC-100和和PC-133PC-133的的SDRAMSDRAM内存条，就是指分别满内存条，就是指分别满足足100MHz100MHz和和133MHz133MHz总线的内存。由于频率和周期互为倒总线的内存。由于频率和周期互为倒数，数，10nS1

9、0nS和和7.5nS7.5nS的内存应分别对应于的内存应分别对应于100MHz100MHz和和133MHz133MHz总总线时钟。线时钟。内存的主要技术指标内存的主要技术指标3、CL CL是CAS Lstency的缩写，即CAS延迟时间，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，即他读取数据的延迟时间是两个时钟周期。内存的主要技术指标内存的主要技术指标4、SPD芯片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

10、量、电压与行、列地址、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。内存的主要技术指标内存的主要技术指标5、内存带宽即内存数据传输速率。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如常见100MHz的SDRAM内存的带宽=100MHz*64bit/8=800MB/秒常见133MHz的SDRAM内存的带宽=133MHz*64bit/8=1064MB/秒内存的主要技术指标内存的主要技术指标7、内存电压内存正常工作所需要的电压值，SDRAM内存一般工作电压都在3.3伏左右，上下浮动额度不超过0.3伏；DDR SDRA

11、M内存一般工作电压都在2.5伏左右，上下浮动额度不超过0.2伏；而DDR2 SDRAM内存的工作电压一般在1.8V左右。内存选配指南1）不要贪高求贵，量力而行。如果不考虑以后主板或CPU等系统的升级，最好是量体裁衣，不要一昧求高频率、高容量。如果要作图形图像处理或运行大型3D游戏，可选择大一些的容量。2）注意同主板搭配在同主板的搭配上，要注意不是所有主板都支持DDRII，例如Intel平台主板，915以前的芯片组系列是不支持DRRII的；而AMD平台主板比较好判定：754和939接口的主板都不支持DDRII。内存选配指南3）注意速度同FSB的搭配CPU常见的FSB为533MHHZ、800MHZ

12、、1000MHZ、1066MHZ。可参考下表。FSB内存533MHZDDR266，如主板支持双通道，则选两条正好匹配。800MHZDDR400，如主板支持双通道，则选两条正好匹配。如板支持DDRII，可选DDRII400、DDRII533或更高总之，在同FSB的搭配上，内存的总传输率同FSB要大致相当（同频内存传输率双通道为单通道的两倍）。第第4 4章章 内存内存4.1 内存的基础知识4.2 内存储器的性能指标4.3 4.3 内存储器的分类内存储器的分类4.3 内存容量与识别内存SRAMDRAMRAMROMRDRAMFPMEDOBEDOSDRAMDDR内存的分类内存的分类 ROM ROM 存储

13、器存储器 ROM ROM（Read Only MemoryRead Only Memory）即只读存储器）即只读存储器ICIC。它的特点是只能读不能写，即它存储的内容不会它的特点是只能读不能写，即它存储的内容不会被改写，并且关机后也不会丢失。因此被改写，并且关机后也不会丢失。因此ROMROM被用被用来存放开机就要首先执行的来存放开机就要首先执行的BIOSBIOS程序。程序。BIOSBIOS（Basic Input Output SystemBasic Input Output System）即基本输入输）即基本输入输出系统，它是微机系统的最基础程序，它出系统，它是微机系统的最基础程序，它“固化

14、固化”在主在主板上的板上的ROMROM芯片中，加电开机后首先执行芯片中，加电开机后首先执行BIOSBIOS，并引导系，并引导系统进入正常工作状态。所谓统进入正常工作状态。所谓“固化固化”是说是说BIOSBIOS程序是以程序是以物理的方式保存在物理的方式保存在ROMROM芯片中的，即使关机也不会丢失，芯片中的，即使关机也不会丢失，所以也叫做所以也叫做ROM BIOSROM BIOS。ROM ROM 存储器存储器 (续续)ROMROM存储芯片存储芯片n nPROMPROMPROMPROMn nEPROMEPROMEPROMEPROMn nEEPROMEEPROMEEPROMEEPROM 图4-1

15、EPROM和EEPROM RAM RAM存储器存储器 RAM RAM存储器存储器按芯片按芯片类型类型分类分类:RAM RAM（Random Access MemoryRandom Access Memory）即随机读）即随机读写存储器写存储器ICIC。内存主要由。内存主要由RAMRAM存储器芯片构成，存储器芯片构成，按芯片类型和在系统中作用的差别，按芯片类型和在系统中作用的差别，RAMRAM又可又可分为以下几种分为以下几种:nDRAMDRAM动态随机存储器动态随机存储器nCMOS RAMCMOS RAM互补型金属氧化物半导体互补型金属氧化物半导体nSRAMSRAM静态随机存储器静态随机存储器

16、DRAM DRAM芯片的访问方式决定着它的存取速度，芯片的访问方式决定着它的存取速度，按照访问方式按照访问方式DRAMDRAM可以分为如下几种：可以分为如下几种：RAMRAM存储器按芯片存储器按芯片访问方式访问方式分类分类:RAM RAM存储器存储器 (续续)1 1FPMFPM FPM FPM（Fast Page ModeFast Page Mode）DRAMDRAM即快速页方即快速页方式。式。FPMFPM的芯片速度可达的芯片速度可达70ns70ns，常用于，常用于486486和和586586主板。主板。2 2EDOEDO EDO EDO（Extended Data OutputExtende

17、d Data Output）DRAMDRAM即可即可扩展数据输出方式。扩展数据输出方式。EDOEDO的芯片速度可达的芯片速度可达60ns60ns，常用于，常用于586586和早期和早期Pentium Pentium 主板。主板。RAMRAM存储器按芯片存储器按芯片访问方式访问方式分类分类:(续续)RAM RAM存储器存储器 (续续)3 3SDRAMSDRAM SDRAM SDRAM（Synchronous DRAMSynchronous DRAM）即同步）即同步DRAMDRAM，所谓，所谓“同步同步”是指这种存储器能与系统总线是指这种存储器能与系统总线时钟同步工作。时钟同步工作。SDRAMSD

18、RAM存储器按系统总线存储器按系统总线（FSBFSB）的时钟分为）的时钟分为66MHz66MHz、100MHz100MHz和和133MHz133MHz等等多种，后者分别标记为多种，后者分别标记为PC100PC100和和PC133PC133。SDRAMSDRAM芯芯片的读写速度可达片的读写速度可达10nS10nS，甚至，甚至7nS7nS，用于，用于Pentium Pentium 以上的主板。以上的主板。RAMRAM存储器按芯片存储器按芯片访问方式访问方式分类分类:(续续)RAM RAM存储器存储器 (续续)RAM RAM存储器存储器 (续续)RAMRAM存储器按芯片存储器按芯片访问方式访问方式分

19、类分类:(续续)4 4RDRAMRDRAM RDRAM RDRAM（Rambus DRAMRambus DRAM）是一种高性能的新型）是一种高性能的新型SDRAMSDRAM存储器。它通过一个新型的高速存储器。它通过一个新型的高速RamBusRamBus总线传输总线传输数据，可以支持数据，可以支持300MHz300MHz总线时钟，又由于是在时钟信总线时钟，又由于是在时钟信号的上升和下降沿均工作，实际上相当于工作在号的上升和下降沿均工作，实际上相当于工作在600MHz600MHz上。奔腾四主板以双通道的上。奔腾四主板以双通道的4 4个个RIMMRIMM插槽支持插槽支持RDRAMRDRAM内存。内存

20、。RAM RAM存储器存储器 (续续)RAMRAM存储器按芯片存储器按芯片访问方式访问方式分类分类:(续续)5 5DDRDDR DDR DDR（Double Data RateDouble Data Rate）即双数据率）即双数据率DRAMDRAM，它也是一种新型的高速，它也是一种新型的高速SDRAMSDRAM存储器。它在时存储器。它在时钟脉冲的上升和下降沿都进行操作，理论上也是钟脉冲的上升和下降沿都进行操作，理论上也是目前目前SDRAMSDRAM速度的速度的2 2倍。倍。6.DDRII DRAM6.DDRII DRAM DDRIIDDRII与与DDRDDR最大的区别是数位预取技术的不最大的区

21、别是数位预取技术的不同是，同是，DDRDDR采用的是采用的是2 2位预取（位预取（2bit Prefect2bit Prefect）,而而DDRIIDDRII采用的是采用的是4 4位预取（位预取（4bit Prefect4bit Prefect）。）。即即DDR-IIDDR-II每次传送数据达到每次传送数据达到4bit4bit，比，比DDRDDR每次传每次传送送2Bit2Bit多一倍多一倍 RAM RAM存储器存储器 (续续)RAMRAM存储器按芯片存储器按芯片访问方式访问方式分类分类:(续续)第第5 5章章 内存内存5.1 内存的基础知识5.2 内存储器的性能指标5.3 内存储器的分类5.3

22、 5.3 内存容量与识别内存容量与识别 早期内存条早期内存条 早期早期IBM-PCIBM-PC机的主存储器都是固定安装在主板机的主存储器都是固定安装在主板上，由许多存储芯片组成的，见前面图上，由许多存储芯片组成的，见前面图4-14-1，容量为，容量为256KB256KB。随着系统对内存容量越来越大，已无法在主板随着系统对内存容量越来越大，已无法在主板有限的空间上排列更多的芯片了，因此采用有限的空间上排列更多的芯片了，因此采用ISAISA总线总线扩展卡来解决，通常为扩展卡来解决，通常为384KB384KB，将内存扩充到，将内存扩充到640KB640KB。ISAISA总线的数据线是总线的数据线是1

23、616位，速度又相当慢。位，速度又相当慢。从从386386微机开始，改为在主板上另外专门为微机开始，改为在主板上另外专门为3232位数据总线设计了高速的内存总线和内存扩展插位数据总线设计了高速的内存总线和内存扩展插槽。内存的槽。内存的DRAMDRAM芯片做在称为内存条的印刷电路芯片做在称为内存条的印刷电路板上，再把内存条插入内存插槽即可连入系统。板上，再把内存条插入内存插槽即可连入系统。内存条是由印刷电路板和内存芯片构成，采内存条是由印刷电路板和内存芯片构成，采用存储器芯片的多少由内存条的容量和芯片的数用存储器芯片的多少由内存条的容量和芯片的数据位数决定。比如一个据位数决定。比如一个1MB1M

24、B的内存条，可以由的内存条，可以由2 2个个1M4bit1M4bit的存储芯片组成，如图的存储芯片组成，如图4-44-4所示。所示。早期内存条早期内存条(续)n图图4-4 304-4 30线线SIMMSIMM内存条电路图内存条电路图 内存条插槽的一种叫做内存条插槽的一种叫做SIMMSIMM（Single In line Single In line Memory ModuleMemory Module）即单列直插存储器模块，分为）即单列直插存储器模块，分为3030线（引脚）和线（引脚）和7272线两种标准。另一种叫做线两种标准。另一种叫做DIMMDIMM（Double In line Memo

25、ry ModuleDouble In line Memory Module）即双列直）即双列直插存储器模块，为插存储器模块，为168168线标准。线标准。3030线的线的SIMMSIMM内存扩展插槽提供内存扩展插槽提供8 8位数据，必需位数据，必需四个一组（称为四个一组（称为BankBank）使用才能提供）使用才能提供3232位数据宽度位数据宽度的主存，它常用于的主存，它常用于386386或或486486主板，采用主板，采用FPFP内存芯片，内存芯片，存取速度为存取速度为8080或或70nS70nS。早期内存条早期内存条(续)7272线的线的SIMMSIMM内存扩展插槽可提供内存扩展插槽可提供

26、3232位数据，位数据，常用于常用于486486或或586586主板。在主板。在486486机上机上7272线内存条可以线内存条可以单条使用，存储芯片通常为单条使用，存储芯片通常为80nS80nS的的FPMFPM内存。而在内存。而在586586机上，则应将完全一样的两个机上，则应将完全一样的两个7272线内存条同时线内存条同时使用构成一组（称为使用构成一组（称为BankBank），才能与），才能与Pentium CPUPentium CPU的的6464位外部数据线相吻合，采用的内存芯片通常位外部数据线相吻合，采用的内存芯片通常为为70nS70nS的的FPMFPM或或60nS60nS的的EDOE

27、DO内存。内存。早期内存条早期内存条(续)168168线的内存扩展可提供线的内存扩展可提供6464位，因此与位，因此与6464位的位的Pentium Pentium CPUCPU外部数据总线相吻合。这类内存条的芯片分为单面和两面外部数据总线相吻合。这类内存条的芯片分为单面和两面两种，两种，16M16M和和64M64M条常做成单面式，条常做成单面式，8M8M、32M32M和和128M128M条常做成两条常做成两面式，存储芯片为面式，存储芯片为10nS10nS的的SDRAMSDRAM（最初也有（最初也有EDOEDO的），常用于的），常用于Pentium MMXPentium MMX（多能奔腾）、（

28、多能奔腾）、Pentium Pentium 和和Pentium Pentium 主板。主板。最初的最初的DIMM SDRAMDIMM SDRAM支持支持66MHz66MHz系统总线，目前还有支持系统总线，目前还有支持100MHz100MHz和和133MHz133MHz高速系统总线的标有高速系统总线的标有PC100PC100和和PC133PC133标记的标记的SDRAMSDRAM内存内存条。各种内存条的外形结构如图条。各种内存条的外形结构如图4-54-5所示，图所示，图4-64-6是是SIMMSIMM和和DIMMDIMM内存条的照片。内存条的照片。早期内存条早期内存条(续)n图图4-5 SIMM

29、4-5 SIMM和和DIMMDIMM内存条的结构内存条的结构 早期内存条早期内存条(续)n图图4-6 SIMM4-6 SIMM和和DIMMDIMM内存条内存条 早期内存条早期内存条(续)目前内存条目前内存条(续续)在内存发展进入在内存发展进入DDRAMDDRAM时代，时代，SDRAMSDRAM已经过时，已经过时，SIMMSIMM被被184针的针的DIMMDIMM和和RIMMRIMM技术取代。技术取代。DIMM插槽插槽 DIMMDIMM与与SIMMSIMM相当类似，相当类似，同样采用同样采用DIMMDIMM，SDRAM SDRAM 的接口的接口与与DDRDDR内存的接口也略有不同，内存的接口也略

30、有不同，SDRAM DIMMSDRAM DIMM为为168Pin DIMM168Pin DIMM结结构，金手指每面为构，金手指每面为84Pin84Pin，金手指上有两个卡口，用来避免插，金手指上有两个卡口，用来避免插入插槽时，错误将内存反向插入而导致烧毁；入插槽时，错误将内存反向插入而导致烧毁；DDR DIMMDDR DIMM则采则采用用184Pin DIMM184Pin DIMM结构，金手指每面有结构，金手指每面有92Pin92Pin，金手指上只有一，金手指上只有一个卡口。卡口数量的不同，是二者最为明显的区别。个卡口。卡口数量的不同，是二者最为明显的区别。RIMMRIMM插槽插槽 RIMMR

31、IMM是是RambusRambus公司生产的公司生产的RDRAMRDRAM内存所采用的内存所采用的接口类型，接口类型，RIMMRIMM内存与内存与DIMMDIMM的外型尺寸差不多，的外型尺寸差不多，RIMMRIMM有也有也184 Pin184 Pin的针脚，在金手指的中间部分有的针脚，在金手指的中间部分有两个靠的很近的卡口。两个靠的很近的卡口。RIMMRIMM非非ECCECC版有版有1616位数据宽位数据宽度，度，ECCECC版则都是版则都是1818位宽。由于位宽。由于RDRAMRDRAM内存较高的内存较高的价格，此类内存在价格，此类内存在DIYDIY市场很少见到，市场很少见到，RIMMRIM

32、M接口也接口也就难得一见了。就难得一见了。目前内存条目前内存条(续续)不同类型内存条的比较不同类型内存条的比较DDR2-240线内存条不同类型内存条的比较不同类型内存条的比较上面是上面是DDRIIDDRII内存内存条，下面是普通条，下面是普通的的DDRDDR内存条。内存条。内存中间开口的内存中间开口的位置，位置，DDRIIDDRII要比要比DDRDDR偏向中间的位偏向中间的位置大概置大概2-3mm2-3mm。不同类型内存条的比较不同类型内存条的比较几种不同厂家内存条几种不同厂家内存条三星DDR2-800现代DDR400几种不同厂家内存条几种不同厂家内存条金士顿DDR2几种不同厂家内存条几种不同

33、厂家内存条宇瞻DDR2-667几种不同厂家内存条几种不同厂家内存条海盗船DDR2-667几种不同厂家内存条几种不同厂家内存条内存条的安装内存条的安装内存条的安装内存条的安装 (续续)内存条的安装内存条的安装 (续续)内存使用原则内存使用原则SDRAMSDRAM定时、实际速度和标定速度定时、实际速度和标定速度定时实际速度标定速度15ns66MHzPC6610ns100MHzPC668ns125MHzPC1007.5ns133MHzPC133 与主板、与主板、CPU时钟保持同步，如时钟保持同步，如PIII450，工作为，工作为100X4.5，内存最好选，内存最好选PC100的的 习题n1掌握内存的技术指标。n2了解ROM和RAM芯片的种类、特点和作用。n3了解内存条的种类和特点。第第4 4章章 结束结束。追求追求休息一会儿。休息一会儿。