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1、第4章 内存储器,【教学目的和要求】 1、了解内存的发展过程； 2、掌握内存的分类及性能指标； 3、了解常见内存芯片标识说明； 【教学重点和难点】 1、内存的分类； 2、内存的性能指标； 3、内存芯片标识。 【课时】 4课时 【实验指导】掌握CPU、内存的安装及主板的设置和主板的固定,4.1 内存储器,存储器（Memory或Storage）是用来存储程序和数据的部件，分为内部存储器（也称主存储器）、外部存储器（也称辅助存储器）两种。 内存储器（Internal Memory）简称内存或主存。通过键盘输入的命令，要处理的信息和数据，都必须先存入内存，才能由CPU取出予以执行，加以处理或进行运算，
2、因此可以说所有的程序都在内存中运行。 内存作为影响电脑性能发挥的最主要配件之一，其性能直接关系着能否充分发挥电脑数据高速处理能力，以及电脑运行的稳定性和可靠性。,4.1.1 内存相关介绍,1、内存芯片 内存按存储信息的功能可分为随机存储器RAM（Random Access Memory）和只读存储器ROM（Read Only Memory）。 RAM就是我们平常所说的内存，主要用来存放各种现场的输入、输出数据，中间计算结果，以及与外部存储器交换信息和做堆栈用。它的存储单元根据需要可以读出，也可以写入或修改。RAM只能暂时存放程序和数据，一旦关闭电源或发生断电，其中的数据就会丢失。 RAM芯片根
3、据工作方式的不同分为DRAM和SRAM两大类。 DRAM（Dynamic RAM）称为动态存储器，不能维持信息的保存，所以必须不断地用电荷来刷新，使存储的信息不致丢失。一旦关闭电源或发生断电，其中的数据就会丢失。 SRAM（Static RAM）称为静态存储器，静态存储器存储的信息能够保持，直到再次充电才改变，因此不需要刷新，而且速度非常快。 DRAM比SRAM集成度高、功耗低，从而成本也低，适于做大容量存储器。所以主内存通常采用DRAM，而高速缓冲存储器（Cache）则使用SRAM。,4.1.1 内存相关介绍,2、内存条 内存主要分为SIMM（Single In-line Memory Mo
4、dules， 单列直插式存储器模块）、DIMM（Dual Inline Memory Modules，双重在线存储器模块）两种类型。SIMM和DIMM是把一些存储器芯片焊在一小条印刷电路板上做成的条状存储器，通常称为“内存条”。 SIMM分为30线（30-Pin）和72线（72-Pin）两种规格。30线内存条有256KB、512KB、1MB几种容量，主要用于286、386和早期486微机上；72线内存条容量有4MB、8MB、16MB、32MB几种，主要用于486和早期586微机上。这两种内存条现均被淘汰。 DIMM为168线内存条，是目前的主流内存条，容量有16MB、32MB、64MB、128
5、MB、256M、512M等。,4.1.1 内存相关介绍,3、FPM DRAM、EDO DRAM和SDRAM 按工作方式，内存条分为FPM DRAM（Fast Page Mode DRAM，快页模式）内存（也称为普通内存）、EDO（Extended Data Output，扩展数据输出）内存和SDRAM（Synchronous DRAM，同步DRAM）内存。 EDO内存采用了FPM模式，同时还在RAM 的输出端增加了一组“门槛”电路（也叫二级内存单元），它可以存储着数据并保持到CPU读取。 SDRAM称为同步内存，它的基本原理是将CPU和RAM 通过一个相同的时钟锁在一起，使得RAM和CPU能够
6、共享一个时钟周期，以相同的速度同步工作，这样可以彻底解决高性能CPU和RAM速度不匹配的问题。 ECC是错误检测和校正（Error Checking and Correcting）的缩写。当内存的读写速度提高到一定程度时，难免会出现读写错误，为解决这一问题，就需要为内存条加上校验功能。 SDRAM也称为DDR（Double Data Rate，双倍数据速率），是SDRAM 的换代产品，DDR的核心建立在SDRAM的基础上，但在速度和容量上有了提高。它使用了更多、更先进的同步电路，其速度是标准SDRAM的两倍。,4.1.1 内存相关介绍,4、ROM与BIOS ROM（Read-Only Memo
7、ry， 只读存储器）只能读出其中的数据而用一般方法不能写入，而且断电后保存的数据不会丢失，因此用来保存计算机经常使用且固定不变的程序和数据。 ROM分为两类：可擦写型（EPROM、EEPROM）和固化型（PROM）。PROM（可编程只读存储器）是工厂在生产时就将数据写好了，用户无法修改。EPROM （可擦可编程只读存储器）、EEPROM（电可擦可编程只读存储器）用户可以将其中旧的数据用紫外线或电擦除后再写入新的数据，EPROM在PC板卡中使用较多，这类ROM的特征就是芯片的上面总贴有一张不干胶封签，以封住一个用来透射紫外线的小孔，从而防止已经写入的数据丢失。,EPROM芯片,4.1.1 内存相
8、关介绍,ROM中保存的最重要的程序是BIOS（Basic Input Output System，基本输入输出系统）程序。 ROM中的BIOS是对微机各种输入输出设备进行管理和配置的程序。BIOS 对主板的影响很大，好的BIOS可以充分发挥主板上各部件的能力，提高效率。 接通电源后，BIOS将运行POST（Power On System Test），进行其所有内部设备的自检，测试完成后，系统将从A盘或C盘寻找操作系统，并将其装入RAM。 当第一次启动计算机或计算机系统的配置发生改变时，可运行驻留在BIOS中的SETUP程序来设置系统，告诉SETUP程序系统中主要硬件设备的参数。,BIOS芯片,
9、4.1.1 内存相关介绍,5、CMOS CMOS是互补式金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semi Conductor）的缩写，是一种功耗极小的大规模集成电路。CMOS用于存放系统当前日期和时间、硬件参数、硬件开关设置状态及系统密码等。CMOS作为存储器属于RAM，因而可以改写。 早期的CMOS一般集成在芯片中（如82C206等），为保证CMOS的内容不丢失，主板上有一个3V钮扣电池为它供电，以后的主板通常将CMOS与系统实时时钟和后备电池集成到一块芯片中（如DALLAS DS1287等）。 有些主板则把CMOS集成在芯片组中（如VIA Apollo系列芯片
10、组）。 当用户微机设置好之后，就不必再使用SETUP程序了，除非记录在CMOS RAM 中的参数丢失或硬件有所改变。,内建时钟和电池的CMOS芯片,4.1.1 内存相关介绍,6、Cache Cache是Cache Memory（高速缓冲存储器，简称高速缓存）的简写。 Cache有内部Cache和外部Cache两种，内部和外部是对CPU而言的，如486DX、Pentium等芯片均含有内部Cache。内部Cache也称一级（Level1，简写为L1）Cache，一般容量较小，但较为灵活方便。外部Cache也称二级（Level2，简写为L2）Cache，容量比内部Cache要大得多。由于从Penti
11、um 开始，L2 Cache也集成到CPU内部，现在一般不再按内部和外部来区分Cache。 二级Cache是由静态存储器SRAM芯片组成，由于SRAM的制造成本较高，因此微机中只能用少量的Cache来增加系统性能，Cache的容量越大，综合性能越高。目前的微机系统通常都配有256KB或512KB的二级Cache。图1.18中为主板上的256KB二级Cache。 Cache有Synchronous（同步）Cache、Pipeline Burst（流水线突发） Cache、Asynchronous（异步） Cache三种，前两者要比后者速度快。,主板上的Cache芯片（256KB）,4.1.2 内
12、存的分类,内存随着技术的不断更新发展，也在不断地换代更新。现在的内存主要分为下述几种： （1）SDRAM（Synchronous）：同步动态随机存储器，这是当前个人电脑上使用最多的一种内存，SDRAM将CPU和RAM通过一个相同的时钟锁在一起，使RAM和CPU能同享一个时钟周期，以相同的速度同步工作，速度比EDO提高了将近一半。 （2）DDR（Double Data Rage）SDRAM：双倍速率同步动态随机存储器，它是SDRAM的换代产品，允许在时钟周期的上升沿和下隆沿传送数据，这样它不需要提高时钟的频率就加倍提高了SDRAM的速度。 （3）RDRAM：这是一种具有系统带宽的、芯片到芯片接口
13、的新型DRAM，它能够在很高的频率范围内通过一个简单的总线来传输数据。在2000年底，Intel推出Pentium 4处理器时，是搭配RDRAM内存销售的。单从性能上说RDRAM系统仍非常出色，但是其价格昂贵，而且几年没有本质上的技术进步，性能上也逐渐被双通道DDR系统所赶上，所以，芯片巨人Intel在宣布其将终止所有的RDRAM相关产品，主要是i850E和i860芯片组后。两年时间里，RDRAM基本上被DDR、SDRAM所取代。现只有部分即将退出的芯片组支持RDRAM，所以其前景不被看好。,4.1.2 内存的分类,（4）DDR2（Double Data Rage 2）：是由JEDEC（电子设
14、备工程联合委员会）进行开发的新生代内存技术标准，它与上一代DDR内存技术标准最大的不同就是，虽然同是采用了在时钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式，但DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力（即：4bit数据读预取）。换句话说，DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据，并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。 回想起DDR的发展历程，从第一代应用到个人电脑的DDR200经过DDR266、DDR333到今天的双通道DDR400技术，第一代DDR的发展也走到了技术的极限，已经很难通过常规办法提高内存的工作速度；随着Intel最新处理器技术的发展，前端总线对内存带宽的要求
15、是越来越高，拥有更高更稳定运行频率的DDR2内存将是大势所趋。,DDR2,4.1.2 内存的分类,DDR和DDR2的区别：,4.1.2 内存术语详解,1、适用类型 根据内存条所应用的主机不同，内存产品也各自不同的特点。台式机内存是DIY市场内最为普遍的内存，价格也相对便宜。笔记本内存则对尺寸、稳定性、散热性方面有一定的要求，价格要高于台式机内存。而应用于服务器的内存则对稳定性以及内存纠错功能要求严格，同样稳定性也是着重强调的。,台式机内存,笔记本内存,服务器内存,4.1.2 内存术语详解,2、内存主频 内存主频和CPU主频一样，习惯上被用来表示内存的速度，它代表着该内存所能达到的最高工作频率。
16、内存主频是以MHz（兆赫）为单位来计量的。内存主频越高在一定程度上代表着内存所能达到的速度越快。内存主频决定着该内存最高能在什么样的频率正常工作。目前市面上已推出的内存产品中最高能达到560MHz的主频，而较为主流的是333MHz和400MHz的DDR内存。 一般情况下内存的工作频率是和主板的外频相一致的，通过主板的调节CPU的外频也就调整了内存的实际工作频率。内存工作时有两种工作模式，一种是同步工作模式，此模式下内存的实际工作频率与CPU外频一致，这是大部分主板所采用的默认内存工作模式。另外一种是异步工作模式，这样允许内存的工作频率与CPU外频可存在一定差异，它可以让内存工作在高出或低于系统总线速度33MHz，又或者让内存和外频以3：4、4：5等，定比例的频率上。利用异步工作模式技术就可以避免以往超频而导致的内存瓶颈问题。 目前的主板芯片组几乎都支持内存异步，英特尔公司从810系列到目前的875系列都支持，而威盛公司则从693芯片组以后全部都提供了此功能。,4.1.2 内存术语详解,3、传输类型 传输类型指内存所采用的内存类型，不同类型的内存传输类型各有差异，在传
