《简明微型计算机组装与维护教程 教学课件 ppt 作者 路松行 第4章 内存储器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简明微型计算机组装与维护教程 教学课件 ppt 作者 路松行 第4章 内存储器（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4章 内存储器,内存储器是主机上的一个重要部件，其作用主要是用来临时存放数据，协调CPU的处理速度，从而提高整机的性能。内存储器简称内存。,4.1 内存简介,当计算机启动起来以后，必须执行一连串指令程序，才能完成指定的任务（功能），如果把这些指令程序存放在外存储器（磁盘等）上，由于CPU和外存储器之间的数据交换速度相对较低，则整个计算机系统的运行速度就会很慢。为了提高CPU执行程序的速度，就需要一个速度更快的数据存储取区域，临时存储CPU将要处理的全部数据和指令。当计算机要执行这些程序时，CPU会直接从这个区域读取，从而提高运行速度，这个高速的数据存取区域就称为内存。,4.2 内存的分类,内
2、存可按工作原理分类，也可按外观分类。,4.2.1 按内存的工作原理分类,内存按工作原理可分为：只读存储器ROM（Read Only Memory）和随机存储器RAM（Random Access Memory）两大类。,1. ROM ROM是一种只能从中读取信息而不能任意写入信息的内存。它具有掉电后数据仍可保持不变的优点，多用于存放一次性写入的程序或数据，如主板上的BIOS。 根据ROM的工作原理，又可分为 ROM（掩模式只读存储器）、PROM（Programmable ROM，可编程ROM）和多次擦写可编程只读存储器。图4.1所示为PROM芯片的外观。,图4.1 PROM芯片,多次擦写可编程只
3、读存储器又有三种类型: 第一种是EPROM（Erasable Programmable ROM），486以下档次微机的BIOS采用的就是这种EPROM芯片，其外观如图4.2所示；,图4.2 EPROM芯片,第二种是EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM，电可擦写可编程ROM），有些主板上的BIOS就是用的这种芯片，容量一般为512KB1MB，其外观如图4.3所示；,图4.3 EEPROM芯片,第三种是现在比较流行的Flash Memory（闪速存储器），常作为主板上BIOS和USB闪存盘上的芯片使用，外观如图4.4所示。,图4.4 flash
4、 Memory芯片,2. RAM RAM是一种通过指令对存储的内容随机进行读写访问的存储器，其特点是开机运行时可存储数据，但在掉电时存储的数据就会丢失。 根据工作原理和制造技术的不同，RAM又分为DRAM（Dynamic RAM，动态随机存储器）和SRAM（Static RAM，静态随机存储器）。,DRAM是由动态的MOS管构成，其优点是集成度高，存储容量大，价格相对比较便宜等；其缺点是由于MOS管栅极上的电荷会因漏电而释放，所以存储单元的信息就只能保存几毫秒，本身也不能自动刷新，刷新要靠主板上的芯片组，且刷新期间不能存储数据，这是影响DRAM存取速度的主要原因。PC中的内存条就是用的这种内存
5、。,SRAM是由静态的MOS管构成，其优点是无需刷新，运行速度比DRAM快，且只要不断电，存储的信息就会永久保存等；其缺点是体积较大，存储容量较小，单位存储容量的成本要比DRAM高的多。SRAM在PC中多作为高速缓存（cache）使用，虽然cache的容量较小，但存取速度很高，主板上cache的大小对整个系统的速度影响较大。,4.2.2 按内存的外观分类,1. 双列直插封装内存芯片 这种芯片的特点是容量小，占用空间较大，且拆装困难，不容易扩容，以前常用于486以下的微机主板上，现在大多用在显卡、硬盘等配件上，外观如图4.5所示。,图4.5 DIP封装的内存芯片,2. 内存条 内存条也称为内存模
6、块，主要有两种接口类型。 第一种是SIMM（Single Inline Memory Module，单边接触内存模组），早期的30线、72线内存条就属于这种接口类型，如图4.6所示。,图4.6 30线FPM内存条,第二种是DIMM（Dual Inline Memory Module，双边接触内存模组），这种类型接口的内存条的两边都有引脚。 在Pentium II/III级别的微机上使用的内存条一般为168线的SDRAM，常见的容量有32MB、64MB、128MB和256MB，如图4.7所示。,图4.7 168线SDRAM内存条,在Pentium 4及现在的主流微机上使用的是184线的DDR S
7、DRAM内存条，常见容量有128MB、256MB、512MB等，如图4.8所示。,图4.8 184线的DDR SDRAM内存条,DDR2 SDRAM内存条是新近推出的比DDR SDRAM速度更高的内存条，用在一些LGA 775 封装的主板上，它有240个接触点，内存条的芯片也与DDR内存条不同，金手指上的缺口处于内存条的中间位置，如图4.9所示。,图4.9 240线的DDR2 SDRAM内存条,4.2.3 按内存模块的不同标准分类,1. FPM内存 FPM意思是快速页面模式动态随机存储器。 工作原理是：每当CPU或总线读取某一数据时，由地址译码电路选定某一列地址线上的所有存储单元，然后进行充电
8、和刷新处理，再由读写机构读出或写入这一列上的所有存储单元的数据信息，一列上有2048个存储位，综合起来称为一个页面。 FPM内存的读取速率较低，一般为70ns以上，有30线和72线两种，采用SIMM插接方式，工作电压是5V，用在286、386及早期的486级别的微机上，现在已经淘汰。,2. EDO内存 EDO RAM的意思是扩充数据输出内存。 特点是取消了主板与内存两个存储周期之间的时间间隔，每隔2个时钟脉冲周期传输一次数据，使存取速度提高30，达到60ns。 EDO内存主要用于72线的SIMM内存条，以及采用EDO内存芯片的PCI显示卡。图4.10所示为72线的EDO内存条。,图4.10 7
9、2线EDO内存条,3. SDRAM SDRAM（Synchronous DRAM）的意思是同步动态随机存储器，同步是指工作频率与系统总线频率是同步的，这样可使CPU和DRAM的工作时钟相关联，从而共享同一时钟周期，保持工作上的同步，这样就可大大提高内存的读写速率，但数据信号仅在每个脉冲的上升沿处传送出去，其工作原理示意图如图4.11所示。,为了保持SDRAM与CPU同步，必须加大数据吞吐量，为此SDRAM采用了64位读写数据宽度，管脚为168线，双列直插式DIMM封装，工作电压3.3V。SDRAM内存现在仍在很多P3、P4计算机上使用，但主流内存的地位已经被DDR内存所取代。,图4.11 PC
10、100 SDRAM工作原理示意图,4. DDR SDRAM DDR的意思是双倍速率，DDR SDRAM与SDRAM一样，也是与系统总线时钟同步的。但DDR SDRAM是SDRAM的更新换代产品，它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据，这样不需要提高时钟的频率就能加倍提高SDRAM的速度，并具有比SDRAM多一倍的传输速率和内存带宽。,DDR内存采用100MHz的核心频率，通过两条线路同步传输到I/O的缓存区（I/O Buffers），实现200MHz的数据传输频率。由于是两路传输，所以可以预读2bit数据。其工作原理示意图如图4.12所示。,图4.12 DDR200 SDRAM工作原理示意图
11、,5. DDR2 SDRAM DDR2进一步改进为4位预取，这样虽然DDR2的核心频率只有100MHz，但是数据通过四条传输路线同步传输至I/O缓存区，这样就实现了400MHz的实际频率了。其原理如图4.13所示。,图4.13 DDR2-400 SDRAM工作原理示意图,4.3 内存的主要性能指标,内存是计算机系统的三大主要部件之一，其性能的好坏对所配置的计算机系统的性能影响很大，以下我们简单介绍一下衡量内存的主要性能指标。,1. 速度 速度是内存条的主要性能指标之一，一般用存取一次数据的时间(单位一般用ns)来表示，即从CPU向内存提出读取数据的要求到内存将数据送出去的时间，这个时间越短，速
12、度就越快。普通内存的速度只能达到70ns80ns，EDO内存的速度可达到60ns， SDRAM内存的速度达到了7ns，现在的DDR SDRAM芯片的存取时间已达到6 ns、 5 ns 、4 ns甚至更低。,2容量 容量也是内存条的主要性能指标之一，一般用多少兆节（MB）来表示，容量大小有多种规格，早期的30线内存条有256K、1M、4M、8M、16M多种容量，72线的EDO内存则大多为4M、8M或16M，168线的SDRAM内存一般为16M、32M、64M、128MB和512MB容量，现在的DDR内存则为256、512、1G甚至更高。选用较大内存对计算机系统的性能有比较明显的提高。,3时钟频率
13、 时钟频率代表了内存所能稳定运行的最大频率。SDRAM内存一般可分为PC100、PC133、PC150等几种类型，DDRRAM内存一般可分为DDR333、DDR400、DDR533、DDR667和DDR800等，它们分别表示可在100800MHz的时钟频率下稳定运行。,4. 数据位宽度和带宽 内存的数据位宽度是指内存在一个时钟周期内传输数据的位数，以“bit”为单位；内存的带宽是指内存的数据传输速率，即内存一次输入/输出的数据量，计算方法是：运行频率数据带宽/8，之所以要除以8，是因为每8个bit(比特)等于一个Byte(字节)。,5. 延迟时间 延迟时间（CAS/CL）是指纵向地址脉冲的反应
14、时间，也是在一定频率下衡量支持不同规范内存的重要标志之一。比如目前大多数的DDR内存都能运行于CAS Latency = 2、2.5或3的模式下，即读取数据的延迟时间可以是二个时钟周期、2.5个时钟周期或三个时钟周期，同样时钟频率的内存延迟时间越小越好。若内存能稳定运行在延迟时间为2个时钟周期，就会比运行在延迟时间为3个时钟周期有更高的效能。,6. ECC校验 ECC（Error Checking and correcting）的意思是错误自动校验和更正，这是一种数据校验技术，目的是对数据进行错误检查和纠正。为了达到这个目标，它需要在原来的数据位上外加位来实现，这些额外的位是用来重建错误数据的
15、。所以，具有ECC校验功能的内存条上都比没有这种功能的内存条多一个内存颗粒，一般应为9颗。,7. 内存的电压 内存的电压是指内存在工作时所需要的工作电压，FPM内存和EDO内存均使用5V电压， SDRAM则使用3.33.5V的电压，而DDR内存的标准工作为2.5V。,4.4 内存的安装与拆卸,首先，应分清所用内存的类型和主板上的内存插槽是否匹配，例如DDR SDRAM内存， SDRAM内存只能插在SDRAM插槽上； 其次要注意查看DIMM槽内有无异物，若有异物则应及时清理干静，否则可能会造成内存或主板的损坏； 要找准内存上金手指处的缺口与DIMM槽上对应的隔断位置，将内存条垂直地用劲插到底。由
16、于每一条DIMM槽的两旁都有一个卡齿，所以内存若插好了，这两个卡齿应该自动将内存条卡住。如图4.14所示。,图4.14 内存条的安装,拆卸时，只要向外按下两边的卡齿， 内存条就会自动从DIMM槽弹出。,4.5 内存的选购,由于内存的标注没有统一的标准，各个芯片和内存条生产商的标记形式各不相同，且新产品不断上市，也时有假货出现，这都为内存的选购增加了难度。一般来讲，选购时应注意以下几点。,1. 购买主流内存 最好购买计算机主板所支持的主流内存，现在的主流内存型号为DDR333、DDR400、DDR2 533、DDR2 667、DDR2 800等，型号越高，速度越快。考虑到所有规格都向下兼容，为了使内存有更好的性能，也方便以后的维修和更换，建议尽量购买那些高型号的内存。,2. 购买知名品牌内存 第一，应选择知名品牌的内存颗粒（芯片），这能使内存条的质量有一个基本保障，现在市场的品牌内存颗粒（芯片）厂商及代号如表4.1，其中尤以美凯龙、三星、西门子和现代电子最为知名。 第二，要尽量选用知名厂商生产的盒装内存条（真品），如三星、金士顿、胜创、金邦、宇瞻、美光等。,
