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1、Memory讲义 Memory讲解讲解Memory讲解讲解 ?Memory的简要说明?Memory的简要说明 ?各种存储技术的说明 ?协议简介?Memory协议简介 ?线路图绘制 ?Layout说明 ?Memory Tuning简介?Memory Tuning简介 1 2011/3/22 Memory讲义 Memory的简要说明的简要说明Memory的简要说明的简要说明 简要说明一下Memory是什么？Memory充当什么角色。 Memory对于计算机行业而言，就是指主板上所使用的内存，也被称呼为 DRAM（动态随机存取内存），内存的作用就是使计算机的CPU(中央处理器) 能够更快速读取储存在
2、内存的指令及资料相对于我们的存储设备硬盘而能够更快速读取储存在内存的指令及资料 ，相对于我们的存储设备硬盘而 言，它的速度更加快。近几年主要在用的内存有DDR，DDR2，DDR3。 现在我们使用的内存都是带宽的内存在样式上主要有两种和现在我们使用的内存都是64bit带宽的，内存在样式上主要有两种：DIMM和 SODIMM两种。 DIMM： 即Dual InLine Memory Modules，双列直插式存储模块, 在台式机上 应用比较多，台式机上应用的主要是UDIMM(Unbuffered DIMM),在DIMM模 组上，电路板正反两面的针脚各有其独立电路，这是相对于早期的SIMM （ Si
3、ngle InLine Memory Modules,单边接触内存模块）而言的， 在SIMM模（ Single In Line Memory Modules,单边接触内存模块）而言的， 在SIMM模 组上，电路板正反两面的针脚是相连在一起的。 SODIMM：即Small Outline DIMM，主要使用于笔记本电脑，它的尺寸较标 准的DIMM模组小很多 2 2011/3/22 准的DIMM模组小很多。 Memory讲义 DIMM和和SODIMM图片图片DIMM和和SO DIMM图片图片 3 2011/3/22 Memory讲义 各种存储技术的说明各种存储技术的说明各种存储技术的说明各种存储技
4、术的说明 ?ROM和RAM?ROM和RAM ?SRAM 和DRAM ?SDRAM ?SDRAM和DDR SDRAM ?内存的发展趋势 4 2011/3/22 Memory讲义 ROMROM ROM: Read Only Memory只读的存储器 对于ROM,我们接触的最多的有如下几个: ?PROM: Programmable ROM (可编程的ROM)通常只能写入一次,写入后不能再更改. ?EPROM Ebl PROM(可擦除PROM)工作时只能读取信息 但是可以用紫外线擦除?EPROM: Erasable PROM(可擦除PROM)工作时只能读取信息,但是可以用紫外线擦除 已有信息,并在专用
5、设备上高压写入信息. ?EEPROM: Electronic EPROM(电可擦出PROM),可以通过程序的控制进行读写操作. ?Flash ROM: 也被称为Flash Memory， EEPROM的一种,这种技术可以快速完成读,写, 擦除三种基本的操作模式,就算在不供电的的环境下,也能保存数据的完整性. 其实U盘采用的就是Flash ROM技术,这种技简单来讲是在MOS的控制闸(Gate极)与通 道间多一层成为”浮闸”(floating gate)的物质,这个功能可以让单元格中的电子在断电 的情况下被长久保存保存,下次再通过更高的电压还原为正常的1. 从以上的说明可以看出，ROM特性：它能
6、在不供电的情况下长期存储数据。 5 2011/3/22 Memory讲义 ROM图片图片ROM图片图片 6 2011/3/22 Memory讲义 RAMRAM RAM: Random Access Memory 随机存取记忆体 RAM: Random Access Memory 随机存取记忆体，可以随机性的写入与读出 它内部存储单元的数据。 RAM是一种半导体存储器，必须在通电的情况下工作，其特性是当电源消 失后，存储于RAM内部的数据也随之消失。 RAM又分为SRAM（静态）和DRAM（动态）两种，我们目前使用的内存主 要是SDRAM（同步动态RAM）要是SDRAM（同步动态RAM）。 7
7、2011/3/22 Memory讲义 SRAM和和DRAMSRAM和和DRAM DRAM：Dynamic RAM 动态随机存储器y动态随机存储器 SRAM：Static RAM 静态随机存储器 DRAM：Dynamic RAM它利用电容的充放电来达成资料写入和读取的动作DRAM：Dynamic RAM ，它利用电容的充放电来达成资料写入和读取的动作， 因电容的特性故需要每间隔一段时间作刷新动作来保持资料的完整性，控 制器设计比较复杂，但是DRAM的每个Cell（单元）的单位面积比较小，适 合大量生产主要应用于电脑的内存比如FPRAMEDORAMSDRAM合大量生产，主要应用于电脑的内存，比如F
8、PRAM，EDORAM，SDRAM， DDR SDRAM，RAMbus等等。 SRAM：Static RAM ，利用DType Flip Flop（D触发器）来完成资料的写入和 读取的动作，因正反器特性，资料写入不需要做刷性的动作，故控制器设 计比较简单，存取的速度比DRAM快，但是每个Cell的单位面积比DRAM大，计比较简单，存取的速度比DRAM快，但是每个Cell的单位面积比DRAM大， 耗电也比DRAM大，适合高要求的应用场合，主要应用在CPU中的Cache Memory（CPU内部的高速缓存）。 8 2011/3/22 Memory讲义 SRAM Cell Diagram1SRAM
9、Cell Diagram 1 最简单就是一个D触发器示意图: 从右图可以看出, Data Input Data Output DQ 从右图可以看出, 当有Power存在的 时候,因为D触发器 的特性 数据可以 Clock Input CK 的特性,数据可以 保存,不需要刷新 动作. CK 9 2011/3/22 Memory讲义 SRAM Cell Diagram2 Word Line (select) 4个晶体管个晶体管 VCCVCC 2 组成一个组成一个 SRAM Cell Line1 Line2 Q1 1 32 Q3 1 32 ata L Data Q1Q3 Q2 1 2 Q4 1 2
10、R/W Da R/W 3 3 R 10 2011/3/22 GNDGND Memory讲义 SRAM Cell Diagram3g 个体管个体管6个个晶晶体管体管 组成一个组成一个 SRAM Cell 11 2011/3/22 Memory讲义 DRAM Cell DiagramDRAM Cell Diagram DRAM Cell的简易图如下: 行解码线行解码线(Row Address) 从右图可以看出,当 有Power存在的时候 1 列解码线列解码线 (Column Address) 有Power存在的时候, 因电容的特性故需 要每间隔一段时间 作刷新动作来保持 Q1 32 C1 作刷新动
11、作来保持 资料的完整性. 1 2 GND Q2 1 3 至读至读/写放大器写放大器 12 2011/3/22 Memory讲义 SDRAMSDRAM SDRAM: Synchronous DRAM,即同步动态随机存储器. SDRAM将CPU和RAM通过同个时钟Clk锁在起 使RAM和CPU能够共享SDRAM将CPU和RAM通过同一个时钟Clock锁在一起,使RAM和CPU能够共享 一个时钟周期,以相同的速度同步工作,每一个时钟脉冲的上升沿传递数据. SDRAM是相对与早期的数据存储器FPM RAM和EDO RAM而言的,简要说一下 这两种模式: FPM RAM: (Fast Page Mode
12、) RAM,快速页面模式随机存储器,这是较早的微机 上使用的内存 它每隔3个时钟周期传送一次数据 之所以将快速页模式 因为上使用的内存,它每隔3个时钟周期传送次数据.之所以将快速页模式,因为 它以4字节突发模式传送数据,这4个字节来自于同一列或者说同一页. EDO RAM: (Extended Data Out) RAM, 扩展数据输出随机存储器, EDO内存取消 了主板与内存两个存储周期之间的时间间隔 它每隔 个时钟周期传输次了主板与内存两个存储周期之间的时间间隔,它每隔2个时钟周期传输一次 数据,缩短了存取时间. 13 2011/3/22 Memory讲义 SDRAM和和DDR SDRAM
13、SDRAM和和DDR SDRAM 准确的来说SDRAM分为两种: Single Data Rate SDRAM: 即SDR SDRAM. Double Data Rate SDRAM: 即DDR SDRAM. Single Data Rate SDRAM: 即SDR SDRAM, 也就是上一篇中所提到的SDRAM,它是 在每一个时钟Clock的上升沿存取数据的在每个时钟Clock的上升沿存取数据的. Double Data Rate SDRAM: 即DDR SDRAM, 它允许在时钟Clock的上升沿和下降 沿存取数据,这样不需要提高时钟频率就可以加倍提高SDRAM的速度. 简单说一下RIMM
14、: Direct Rambus memory module的注册专有名称,属于 Kingston专有的,RIMM(Rambus Inline Memory Module)模组有较快的存取和传 输速率,因此也会产生更多的热量,所以RIMM外面一般都包裹一层散热片.输速率,因此也会产生更多的热量,所以RIMM外面般都包裹层散热片. 14 2011/3/22 Memory讲义 内存的发展趋势内存的发展趋势内存的发展趋势内存的发展趋势 15 2011/3/22 Memory讲义 内存的发展趋势内存的发展趋势Cont.内存的发展趋势内存的发展趋势Cont. 16 2011/3/22 Memory讲义 M
15、emory协议简介协议简介y协议简介协议简介 ?DRAM Module图片 ?原理示意图?DRAM 原理示意图 ?DRAM信号说明 ?DRAM大小的计算 ?DRAM时序图?DRAM时序图 ?DDR数据率的计算 ?ECC?ECC ?SPD ?Intel 1N/2N Mode ?DDR1 vs DDR2 vs DDR3 17 2011/3/22 ?DDR1 vs. DDR2 vs. DDR3 Memory讲义 DRAM Module图片图片1图片图片 18 2011/3/22 Memory讲义 DRAM Module图片图片2DRAM Module图片图片2 19 2011/3/22 Memory
16、讲义 DRAM Module图片图片3DRAM Module图片图片3 20 2011/3/22 Memory讲义 DRAM原理示意图原理示意图1DRAM原理示意图原理示意图1 DRAM Function简化示意图: ROWROW行地址行地址LatchLatch ROW行地址解码器ROW行地址解码器 ROWROW行地址行地址LatchLatch 输输入入 以以及及 C O L C O L 列列 C O C O LL 记忆体阵列记忆体阵列 入入输出放大输出放大 及及控制电路控制电路 DQ I/O 列列地址解地址解码码 LL 列地址 L a 列地址 L a tt A0A15 BA0BA2 码码器器 tt c h c h M dRi tM dRi t DQS/DQS# 时序 控制器 时序 控制器 M Mo od de e R Re egigis st ter Command 解码器 er Command 解码器 RAS# CAS# WE# CKE CK/CK# 21 2011/3/22 CS# Memory讲义 DRAM原理示意图原理示意图2DRAM原理示意图原理示
