1、第四课 内存储器第一节 内存的类型内存是一组，或多组具有数据输入/输出和数据存储功能的集成电路。存根据其存储信息的特点，主要有两种基本类型：第一种类型是只读存储器 ROM（Read Only Memory），只读存储器强调其只读性，这种内存里面存放一次性写入的程序和数据，只能读出，不能写入；第二种类型是随机存取存储器 RAM（Random Access Memory），它允许程序通过指令随机地读写其中的数据。1. 只读存储器 ROM存储在 ROM 中的数据理论上是永久的，既使在关机后，保存在ROM 中的数据也不会丢失。因此，ROM 中常用于存储微型机的重要信息，如主板上的 BIOS 等。常见类
2、型如下：(1) ROM这是标准 ROM，用于存储不随外界的因素变化而永久性保存的数据。在 ROM 中，信息是被永久性融刻在 ROM 单元中的，这使得ROM 在完成融刻工作之后，不可能将其中的信息改变。(2) PROM（Programmable Rom）即可编程 ROM，它的工作情况与 CD-R 相似，允许一次性地写入其中的数据，一旦信息被写入 PROM 后，数据也将被永久性地融刻其中了，其他方面与上面介绍的 ROM 就没有什么两样了。(3) EPROM（Erasable Programmable Rom）即可擦写、可编程 ROM，它可以通过特殊的装置（通常是紫外线）反复擦除，并重写其中的信息。
3、(4) EEPROM（Electrically Erasable Programmable Rom）即电可擦写、可编程 ROM，可以使用电信号来对其进行擦写。因此便于对其中的信息升级，常用于存放系统的程序和数据。(5) Flash MemoryFlash Memory 即闪存存储器，又称闪存，是目前取代传统的EPROM 和 EEPROM 的主要非挥发性存储器，目前主板上的 BIOS 都是使用 Flash Memory。它的存取时间仅为 30ns，并具有体积小，高密度，低成本和控震性能好的优点，是目前为数不多的同时具有大容量、高速度、非易失性、可在线擦写特性的存储器。Flash Memory 除
4、用于系统的 BIOS 外，在移动存储器和 HUB、路由器等网络设备中也得到了广泛的应用。2. 随机存取存储器 RAM随机存储器 RAM 主要用来存放系统中正在运行的程序、数据和中间结果，以及用于与外部设备交换的信息。它的存储单元根据需要可以读出、也可以写入，但它只能用于暂时存放信息，一旦关闭电源，或发生断电，其中的数据就会丢失。(1) SDRAM（Synchronous DRAM）SDRAM（Synchronous DRAM）的中文名字是“同步动态随机存储器”，它是 PC100 和 PC133 规范所广泛使用的内存类型，其接口为 168 线的 DIMM 类型(这种类型接口内存插板的两边都有数据
5、接口触片)，最高速度可达 5ns，工作电压 3.3 V。SDRAM 与系统时钟同步，以相同的速度同步工作，即在一个 CPU 周期内来完成数据的访问和刷新，因此数据可在脉冲周期开始传输。SDRAM 也采用了多体（Bank）存储器结构和突发模式，能传输一整块而不是一段数据，大大提高了数据传输率，最大可达 133 MHz。DIMM (168 线)内存DIMM 内存插槽(2) DDR SDRAM（Double Data Rate SDRAM）DDR 就是双倍数据传输率（Double Data Rate），DDR SDRAM 就是双倍数据传输率的 SDRAM， DDR 内存是 SDRAM 的升级版本，它
6、是更先进的 SDRAM。SDRAM 只在时钟周期的上升沿传输指令、地址和数据。而 DDR SDRAM 的数据线有特殊的电路，可以让它在时钟的上下沿都传输数据。DDR SDRAM 与普通 SDRAM 的另一个比较明显的不同点在于电压，普通 SDRAM 的额定电压为 3.3V，而 DDR SDRAM 则为 2.5V。在物理结构上，DDR SDRAM 采用采用 184 针（pin），金手指部分只有一个缺槽，与 SDRAM 的模块并不兼容。DDR SDRAM 在命名原则上，也与 SDRAM 不同。SDRAM 的命名是按照时钟频率来命名的，例如 PC100 与 PC133，而 DDR SDRAM 则是以
7、数据传输量作为命名原则，例如 PC1600 以及 PC2100，分别表示其数据传速率为 1600MB/s 和 2100MB/s。(3) RDRAM（Rambus DRAM）RDRAM（Rambus DRAM）是 Rambus 公司开发出的具有系统带宽、芯片到芯片接口设计的新型 DRAM，它能在很高的频率范围内通过一个简单的总线传输数据。Rambus 通过进行上升、下降沿分别触发，使原有的 400Mhz 的频率转变为 800Mhz。其带宽为 1.6GB/s。其管脚数为 184，使用 2.5V 电压。Rambus 要求 RIMM 槽中必须全部插满，空余的 RIMM 槽要用专用的 Rambus 终结
8、器插满 Rambus 之所以可以达到 400Mhz 的时钟频率，是因为它使用了铜线连接内存控制器和内存模块，并且通过减少铜线数量和长度，降低电磁干扰。(4) 高速缓冲存储器（Cache）高速缓冲存储器是位于 CPU 和主内存 DRAM 之间的规模较小、但速度很高的存储器，通常由 SRAM 组成。把在一段时间内一定地址范围被频繁访问的信息集合，成批地从主存中读到一个能高速存取的小容量存储器中存放起来，供程序在这段时间内随时采用，而减少，或不再去访问速度较慢的主存，就可以加快程序的运行速度。这个介于 CPU 和主存之间的高速小容量存储器就称之为高速缓冲存储器，简称 Cache。目前，CPU 一般设
9、有一级缓存（L1 Cache）和二级缓存（L2 Cache）。Cache 的基本操作有读和写，其衡量指标为命中率，即在有 Cache 的系统中，CPU 访问数据时，在 Cache 中能直接找到的概率，它是 Cache 的一个重要指标。由于 Cache 加快了 CPU 访问主存的速度，所以 Cache 的大小对系统整体速度的提高十分显著。第二节 内存的性能指标和规范1.内存的性能指标(1) 存储容量30 线的内存条在容量大小上一般有三种：256K、1MB、4MB；72线的内存条现在有五种容光焕发量规格：1MB、4MB、8MB、16MB、32MB；168 线和 184 线的容量都比较大，有 32M
10、B、64MB、128MB、256MB、512MB、1GB 等。(2) 接口类型目前内存的主要接口类型是 184（DDR 内存）和 168（SD 内存）线的 DIMM 类型接口，较早的 EDO-RAM 内存条使用的 72 线的 SIMM类型接口已经很少见了。DIMM 内存插板的两边都有数据接口触片，一般是 84 或 92 针，双边共 84*2=168 或 92*2=184 针，所以通常把这种内存称为 168/184 线内存。而 SIMM 内存为 72 线内存。是5X86 及其较早的 PC 中常采用的内存接口方式。(3) 系统时钟周期（Tck）、最大延迟时间（tAC）和 CAS 延迟时间（CL）t
11、CK（TCLK）系统时钟周期，它代表 SDRAM 所能运行的最大频率。数字越小说明 SDRAM 芯片所能运行的频率就越高。最大延迟时间tAC（Access Time from CLK）是最大 CAS 延迟时的最大输入时钟数，PC100 规范要求在 CL=3 时 tAC 不大于 6ns。目前大多数SDRAM 芯片的存取时间为 5、6、7、8 或 10ns。CAS 的延迟时间CL（CAS Latency）是纵向地址脉冲的反应时间，它关系着内存的反应速度。目前 SDRAM 的 CAS 延迟时间大部分为 2 或 3，即它在读取数据时的延迟时间，可以是 2 个时钟周期，也可以是 3 个时钟周期，当然越小
12、越快。(4) 内存的带宽总量内存带宽总量是在理想状态下一组内存在一秒内所能传输的最大数据容量。计算公式为：内存带宽总量(MBytes) = 最大时钟速频率 (MHz) * 总线宽度 (bits) x*每时钟数据段数量/ 8(5) 电压SDRAM 使用 3.3V 电压，DDR 使用 2.5 V 电压，而新的 DDR-II 内存使用 1.8 V 电压。(6) 错误检查与校正（ECC）ECC（Error Check Correct，错误检查与校正）校验功能，不但使内存只有数据检查的能力，而且使内存具备数据错误修正功能。以前奇偶校验的是 8 bit 数据，用 1bit 的奇偶校验位来检查数据的正确性，
13、但具有 ECC 功能的内存，则用 4bit 来检查 8bit的数据是否正确。当 CPU 读取数据时，若有 1 个 bit 的数据错误，则 ECC 就会根据原先存在 4bit 中的检验 bit 数据，来定位那个bit 错误，而且会将错误数据加以校正。(7) 奇偶校验为检验内存在存取过程中是否准确无误，每 8 位容量配备 1 位作为奇偶校验位，配合主板上的奇偶校验电路，对存取的数据进行正确校验，这需要在内存条上额外加装一块芯片。鉴别内存条是否带奇偶校验比较简单，装好内存开机后，在 BIOS 设置中，选择允许奇偶校验，如果机器可正常引导，则说明内存条带奇偶校验，如果屏幕上出现奇偶校验错的提示后死机，
14、则说明内存不带奇偶校验。(8) SPD从 PC100 标准开始，内存条上就装有一个称为 SPD（Serial Presence Detect,串行存在探测）的小芯片。SPD 一般位于内存条正面右侧，它是 1 个 8 针 SDIC 封装（3mm*4mm）256 字节的EEPROM 芯片，里面保存着内存条的速度、工作频率、容量、工作电压、CAS、tRCD、tRP、tAC、SPD 版本等信息。当开机时，支持SPD 功能的主板 BIOS 就会读取 SPD 中的信息，按照读取的值来设置内存的存取时间。当然，这些情况只是在内存参数设置为 By SPD 的情况下才可以实现。2. 内存的规范(1) SDRAM
15、 规范 PC-100 SDRAM 规范PC 100 规范要求主机板外部时钟频率为 100MHZ，且在 BIOS 选项中，CAS latency 设置为 2 时，PC 100 SDRAM 能稳定地与主板同频工作。PC 100 SDRAM 规范包括：内存条各部分线长最大值与最小值；线宽与间距的精确规格；6 层 PCB 板,且有完整的电源层和地线层；每一电路层之间距离的详细规格；符合精确发送、载入、终止等请求的时间；详细的 SDRAM 组成规格；详细的 EEPROM编程规格；特殊的标记要求；电磁干扰标记要求；可选镀金印刷电路板等。 PC-133 SDRAM 规范相比于 PC100 来说，PC133
16、规范进一步对内存提出了更高的要求：CL=3 时，tCK133MHz。随后 Intel 也提出了自己的 PC133规范，与威盛的最大区别就在于要求将 CL 的参数设置成 2 时，内存稳定工作在 133MHz 的外频下。威盛和英特尔的 PC133 规范中都明确规定：所有符合 PC133 规范的内存都必须采用 6 层 PCB 板。 PC-150 SDRAM 规范这种内存并非正式发布的一个版本，它实际上就是一个超频版的内存。通常这种内存可以运行在 150MHz 频率 CAS 3 模式，或者是 133MHz 频率 CAS2 模式下。(2) DDR SDRAM 规范DDR 内存按照速度有两种方法来进行分类
17、：第一种就是以DDRxxx 这种方式命名，后边的“xxx”就表示了这个内存是以两倍于 xxx 的速度运行的内存；另外一种就是以 PCxxxx 进行命名，后边的“xxxx”就是内存的带宽。目前常用的 DDR 标准有以下四个：DR 200/PC 1600:此类 DDR 内存就是最早的一代 DDR 内存了。它的工作频率为 200MH(由于是 DDR 内存，所以频率增加一倍，就是100MHz 2，所以，这类内存是工作在 200MHz 的频率下的)，而工作模式为 CAS 2.5。DDR 266/PC 2100:现在最普遍见到的 DDR 内存，工作频率为266MHz，工作模式为 CAS 2.5。PC106
18、6:这是 RDRAM 中新的一代内存，它运行在 533MHz DDR 之下，实际工作频率达到了 1.66MHz。PC1200:与 PC1066/800 类似，它的运行频率将在 600MHz DDR (实际为 1200MHz 这个频率之下)。第三节 内存的技术发展SDRAM 已经有点过时了，RDRAM 也只是小部分高端用户的选择。真真成为市场主流的非 DDR SDRAM 莫属。目前，两种更先进的内存已出现，这新一代内存主要是：DDRII 和 32-bit Rambus。另外，随着微型机性能的不断提升，人们要求内存封装更加精致，以适应大容量的内存芯片，同时也要求内存封装的散热性能更好，以适应越来越
19、快的核心频率。1. DDR II2. 32-bit Rambus：RIMM 4200(1) DDR 333/PC 2700正式发布的一个 DDR 内存版本，通过将内存频率增加到 166MHz DDR(实际工作中双倍变为 333MHz),CAS2.5 模式。(2) DDR400/PC3200工作的频率 200MHz 的 DDR(实际工作频率为 400MHz)。3. RDRAM 规范RDRAM 内存的命名方式和 DDR 内存非常相似，统一命名采用PCXXX 的格式，而其中的 XXX 就接近于内存实际工作频率。(1) PC600这是第一代的 RDRAM。工作频率为 300MHz DDR (也就是实际
20、工作频率为 600MHz)。(2) PC700也是第一代的 RDRAM 内存。工作频率为 356MHz DDR (也就是实际工作频率为 712MHz)。(3) PC800这也是第一代的 RDRAM 内存版本。工作频率为 400MHz DDR (实际工作频率为 800MHz)。第四节 内存的安装与选用1. 内存的安装目前主板上内存条的插槽主要是 184 针的 DIMM 插槽，使用的是184 线的 DDR 内存条。DIMM 内存条的安装比较简单，但 DIMM 内存条很长，安装时要小心，不要太用力，以免损坏主板。DIMM 内存条的两边是相同的，在金属引脚端有一个或两个凹缺口，对应DIMM 插座上的凸
21、棱，所以插入方向容易确定。安装 DIMM 内存条时，首先将内存条垂直插入对应的插槽中，然后均匀用力将内存条插到底就可以了，同时听到“咔”的一声，插槽两端的卡子就会将内存条卡住，内存条就安装到位了。拆卸 DIMM 内存条时，用手将内存条插槽两端的卡子向外掰开，内存条就弹出来了。2. 内存的选用(1) 选购内存心得实用主义者选 SDRAM。要求高性价比时选 DDR。追求完美的高端用户选用 Rambus。(2) 内存选购技巧 内存颗粒的质量晶圆是指那些尚未经过切割的内存片，并不是那些包上品牌外衣的内存颗粒。选用内存时要选择较大厂商生产的内存颗粒，如日本的 NEC、日立、韩国的三星和现代(HY)、台湾
22、的胜创科技、宇瞻、金邦，以及美国的 Micron 的内存颗粒质量都不错。 PCB 电路板的质量PCB 电路板是内存条的主体，它质量的好坏，对内存条和主机板的兼容性等都起着重要的作用。拿到一条内存条，首先要看的是 PCB 板的大小、颜色，以及板材的厚度（4 层还是 6 层）等。好的电路板，外观看上去颜色均匀、表面光滑、边缘整齐无毛边，采用六层板结构且手感较重。 内存条的制造工艺质量好的内存条外观看上去颜色均匀，表面光滑，边缘整齐无毛边，且无虚焊、无搭焊，SPD、电阻的焊接也很整齐的，内存条的引脚(金手指)一定要光亮整齐，没有褪焊现象。注意辨认内存上的标识在内存芯片的标识中通常包括厂商名称、单片容
23、量、芯片类型、工作速度、生产日期等内容，其中还可能有电压、容量系数和一些厂商的特殊标识在里面。可使用 Software Sandra 这类测试软件，读取内存条上的 SPD 内部的参数，根据测试结果，就可以了解内存条是否符合对应的标准，并依次检测内存条的标识是否相符。内存条要防摔、防振、防止静电。尽量用柔软、防静电的物品包裹内存条，注意，在用手触摸它之前，要先触摸一下导体，使手上的静电放掉，拿内存条时也应轻拿轻放。(3) 当前主流 DDR 内存 现代（HY）现代 DDR 内存颗粒编号的含义:现代 DDR 内存颗粒编号的含义1- 生产厂家：HY 表示现代公司；2- 内存类型：57 表示 SDRAM
24、，5D 为 DDR SDRAM；3-额定工作电压：空白为 5V，“V“为 3.3V, “U“为 2.5V4-内存单位容量和刷新单位：其中 64 为 64Mbit、4K 刷新；65为 64Mbit、8K 刷新；28 为 128Mbit、4K 刷新；56 为256Mbit、8K 刷新；5-数据带宽：4 为 4bit，8 为 8bit，16 为 16bit，32 为 32bit6-芯片组成：内存芯片内部由几个 Bank 组成，1、2、3 分别代表 2 个、4 个和 8 个 Bank，是 2 的幂次关系；7- I/O 界面：1 ：SSTL_32 ：SSTL_2；8- 产品内核代号：可以为空白或 A、B
25、、C、D 等字母，越往后代表内核越新；9- 功耗：空置为普通，L 为低功耗；10- 封装形式：JC=400mil SOJ，TC=400mil TSOP-，TD=13mm TSOP-TG=16mm TSOP-；11- 工作速度：55 ：183MHZ、5 ：200MHZ、45 ：222MHZ、43 ：233MHZ、4：250MHZ、33：300NHZ、L：DDR200、H：DDR266B、K：DDR266A。 三星三星的 DDR 内存条也是采用它自主开发的内存颗粒，市场中最常见的是 DDR266 和 DDR333 两种规格。三星内存的制作工艺相当精湛。 宇瞻宇瞻的主流 DDR 内存速度为 DDR3
26、33（PC2700），产品品质好，价格不错，具有良好的性价比。 KingMax 胜创科技 TinyBGA 技术是 KingMax 专利，于 1998 年8 月开发成功。TinyBGA 技术采用 BT 树脂以替代传统的 TSOP 技术，具有更小的体积，更好的散热性能和电性能。(4) 内存的常见冒充形式以 168 线的 EDO 冒充 168 线的 SDRAM以低速条冒充高速条以普通低速条冒充 EDORAM将坏主板上的好的内存条再组合使用以杂牌普通内存冒充名牌原装机内存第五节 内存常见故障的处理启动系统，或运行应用程序时，如果出现系统提示“Memorywrite/read failure”或“Mem
27、ory allocation error”或“Parity check error”等信息，都属内存出现故障。另外，如果系统无法启动，或启动后立即死机，以及启动后出现花屏和乱码等现象，都有可能是由于内存故障引起的，也应对内存进行仔细分析和检查。常见的引起内存故障的原因有以下几个方面：1. 内存的速度与主板的速度不匹配。如果使用的内存条的速度较低，则会发生系统不稳定或死机现象。2. 内存条特性不良。有些内存条设计不佳，或使用的材质不良，或工艺有缺陷，尤其是大容量的内存条就会挑主板，挑 CPU 的品牌，而造成系统不稳。3. 不同容量，或不同速度的内存条插入同一个 BANK 中，造成内存特性不一致，
28、而使系统工作不稳定。4. 使用无奇偶检验的内存条，但未将 CMOS 中的奇偶校验设置关闭或同时混合使用有奇偶校位和无奇偶校验位的内存条造成系统无法启动。5. CMOS 的设置与内存不一致。如 CL、tCK、tAC 设置不当。6. 使用内存颗粒质量低劣，引起电显示器花屏现象。这时，虽然可能通过了开机自检，但无法正常工作。7. 内存存在兼容性问题。例如，在给电脑升级加扩内存是时，会发现有时内存的大小不能正确被电脑识别，这种情况一般出现在不同的两个内存厂家的内存的混插，不同的内存之间出现兼容性问题。8. 内存条接触不良，可检查主板上内存插槽两端的弹簧卡子是否完好，内存条金属引脚是否有锈斑或其它异物，然后作相应处理。
