第05章内存-new

1、第5章 内 存5.1 概述存储器分为内存储器与外存储器。内存储器又称为内存，安装在计算机内部，通常是安装在主板上。现代的PC里主要有四种类型的内部存储器芯片：· ROM。只读存储器。即只能有条件的写入，但可随机读取，断电后存储在其中的数据不会丢失。它的作用是，保存不能丢失的、计算机运行时必须使用的程序和数据，如主板BIOS及适配卡的BIOS等。· FLASH。闪存。特性与ROM比较相似，但支持随机写入，在一些地方已经逐步替代ROM。关于FLASH的详细介绍请参阅第七章外存储器。· DRAM。动态随机访问存储器。即可随机的写入也可随机的读取，断电后存储在其中的数据即

2、刻丢失。这种内存储器的另一重要特点是，需要每隔一定的时间，将存储在其中的数据重新写入一次，即刷新。DRAM的作用是，供暂时存储处理器需要处理的数据或处理后的结果。· SRAM。静态随机访问存储器。它与DRAM特性类似，只是不需要定时刷新。由于SRAM的价格比DRAM昂贵，但比DRAM速度快，因此它往往作为缓存使用。我们常说的内存在狭义上是指系统主存，通常使用DRAM芯片。它是计算机处理器的工作空间，是处理器运行的程序和数据必须驻留于其中的一个临时存储区域。内存存储是暂时的，因为数据和程序只有在计算机通电或没有被重启动时才保留在这里。在关机或重启动之前，所有修改过的数据应该保存到某种永

3、久性的存储设备上（如硬盘），以便将来它可以重新加载到内存里。内存可以被称为RAM（Random Access Memory，随机存取存储器），这是因为用户可以随机地（并且迅速地）读取内存中的任何位置上的数据，并能将数据写入到希望的位置上。但这个名称有些误导，经常被错误地理解。例如，只读存储器（ROM）也是可随机访问的，但它与系统的 RAM不同，因为存在其中的数据不会因为断电而丢失，也不会被随意地向其中写入数据；磁盘存储器也是随机可访问的，但我们也不把它看作RAM。这是因为，磁盘存储器虽然可以随时读取和写入，但在断电时磁盘存储器仍可靠其磁性将数据保存住而不丢失。内存的容量常以字节、千字节和兆字节

4、来表示。实际上磁盘存储器的容量也是用这些术语来表示。内存和磁盘存储器之间的区别，可以用放着桌子和文件柜的一个小办公室来比喻。在这个通俗的比喻里，文件柜代表系统的磁盘存储器（如硬盘），程序和数据存储在这里以便长期保存。桌子代表系统的内存，它允许在桌边工作的人（处理器）直接访问桌上的任何文件。文件代表可以加载到内存里的程序和文档。要操作一个特定的文件，首先必须从柜子里取出它并放到桌子上。如果桌子足够大，可以一次在上面打开多个文件。同样，如果系统有更多的内存，就可以运行更多更大的程序，操作更多更大的文档。在系统里添加硬盘空间就像将一个更大的文件柜摆到办公室里，可以永久存储更多的文件。将更多的内存加到

5、系统里就像换一张更大的桌子，用户可以同时工作于更多的程序和数据。这个比喻和计算机里实际工作方式的不同在于当一个文件加载到内存时，它是实际被加载文件的一个副本，原始的文件仍驻留在硬盘上。注意，由于内存的临时性特征，在加载到内存之后发生变化的所有文件必须在系统关闭前存回硬盘。如果改变了的文件没有被保存，则硬盘上文件的原始副本仍然是未改动的。这就像是对桌面上的文件所作的任何修改当办公室关门时都被丢弃，尽管原来文件本身仍在文件柜里。物理上讲，内存是由PCB、SPD芯片、贴片电容、金手指和一组内存芯片所组成的模块，它被安装在主板的相应内存插槽上。（参见图5-1）。图5-1 内存的组成内存芯片或模块的电子

6、和物理设计都不同，必须与装载它们的系统兼容才能正确地工作。在本章里，会讨论在不同系统里安装的各种芯片和模块。 内存的类型.1 FPM DRAM标准的DRAM是通过分页（paging）技术进行访问的。正常的内存访问需要选择一个行地址和一个列地址，这会耗费时间。分页通过保持行地址不变而只改变列地址，可以对给定行的所有内存数据进行更快的访问。使用这种技术的内存被称为页模式（Page Mode）或快速页模式（Fast Page Mode, FPM）内存。页模式的其他变种包括为静态列（Static Column）或半字节模式（Nibble Mode）内存。内存分页是一种改善内存性能的简单机制。为了进一步

7、提高内存访问速度，系统已发展成允许对DRAM进行更快的访问。一个重要的变化是在486和以后的处理器里实现了突发模式访问。突发模式是利用大多数内存访问的连续特性。对一个给定的访问在建立行和列地址之后，使用突发模式，就可以访问后面3个相邻的地址，而不需额外的延迟或等待状态。一个突发访问通常限制为4次正常访问。为了描述这个过程，我们经常以每次访问的周期数表示计时。一个标准DRAM的典型突发模式访问表示为x-y-y-y，x是第一次访问的时间（延迟加上周期时间），y表示后面每个连续访问所需的周期数。如，60ns DRAM通常运行5-3-3-3突发模式定时。这表示第一次访问总共需要5个周期在66MHz系统

8、总线上，这大约是75ns或5×15ns周期，后续的周期则每个都需要3个周期（3×15ns=45ns）。可以看到，实际的系统定时小于内存从技术上讲的标称值。若没有突发技术，内存访问则为5-5-5-5，因为每个内存传输都需要完整的延迟。支持分页和这种突发技术的DRAM存储器叫做快速页模式（Fast Page Mode, FPM）内存。这个术语来自对同一页上的数据可以用更少的延迟进行内存访问的能力。1995年及之前的大多数486和Pentium系统都使用FPM内存。.2 EDO DRAM1995年，Pentium系统里出现了一种叫做EDO（Extended Data Out 扩展

9、数据输出）的新型DRAM。它是FPM内存的改进形式，也被称为超页模式（Hyper Page Mode）。EDO由Micron Technology研制并获得专利。EDO内存包含专门制造的允许在连续访问之间进行时间重叠的芯片，允许下一个访问周期与前一个周期重叠，从而使每个周期大约节省10ns。为了实际使用EDO内存，主板芯片组必须支持它。1995年推出的Intel 430FX之后的大多数主板芯片组都提供了对EDO的支持。EDO DRAM一般是72针的SIMM（Single Inline Memory Module，单内联内存模块）形式。内存的工作电压通常是5V。.3 SDRAMSDRAM，即同步

10、DRAM（Synchronous DRAM），消除了异步DRAM里的大部分延迟，信号已经与主板时钟频率保持同步。SDRAM使用高速、定时的接口可以极高速度的突发传输信息。和EDO RAM一样，芯片组必须支持这种内存以使它在系统里可用。从1997年的430VX和 430TX开始，Intel后来的大多数芯片组都支持SDRAM。SDRAM的性能比FPM和EDO有了很大的提高。SDRAM有几种规范，分别是：PC66、PC100和PC133。SDRAM以DIMM（Dual Inline Memory Module，双内联内存模块）的形式安装在主板上。内存的工作电压通常是3.3V。.4 DDR-SDRAM

11、双倍数据速率（Double Data Rate, DDR）SDRAM内存是对标准SDRAM的改进设计，在这种内存里数据传输速度可以提高一倍。DDR内存并不将时钟频率加倍，而是通过在每个时钟周期里传输2次来获得加倍的性能，一次在周期的前沿（下降），另一次在周期的后沿（上升）。这样可以有效地将传输率提高一倍。DDR-SDRAM使用184针的DIMM设计。内存的工作电压通常是2.5V。.5 DDR2-SDRAMDDR2与DDR相比，最大的区别是数位预取技术的不同，DDR采用的是2位预取（2bit Prefect）,而DDR2采用的是4位预取（4bit Prefect）。即DDR2每次传送数据达到4b

12、it，比DDR每次传送2bit多一倍。这样，虽然DDR2和DDR一样，都采用了在时钟的上升延和下降延同时进行数据传输的基本方式，但在同样的100MHz核心频率下，DDR的内存时钟频率也是100MHz，实际数据传输频率是200MHz，而DDR2的内存时钟频率达到了200MHz，实际数据传输频率更是达到了400MHz。图5-2对比了SDRAM、DDR-SDRAM和DDR2-SDRAM这三者的传输速度。图5-2 SDRAM、DDR-SDRAM和DDR2-SDRAM传输速度的比较DDR2内存的工作V降到了1.8V。功率消耗、芯片温度和写入延迟不定性都得到了下降。 DDR2内存的另外一项重要改进是在内存

13、本身集成了信号终结器（ODT，On Die Termination）。在并行总线中，信号传输到一端的尽头之后不会自动消失，而会沿着相反的方向反射回去，这样就会与后面传送过来的信号发生碰撞，导致传输数据出错。一般情况下，工作频率越高，信号反射的现象就越严重，终结器就是用来解决这个问题的，它可以有效的吸收末端信号，防止数据的反射。DDR2内存直接将终结器整合在内存芯片中，以内部逻辑的形态存在。如果多条模块一起工作，系统可以自动控制每一条模块中ODT功能的开启或关闭，这样我们就不必担忧信号会在第一条模块中就被终结掉，而在后续模块中无法生效的问题。DDR2通过引入“Posted CAS”功能来解决指令

14、冲突问题。所谓Posted CAS，指的是将CAS（读/写命令）提前几个周期、直接插到RAS信号后面的一个时钟周期。这样CAS命令可以在随后的几个周期内都能保持有效，但读/写操作并没有因此提前，总的延迟时间也没有改变。它的好处在于可以彻底避免信号冲突、提高内存使用效率，但需要注意的是，这种功能的效果只有在读写极其频繁的环境下才能得到体现，若是普通应用，Posted CAS反而会增加读取延迟、令系统性能下降。用户通过调整主板BIOS中的设置，来控制Posted CAS功能开启或关闭。此外，DDR2还加入了OCD （Off-Chip Driver）技术，在I/O Driver新增稳压线路，令充电、

15、放电动作的电压值的误差减至最少，以防止电压不稳定的时候引起资料丢失。DDR2-SDRAM使用新的240针的DIMM设计。.6 RDRAMRDRAM，即Rambus DRAM，是一种在1999年后期出现在高端PC系统里的一种内存设计，但因为市场的接受程度不高，目前已经不常见。使用FPM/EDO或SDRAM的传统内存系统称为宽通道系统（wide channel system），它们的内存总线和处理器的数据总线一样宽，Pentium以及以后的型号为64位。DIMM是一种64位宽的设备，即可以一次传输给它64位数据（或8个字节）。RDRAM却是一种窄通道设备。它一次只传输16位（2个字节）数据（加上两

16、个可选的校验位）。RDRAM内存总线宽度虽然不宽，但速度却很快。RIMM通常运行在800MHz或更高，即单通道总的带宽为每秒800×2或1.6GB，与PC1600 DDR-SDRAM相同。而且，传输之间的延迟更小，因为它们都同步地运行于一个循环系统里，而且只有一个方向。要进一步提高速度，同时使用2个或4个RDRAM通道是可能的，从而将内存总线带宽/s。Intel 840/850系列芯片组支持双通道 RDRAM。RDRAM芯片安装在RIMM里。RIMM的大小和物理形状类似于当前的DIMM，但它们是不能替换的。RDRAM内存总线是一条经过总线上的所有设备和模块的连续线路，每个模块在相对的

17、两端有输入和输出引脚。因此，通道中未插内存模块的RIMM插槽必须插入一个连接模块以保证路径是完整的。 内存芯片的封装.1 DIP早期的内存芯片采用DIP封装，这种封装的外形呈长方形，针脚从长边引出，具有适合PCB穿孔安装，布线和操作较为方便等特点。由于针脚数量少（一般为864针），且抗干扰能力极弱，加上体积比较“庞大”，所以DIP封装如昙花一现。图5-3展示了DIP封装的内存芯片。图5-3 DIP封装的内存芯片。.2 SOJ从SOJ（Small Out-Line J-Lead Package 小尺寸J形引脚封装）中伸出的引脚有点像DIP的引脚，但不同的是其引脚呈“J”形弯曲地排列在芯片底部四周

18、。SOJ封装一般应用在EDO DRAM。图5-4展示了SOJ封装的内存芯片。图5-4 SOJ封装的内存芯片。.3 TSOPTSOP封装（Thin Small Outline Package 薄型小尺寸封装）由于更适合高频使用，以较强的可操作性和较高的可靠性征服了业界。TSOP的封装厚度只有SOJ的三分之一。TSOP封装的外形呈长方形，且封装芯片的两侧有I/O引脚。在TSOP封装方式中，芯片是通过芯片引脚焊在PCB板上的，焊点和PCB板的接触面积较小，使得芯片向PCB板传热相对困难。图5-5展示了TSOP封装的内存芯片。图5-5 TSOP封装的内存芯片。 BGABGA（Ball Grid Arr

19、ay Package 球栅阵列封装）与TSOP相比，具有更小的体积，更好的散热性能和电性能。BGA封装技术使每平方英寸的存储量有了很大提升，采用BGA封装技术的内存产品在相同容量下，体积只有TSOP封装的三分之一，厚度和重量都较以前的封装技术有所减少；与传统TSOP封装方式相比，BGA封装方式有更加快速和有效的散热途径；BGA封装以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面，BGA技术的优点是引脚数虽然增加了，但引脚间距并没有减小反而增加了，从而提高了组装成品率；虽然它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善它的电热性能；寄生参数减小，信号传输延迟小，使用频率大大提高；组装可用共面

20、焊接，可靠性高。图5-6展示了BGA封装的内存芯片。图5-6 BGA封装的内存芯片。.5 Tiny-BGATiny-BGA（Tiny Ball Grid Array Package小型球栅阵列封装）是由 Kingmax推出的封装方式。由于Tiny-BGA封装减少了芯片的面积，可以看成是超小型的BGA封装。Tiny-BGA封装比起传统的封装技术有三大进步：更大的容量（在电路板上可以安放更多的内存芯片）；更好的电气性能（因为芯片与底板连接的路径更短，减小了电磁干扰的噪音，能适合更高的工作频率）；更好的散热性能（内存芯片是通过一个个锡球焊接在PCB板上，由于焊点和PCB板的接触面积较大，所以内存芯片

21、在运行中所产生的热量可以很容易地传导到PCB板上并散发出去）。图5-7展示了Tiny-BGA封装的内存芯片。图5-7 Tiny-BGA封装的内存芯片。.6 mBGAmBGA（Micro Ball Grid Array Package微型球栅阵列封装）可以说是BGA的改进版，封装呈正方形，内存芯片的面积比较小。由于采用这种封装方式内存芯片的针脚都在芯片下部，连接短、电气性能好、也不易受干扰，这种封装技术会带来更好的散热及超频性能。图5-8展示了mBGA封装的内存芯片。图5-8 mBGA封装的内存芯片。.7 CSPCSP（Chip Scale Package芯片级封装）是一种新的封装方式。在BGA

22、、TSOP的基础上，CSP封装的性能有了革命性的提升。CSP封装可以让芯片面积与封装面积之比超过11.14，接近11的理想情况，这样在相同体积下，内存模块可以装入更多的内存芯片，从而增大单条容量。CSP封装的内存芯片不仅可以通过PCB板散热，还可以从背面散热，且散热效率良好。图5-9展示了CSP封装的内存芯片。图5-9 CSP封装的内存芯片。.8 WLCSPWLCSP(Wafer Level Chip Scale Package晶圆级芯片封装），这种技术不同于传统的先切割晶圆，再封装测试的做法，而是先在整片晶圆上进行封装和测试，然后再切割。WLCSP有着更明显的优势。首先是工艺工序大大优化，晶

23、圆直接进入封装工序，而传统工艺在封装之前还要对晶圆进行切割、分类。所有集成电路一次封装，刻印工作直接在晶圆上进行，设备测试一次完成，这在传统工艺中都是不可想象的。其次，生产周期和成本大幅下降，WLCSP的生产周期已经缩短到1天半。而且，新工艺带来优异的性能，采用WLCSP封装技术使芯片所需针脚数减少，提高了集成度；电气性能的提升，引脚产生的电磁干扰几乎被消除。图5-10展示了WLCSP封装的内存芯片。图5-10 WLCAP封装的内存芯片。 内存模块与插槽最初，系统通过单独的芯片安装内存。IBM XT和AT在主板有36个插座用于这些单独的DIP封装的内存芯片。后来把内存芯片焊接在主板或扩展卡里，

24、这样可以防止芯片的偏离，使得连接更加牢固。但同时也会引起另一个问题，如果一个芯片真的坏了，用户需要去掉焊接并重焊接一个新的芯片，或者拆卸包含坏芯片的主板或内存卡。这种方法比较昂贵，而且使得解决内存问题更为困难。因此，需要一种既可焊接又可拆卸的芯片，这就提出了内存模块的概念。前面曾介绍过的SIMM、DIMM和RIMM就是一种内存模块。它们的外形，就是一个焊接有若干个内存芯片FPM RAM、EDO RAM、SDRAM、DDR-SDRAM、DDR2-SDRAM或RDRAM的小长条形的插卡。SIMM有两种主要的物理类型30针（8位加上1个可选的校验位）和72针（32位加上4个可选的校验位）它们具有各种

25、容量和其他参数。30针的SIMM（参见图5-11）比72针的SIMM（参见图5-12）要小。两种版本在一面或两面上都有芯片。 图5-11 典型的30针SIMM 图5-12 典型的72针SIMM DIMM有三种类型，通常使用标准SDRAM、DDR-SDRAM或DDR2-SDRAM芯片，这三种类型可以通过其物理特性加以区分。标准DIMM（参见图5-13）具有168针，每一面都有1个槽口，在连接的地方还有2个槽口；DDR DIMM（参见图5-14）有184针，每一面有2个槽口，在连接的地方只有1个槽；DDR2 DIMM（参见图5-15）有240针，每一面都有2个槽口，在连接的地方有1个槽口，位置比D

26、DR偏向中间的位置大概2-3mm。图5-16展示了DDR和DDR2 DIMM之间的实物对照。所有的DIMM都是64位（非奇偶校验）或72位（奇偶校验或纠错码ECC）宽。图5-13 典型的168针SDRAM DIMM 图5-14 典型的184针DDR DIMM 图5-15 典型的240针DDR2 DIMM 图5-16 DDR和DDR2 DIMMSIMM和DIMM的主要物理差别在于 DIMM模块每一面的信号针数不同，这是它们被称为双内联内存模块的原因，也是它们只比SIMM长一点但却多出好多针脚的原因。图5-17展示了30针、72针SIMM和SDRAM、DDR DIMM之间的实物对照。图5-17 3

27、0针、72针SIMM和SDRAM、DDR DIMM RIMM也是双面的，目前只有一种RIMM（参见图5-18），它有184个针脚，每一面有1个槽口，连接的地方中间有2个槽口。RIMM非ECC版有16位数据宽度，ECC版则都是18位宽。 图5-18 典型的184针RIMM和连接模块我们在主板上常看到安装SIMM、DIMM、DDR DIMM、DDR2 DIMM和RIMM等内存模块（俗称SIMM条、DIMM条、DDR DIMM条、DDR2 DIMM条和RIMM条）的插槽，它们分别叫做SIMM槽、DIMM槽、DDR DIMM槽、DDR2 DIMM槽和RIMM槽。图5-19展示了30针和72针SIMM插

28、槽，图5-20展示了SDRAM和DDR DIMM插槽，图5-21展示了DDR和DDR2 DIMM插槽，图5-22展示了RIMM插槽。 图5-19 30针和72针SIMM插槽 图5-20 SDRAM和DDR DIMM插槽 图5-21 DDR和DDR2 DIMM插槽 图5-22 RIMM插槽5.5 内存的性能内存速度和内存总线带宽影响着内存性能。内存速度通常以ns（纳秒）或MHz来表示，而处理器速度总是用MHz（兆赫兹）或GHz（吉赫兹）表示，这就增加了迷惑性。下面提出一种将它们互相转换的方法。纳秒被定义为一秒的十亿分之一即10-9秒，这是一个非常短的时间。为了更直观地体现，我们用光速来说明，光在

29、真空里的速度是每秒299792公里。在十亿分之一秒里，一束光只能传输，比通常的标尺都短。兆赫兹（MHz）表示每秒百万个周期。例如，2000MHz的处理器就意味着每秒二十亿个周期。使用这些不同的术语讨论速度是令人费解的，因此将它们比较一下可能会有趣些。表5-1列出了兆赫兹（MHz）与以纳秒（ns）之间的关系。5-1 兆赫兹（MHz）与以纳秒（ns）之间的关系时钟频率周期时间时钟频率周期时间时钟频率周期时间210ns225MHz750MHz6MHz167ns233MHz766MHz8MHz125ns250MHz800MHz10MHz100ns266MHz833MHz12MHz83ns300MHz8

30、50MHz16MHz63ns333MHz866MHz20MHz50ns350MHz900MHz25MHz40ns366MHz933MHz33MHz30ns400MHz950MHz40MHz25ns433MHz966MHz50MHz20ns450MHz1000MHz60MHz17ns466MHz1100MHz66MHz15ns500MHz1133MHz75MHz13ns533MHz1200MHz80MHz13ns550MHz1300MHz100MHz10ns566MHz1400MHz120MHz600MHzs1500MHz133MHz633MHz1600MHz150MHz650MHz1700MH

31、z166MHz666MHz1800MHz180MHz700MHz1900MHz200MHz733MHz2000MHz从上表可以看出，随着时钟频率的提高，周期时间也相应地下降。如果分析这张表，可以清晰地发现，当1GHz处理器要从133MHz内存读多个字节的数据时会发生什么情况？会出现大量的等待状态！一个等待状态是处理器在等待数据就绪之前必须执行的一个额外的“什么也不做”的周期。由于内存周期为7.5ns（133MHz），而处理器周期为1ns（1GHz），处理器需要执行6个等待状态，然后数据才会在第7个周期准备好。以这种方式增加等待状态实际是将处理器速度减慢至内存速度。在PC的发展史上，内存速度一直

32、难于跟上处理器的速度，需要多级高速缓存来缓和处理器对较慢主存的请求，另外，处理器也出现了主频、倍频和外频的概念。内存总线带宽是指在理想状态下内存在一秒内所能传输的最大数据量，计算公式很简单：内存总线带宽总量(MB) = 内存时钟频率 (MHz) ×内存总线位宽 (bits) ×每时钟周期的传输数据位8。表5-2给出了PC系统中各种类型内存的核心频率、时钟频率和带宽情况。表5-2 内存核心频率、时钟频率和带宽内存类型内存总线位宽（Bytes）内存核心频率（MHz）内存时钟频率（MHz）数据周期/时钟周期带宽（MB/s）FPM DRAM82222117EDO DRAM83333

33、1266PC66 SDRAM866661533PC100 SDRAM81001001800PC133 SDRAM813313311066PC1600 DDR-SDRAM（DDR200）810010021600PC2100 DDR-SDRAM（DDR266）813313322133PC2700 DDR-SDRAM（DDR333）816616622656PC3200 DDR-SDRAM（DDR400）820020023200PC600 RDRAM230030021200PC700 RDRAM235035021400PC800 RDRAM240040021600PC1066 RDRAM2533533

34、22133PC800 RDRAM Dual Channel440040023200PC3200 DDR2-SDRAM（DDR2 400）810020023200PC4300 DDR2-SDRAM（DDR2 533）813326624256PC5300 DDR2-SDRAM（DDR2 667）816633325328PC6400 DDR2-SDRAM（DDR2 800）820040026400一般来讲，内存总线的带宽与处理器总线的带宽相等时系统性能最高。表5-3列举了PC系统中各种处理器总线的带宽情况。表5-3 处理器总线带宽处理器总线类型处理器总线位度（Bytes）处理器外频（MHz）数据周期

35、/时钟周期带宽（MB/s）33MHz 486 CPU FSB433113366MHz FSB8661533100MHz FSB81001800133MHz FSB813311066200MHz FSB（AMD）810021600266MHz FSB（AMD）813322133333MHz FSB（AMD）816622656400MHz FSB（AMD）820023200400MHz FSB810043200533MHz FSB813344300800MHz FSB8200464001066MHz FSB826648512影响内存性能除了内存速度和内存总线带宽以外，还有一个重要的因素，那就是内存

36、延迟。打个形象的比喻，就像在餐馆里用餐的过程一样，首先要点菜，然后还需要等待服务员上菜。同样的道理，内存延迟就是系统在进入数据存取操作就绪状态前需要等待内存响应的时间。内存延迟时间越小，电脑从内存中读取数据的速度也就越快，内存的性能也就越高。通常情况下，我们用4个连着的阿拉伯数字来表示一个内存延迟，例如2-2-2-5。其中，第一个数字最为重要，它表示的是CAS Latency,也就是内存存取数据所需的延迟时间CL。第二个数字表示的是tRCD，接下来的两个数字分别表示的是tRP和tRAS。而第四个数字一般而言是它们中间最大的一个。 内存的相关知识.1 内存标识的识别 通常在SIMM、DIMM和R

37、IMM上会有容量、类型、速度等相关参数的标识（参见图5-23），但在某些产品上也可能无法找到，这时就需要从内存芯片的型号中得到所需的参数（参见图5-24）。不幸的是，因为还没有工业标准来对这些芯片编号，如果想理解这些数字的话就需要与查阅各生产厂商相关资料了。 图5-23 内存模块上的相关标识 图5-24 内存芯片上的相关标识下面就以简单讲述一下Hynix内存编号的规则。SDRAM内存芯片的旧编号下面有工业标准来对这些模块应新的微处理器的数据传输、处理的需要。第1字段由HY组成，代表现代（Hynix）内存芯片的前缀。第2字段表示产品类型。57代表SDRAM内存；5D代表DDR-SDRAM内存。；

38、V代表CMOS、3.3V电压。第4字段表示密度与刷新速度。4代表4Mbit密度、1K刷新速度；16代表16Mbit密度、4K刷新速度；64代表64Mbit密度、8K刷新速度；65代表64Mbit密度、4K刷新速度；129代表128Mbit密度、4K刷新速度；257代表256Mbit密度、8K刷新速度。第5字段表示内存结构。40代表×4；80代表×8；16代表×16；32代表×32。第6字段表示内存芯片内部由几个Bank组成。1代表2Bank；2代表4Bank。第7字段表示电气接口。0代表LVTTL；1代表SSTL；2代表SSTL_2。第8字段表示内存芯片

39、的修正版本。空白代表第1版；A代表第2版；B代表第3版；C代表第4版；D代表第5版。第9字段表示功率消耗能力。空白代表正常功耗；L代表低功耗。第10字段表示内存芯片的封装方式。TC代表400mil TSOP封装；TQ代表100Pin-TQFP封装。第11字段表示内存芯片的速度标识。5代表5ns（200MHz）；55代表5.5ns（183MHz）；6代表6ns（166MHz）；7代表7ns（143MHz）；75代表7.5ns（133MHz）；8代表8ns（125MHz）；10P代表10ns （100MHz CL=2或3）；10S代表10ns（100MHz CL= 3）；10代表10ns（100M

40、Hz）；12代表12ns （83MHz）；15代表15ns（66MHz）。第12字段表示工作温度类型（此字段也可空白）。I代表工业温度；E代表扩大温度。比如有一种芯片，型号为HY57V651620-TC10。根据DIMM芯片上的这些数据可以知道，它们是10ns的64M位的芯片，构成为4MB×16（行列结构）。因为芯片每一面有4个芯片，构成一个64位的4MB×64位芯片组（或者4MB×8字节，共32MB）。另一面也有同等数量的芯片，因为DIMM最多只能有 64位。所以这样总体构成一个8MB×64位即8MB×8字节共64MB的存储器。由于已没有其他

41、芯片，故该芯片缺少附加的8位来构成72位带错误纠检功能的DIMM。现在，在解释了芯片型号再加上相关信息的基础上，已能描述出该芯片是64MB双面、无错误校验功能、时钟频率为100MHz、封装形式为TSOP的SDRAM DIMM。SDRAM内存芯片的新编号第1字段由HY组成，代表现代（Hynix）内存芯片的前缀。第2字段表示产品类型。57代表SDRAM内存。；S代表VDD电压为1.8V、VDDQ电压为1.8V。第4字段表示密度与刷新速度。16代表16Mbit密度、2K刷新速度；32代表32Mbit密度、4K刷新速度；64代表64Mbit密度、4K刷新速度；28代表128Mbit密度、4K刷新速度；

42、2A代表128Mbit密度（TCSR）、4K刷新速度；56代表256Mbit密度、8K刷新速度；12代表512Mbit密度、8K刷新速度。第5字段表示内存结构。4代表×4；8代表×8；16代表×16；32代表×32。第6字段表示内存芯片内部由几个Bank组成。1代表2Bank；2代表4Bank。第7字段表示电气接口。0代表LVTTL；1代表SSTL_3。第8字段表示内存芯片的修正版本。空白或H代表第1版；A或HA代表第2版；B或HB代表第3版；C或HC代表第4版。也有一些特殊的编号规则，如：编号为HY57V64420HFT是第7版；编号为HY57V644

43、20HGT和HY57V64820HGT是第8版；编号为HY57V28420AT是第3版；编号为HY57V56420HDT是第5版。第9字段表示功率消耗能力。空白代表正常功耗；L代表低功耗；S代表超低功耗。第10字段表示内存芯片的封装方式。T代表TSOP封装；K代表Stack封装（Type1）；J代表Stack封装（Type2）。第11字段表示内存芯片的封装材料。空白代表正常；P代表Pb free；H代表Halogen free；R代表Pb & Halogen free。第12字段表示内存芯片的速度标识。5代表200MHz；55代表183MHz；6代表166MHz；7代表143MHz；K

44、代表PC133（CL=2）；H代表PC133（CL=3）；8代表125MHz；P代表PC100（CL=2）；S代表PC100（CL=3）；10代表100MHz。第13字段表示工作温度类型（此字段也可空白）。I代表工业温度；E代表扩大温度。DDR-SDRAM内存芯片的编号第1字段由HY组成，代表现代（Hynix）内存芯片的前缀。第2字段表示产品类型。5D代表DDR-SDRAM内存；5P代表DDR-II内存。；S代表VDD电压为1.8V、VDDQ电压为1.8V。第4字段表示密度与刷新速度。64代表64Mbit密度、4K刷新速度；66代表64Mbit密度、2K刷新速度；28代表128Mbit密度、4

45、K刷新速度；56代表256Mbit密度、8K刷新速度；12代表512Mbit密度、8K刷新速度；1G代表1Gbit密度、8K刷新速度。第5字段表示内存结构。4代表×4；8代表×8；16代表×16；32代表×32。第6字段表示内存芯片内部由几个Bank组成。1代表2Bank；2代表4Bank；3代表8Bank。第7字段表示电气接口。1代表SSTL_3；2代表SSTL_2；3代表SSTL_18。第8字段表示内存芯片的修正版本。空白代表第1版；A代表第2版；B代表第3版；C代表第4版。第9字段表示功率消耗能力。空白代表正常功耗；L代表低功耗。第10字段表示内存

46、芯片的封装方式。T代表TSOP封装；Q代表LQFP封装；F代表FBGA封装；S代表Stack封装（Hynix）；K代表Stack封装（M&T）；J代表Stack封装（其他）。第11字段表示内存芯片的封装材料。空白代表正常；P代表Pb free；H代表Halogen free；R代表Pb & Halogen free。第12字段表示内存芯片的速度标识。26代表375MHz；28代表350MHz；3代表333MHz；33代表300MHz；36代表275MHz；4代表250MHz；43代表233MHz；45代表222MHz；5代表200MHz；55代表183MHz；6代表166MHz

47、；D4代表DDR400；D5代表DDR533；J代表DDR333；M代表DDR266 2-2-2；K代表DDR266；AH代表DDR266；BL代表DDR200。第13字段表示工作温度类型（此字段也可空白）。I代表工业温度；E代表扩大温度。RDRAM内存芯片的编号第1字段由HY组成，代表现代（Hynix）内存芯片的前缀。第2字段表示产品类型。5R代表DRDRAM内存。；W代表CMOS、1.8V电压。第4字段表示密度与刷新速度。64代表64Mbit密度、8K刷新速度；72代表72Mbit密度、8K刷新速度；128代表128Mbit密度、8K刷新速度；144代表144Mbit密度、8K刷新速度；2

48、56代表256Mbit密度、16K刷新速度；288代表288Mbit密度、16K刷新速度。第5字段表示内存芯片的修正版本。空白或H代表第1版；A或HA代表第2版；B或HB代表第3版；C或HC代表第4版；D或HD代表第5版。第6字段表示内存芯片的封装方式。E代表Edge Bonding封装；C代表Center Bonding封装；M代表Mirror封装。第7字段表示工作频率。6代表600MHz；7代表700MHz；8代表800MHz。第8字段表示内存芯片的速度标识，此速度是指tRAC（Row Access Time）。40代表40ns；45代表45ns；50代表50ns；53代表53ns。.2

49、内存模块的单双面有些内存模块是只有单面有内存芯片，但有的却是双面都有，这些单面和双面内存模块到底有些什么差异呢？按照内存的工作原理，内存传输数据的位宽也就是内存总线的位宽。例如，目前系统的内存总线都是64bit，这也意味着内存每次必须传输64bit位宽的数据。从制造工艺和成本来说，单芯片实现64bit位宽有一定的难度，所以内存摸组需要多芯片协同工作，而不同的内存颗粒有不同的位宽，要构成64bit位宽，8bit的需要8个芯片，而16bit的需要4个，这样，我们就把构成64bit位宽的一组内存芯片称之为一个物理Bank。如果一个内存模块是由分布在单面的8个8bit的芯片构成，那它有1个物理Bank

50、，如果是由分别在双面的16个8bit的芯片构成，那它就有2个物理Bank（16×864）。并不是所有的单面的内存都是一个物理Bank，例如，单面8个16bit芯片的内存模块就有2个物理Bank。也不是所有的双面内存模块都是双物理Bank，例如16个4bit的芯片构成的内存模块就只有1个物理Bank。不同的芯片组所支持的物理Bank是不同的。如Intel 845系列芯片组支持4个物理Bank，而SiS的645系列芯片组则能支持6个物理Bank。如果主板只能支持4个物理Bank，而我们用的内存模块有6个物理Bank，那多余的2个物理Bank就白白地浪费了。所以，我们更应该关注内存模块的物

51、理Bank数，而不是内存的单双面。.3 内存模块的组合使用我们知道，系统中的内存模块的位宽必须和内存总线的位宽相对应。在PC的发展过程中，内存总线的位宽在Pentium、K6时代就已经达到了64位，72针的SIMM位宽是32位，所以就需要同时安装2个内存模块来组合成64位使用。而DIMM的位宽是64位，因此在一个系统只要安装单条DIMM就能正常工作。有关内存总线位宽与内存模块之间的关系如表5-4。表5-4 内存总线位宽与内存模块之间的关系处理器内存总线位宽内存模块位宽（无奇偶校验）内存模块位宽（有奇偶校验）30针SIMM个数72针SIMM个数DIMM个数80888位8位9位1n/an/a808

52、616位16位18位2n/an/a28616位16位18位2n/an/a386SX,SL,SLC16位16位18位2n/an/a486SLC,SLC216位16位18位2n/an/a386DX，32位32位36位41n/a486SX，DX，32位32位36位41n/aPentium,K6及以后64位64位72位821值得注意的是，目前主流的系统已经不对30脚和72脚的SIMM提供支持。内存模块的组合使用的另外一个情况是用来组建双通道内存。双通道技术在当今的电脑应用越来越广泛，双通道内存技术其实是双通道内存控制技术，这是一种芯片组的技术，而不是内存技术。它的技术核心在于：芯片组中的内存控制器（K

53、8核心AMD处理器的内存控制器集成在处理器中）可以在两个不同的数据通道上分别寻址、读取数据，内存总线可以达到双倍的宽度，能有效地提高内存总带宽，从而适应处理器的数据传输、处理的需要，相应的，这样就需要两个内存模块来配合使用。 内存模块的SPD芯片从PC100标准开始内存模块上带有SPD（Serial Presence Detect，串行存在检测）芯片（参见图5-25）。SPD芯片一般位于内存模块正面右侧，是一块8针脚小芯片，容量为256字节,里面保存着内存的速度、时钟频率、容量、工作电压、CAS、tRCD、tRP、tAC、SPD版本等信息。SPD信息一般都是在出厂前，由内存模块制造商根据内存芯

54、片的实际性能写入到芯片中。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相关参数，从而可以充分发挥内存条的性能。上述情况实现的前提条件是在BIOS设置界面中，将内存设置选项设为“By SPD”。当主板BIOS从内存模块中不能检测到SPD信息时，它就只能提供一个较为保守的配置。我们可以借助SPDinfo这类工具软件来查看SPD芯片中的信息。图5-25 内存模块上的SPD芯片 内存模块的金手指金手指（connecting finger）是内存模块与内存插槽之间的连接部件，所有的信号都是通过金手指进行传送的。金手指由众多金黄色的导电触片组成，因其表面镀金而且导

55、电触片排列如手指状，所以称为“金手指”。金手指实际上是在覆铜板上通过特殊工艺再覆上一层金，因为金的抗氧化性极强，而且传导性也很强。不过因为金昂贵的价格，目前较多的内存都采用镀锡来代替。从上个世纪90年代开始锡材料就开始普及，目前主板、内存和显卡等设备的“金手指”几乎都是采用的锡材料，只有部分高性能服务器/工作站的配件接触点才会继续采用镀金的做法，价格自然不菲。金手指直接影响内存在长期运行过程中的稳定性。如果金手指的制作工艺有问题，安装时容易受到磨损，工作一段时间以后就会出现金手指表面氧化的情况，经常导致系统不稳定，频繁死机。另外，如果PC系统周围的使用环境比较潮湿、多尘，那么也容易出现上述的症状。为了保证金手指与接触部位的良好导通性，这时就需要对内存模块的金手指进行擦拭清洁。 奇偶校验和ECC内存错误通常分为两大类：硬错误（hard fail）和软错误（soft error）。最好理解的是硬错误，即芯片工作一段时间后，由于缺陷、物理破坏或其他问题而永久性的损坏。要修复这种错误通常要求替换一些存储硬件，如芯片、SIMM或DIMM。另一类潜藏的错误是软错误，这些错误不是永久性的，而且它们不会再发生或者只是偶尔会再次发生（通过关机重启系统，软错误就可以被有效的“修复