内存的发展综述

1、内存条展示内存的作用 内存在计算机中的地位非常重要，如果没有内存，计算机将不能工作。 内存是计算机中存储数据和指令的半导体存储器单元。通常分只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)和高速缓冲存储器(Cache)。 内存的分类 1.1.只读存储器只读存储器ROMROM（Read OnRead Only Memoryly Memory） 是用来保存数据和指令的半导体存储器。ROM的数据不能随意更新，但可以读取。ROM具有非挥发性，即使在断电状态也能够保留数据，但是在特定性况下，可以更新或写入数据，如加电。 2 2. .随机存储器随机存储器RAM(Random RAM(Random AcAcces

2、s Memorycess Memory） RAM的特点是：电脑启动后，操作系统和应用程序的所有正在运行的数据和程序都会放置其中，并且可以随时修改和存取。它的工作需要由持续的电力提供，一旦系统断电，RAM的所有数据和程序都会自动清空，并且再也无法恢复。 内存的主要性能指标11.内存的频率 内存频率是指内存颗粒的核心频率，和CPU主频一样，习惯上被用来表示内存的速度，单位是MHz，它代表着该内存所能达到的最高工作频率。 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下正常工作，目前内存的核心频率已达到200MHz或更高。2.内存的容量 内存容量通常指

3、随机存储器（RAM）的容量，是内存条的关键性参数。内存容量以MB作为单位。内存的容量一般都是2的整次方倍，比如256MB、512MB等，一般而言，内存容量越大越有利于系统的运行。目前台式机中主流采用的内存容量已达到2-8GB，服务器的内容量就更大了。内存的主要性能指标23.存取速度 平时所说的内存速度是指它的的存取速度，是指从CPU启动一次到存储器的读或写操作到完成该操作所经历的时间，以纳秒(ns)为单位。目前大多数SDRAM内存芯片的存取时间为5ns左右。 4.数据宽度 内存数据宽度，是指内存在一个时钟脉冲周期内可同时传输数据的位数，实际就是内存总线宽度，以bit比特为单位。内存带宽则是指内

4、存的数据传输速度，它们的关系表达式为： 内存带宽=内存核心频率内存总线宽度倍增系数/8。内存的主要性能指标35. 内存电压 内存在工作时，必须不间断的进行供电，否则将不能保存数据。内存能稳定工作时的电压叫内存工作电压。SDRAM使用3.3V，DDR使用2.5V， DDR2使用1.8V，DDR3使用1.5V的电压。6.内存的奇偶校验内存存取数据量大，有出错的可能，所以，为了检验内存在存取过程中是否准确无误，会在内存上加装一条额外的芯片，用来校验数据。 DDR全称是DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM，双倍速率SDRAM)。DDR SDRAM最早是由三星公司于1996年

5、提出，由日本电气、三菱、富士通、东芝、日立、德州仪器、三星及现代等八家公司协议订立的内存规格，并得到了AMD、VIA与SiS等主要芯片组厂商的支持。它是SDRAM 的升级版本，因此也称为SDRAM II。 DDR是现在的主流内存规范，各大芯片组厂商的主流产品全部是支持它的。DDR全称是DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM，双倍速率SDRAM)。DDR的标称和SDRAM一样采用频率。现在DDR运行频率主要有100MHz、133MHz、166MHz三种，由于DDR内存具有双倍速率传输数据的特性，因此在DDR内存的标识上采用了工作频率2的方法，也就是DDR200、DDR2

6、66、DDR333和DDR400，一些内存生产厂商为了迎合发烧友的需求，还推出了更高频率的DDR内存。其最重要的改变是在界面数据传输上，他在时钟信号的上升沿与下降沿均可进行数据处理，使数据传输率达到SDR(Single Data Rate)SDRAM 的2倍。至于寻址与控制信号则与SDRAM相同，仅在时钟上升沿传送。DDR简介DDR内存的结构 一根普通的DDR内存条是由这几个部分构成的：PCB电路板、金手指、内存颗粒、电容电阻、内存空位、固定卡缺口、内存脚缺口、SPD芯片等。FPM DRAM 内存条 FPM DRAM又叫快速页面模式动态存储器。它是较早时期（386、486时代）使用的一种内存，

7、采用30线或72线SIMM类型的接口，工作电压为5V，带宽32位，基本速度60ns以上，大约每隔3个时钟周期传送一次数据。FPM DRAM内存现在已经很少见了。图4.20所示为FPM DRAM内存条。EDO DRAM 内存条 EDO DRAM又叫扩展数据输出动态存储器，是FPM DRAM内存的替代产品，由Micron（美光）公司开发，有72线和168线之分。EDO DRAM的工作电压为5V，带宽32位，基本速度40ns以上。它不需要象FPM DRAM内存那样每次传送数据都需等待资料的读写操作完成，只要规定的存取时间一到就可以读取下一个传送地址了，因此，EDO DRAM内存缩短了存取时间，存取速

8、度比FPM模式快15%左右，效率比FPM提高了20%-30%，而价格仅仅只比FPM高出5%。EDO DRAM内存在1996年后期开始在中档以下的Petium机上使用，现已被淘汰。SDRAM 内存条 SDRAM，又叫同步动态存储器，是一种与CPU外频Clock同步的内存模式。它采用168线的DIMM类型接口，工作电压为3.3V，带宽64位，基本速度可达6ns，具有两个存储阵列，一个被CPU读取数据时另一个已做好准备，两者自动切换，这样就成倍地提高了存取效率。SDRAM内存的传输速率比EDO DRAM快了13%。虽然目前还有不少用户的计算机中使用的是SDRAM内存条，但随着DDR内存的推出，SDR

9、AM内存也正逐渐淡出市场。RDRAM 内存条 RDRAM又叫高频动态存储器。它是Rambus公司开发的一种具有系统带宽、芯片到芯片接口设计的DRAM，它能在很高的频率范围下通过一个简单的总线传输数据，同时使用低电压信号，在高速同步时钟脉冲的两边沿传输数据。RDRAM的速度一般可达到500-530MB/S，是普通DRAM的10倍以上，但要使用该内存，必须对内存控制器作较大的改变，而且该内存昂贵，故在PC机上很少使用RDRAM内存，它主要用在专业的图形加速适配卡或电视游戏机的视频内存中。DDR SDRAM 内存条 DDR SDRAM就是我们通常所说的DDR内存，全称为双倍速率同步动态随机存储器。D

10、DR内存与SDRAM相似，只不过它在系统时钟的上升沿和下降沿都能传输数据，这样就能够将SDRAM的速度提高一倍，即DDR内存的传输速率是普通SDRAM的两倍。作为SDRAM内存的换代产品，DDR内存除了速度上比SDRAM快一倍外，它还采用了DLL（Delay Locked Loop，延时锁定回路）提供一个数据滤波信号。从外观上看，DDR内存只有一个卡口，SDRAM内存一般有两个卡口，这是两种内存最明显的区别。DDR SDRAM内存是目前内存市场上的主流内存模式。DDR 2内存条 DDR内存能够提供比传统SDRAM内存快四倍，比DDR内存快两倍的工作频率，它将是现在主流内存-DDR内存的换代产品

11、。DDR内存由于架构的局限性，当工作频率达到400MHz后，就很难再有所提升了，而作为DDR内存的替代者DDR内存在总体上仍保留了DDR的大部分特性， DDRII内存自身拥有的众多优秀品质将使它在很短的时间内完全取代DDR内存现在的位置。内存规格内存规格DDR2 400DDR2 533 DDR2 667DDR2 800核心频率核心频率100MHz133MHz166MHz200MHz时钟频率时钟频率200MHz266MHz333MHz400MHz等效传输速率等效传输速率400MHz533MHz667MHz800MHz内存位宽内存位宽64同左同左同左内存带宽内存带宽3.2GB/S4.3GB/S5.

12、3GB/S6.4GB/S按带宽标注按带宽标注PC2 3200PC2 4300PC2 5300PC2 6400接脚数接脚数240-pin同左同左同左电压电压1.8V同左同左同左DDR2规格表DDR的发展内存的性能指标 （一） 容量 工作电压 TCK时钟周期 CAS延迟 SPD芯片 内存线数 ECC校验 数据位宽度和带宽 容量 内存的容量是用户最先考虑的因素之一，因为它代表了内存存储数据的多少，通常以MB和GB为单位。 一般来讲，内存的容量越大越好，市面上主流内存的容量为512MB、1GB和2GB等。 工作电压工作电压 不同类型的内存正常工作所需要的电压值也不同，但各自有自己的规不同类型的内存正常

13、工作所需要的电压值也不同，但各自有自己的规格。如果工作电压超出其规格，则容易造成内存损坏。格。如果工作电压超出其规格，则容易造成内存损坏。SDRAM内存一般工作电压都在内存一般工作电压都在3.3V左右，上下浮动额度不超过左右，上下浮动额度不超过0.3V；DDR SDRAM内存一般工作电压都在内存一般工作电压都在2.5V左右，上下浮动额度不超过左右，上下浮动额度不超过0.2V；DDR2 SDRAM内存的工作电压一般在内存的工作电压一般在1.8V左右。具体到每种品牌、左右。具体到每种品牌、型号的内存，则要看厂家的设计了，但都会遵循型号的内存，则要看厂家的设计了，但都会遵循SDRAM内存内存3.3V

14、、DDR SDRAM内存内存2.5V、DDR2 SDRAM内存内存1.8V的基本要求，在允的基本要求，在允许的范围内浮动。许的范围内浮动。略微提高内存电压，有利于内存超频，但是同时其发热量大大增加，略微提高内存电压，有利于内存超频，但是同时其发热量大大增加，因此有损坏硬件的风险。因此有损坏硬件的风险。 TCK时钟周期时钟周期 TCK代表内存所能运行的最大频率，其值代表内存所能运行的最大频率，其值越小说明内存芯片所能运行的频率越高。越小说明内存芯片所能运行的频率越高。 对于普通对于普通PC-100的的SDRAM内存条来说，内存条来说，其芯片上的标识其芯片上的标识10代表了它的运行时钟周代表了它的

15、运行时钟周期为期为l0ns，即可在，即可在100MHz的外频下正常工的外频下正常工作。作。 大多数内存标号的尾数表示大多数内存标号的尾数表示tCK周期，如周期，如PC-133标准要求标准要求tCK的数值不大于的数值不大于7.5ns。 CAS延迟延迟 CL（CAS Latency）为）为CAS（Column Address Strobe，列地址控制器）的延迟时间，列地址控制器）的延迟时间，它是纵向地址脉冲的反应时间，也是在一定频率它是纵向地址脉冲的反应时间，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。如现下衡量支持不同规范内存的重要标志之一。如现在大多数的在大多数的SDRAM（在外频为（

16、在外频为100MHz时）都能时）都能在在CL2或或CL3的模式下运行，也就是说，它的模式下运行，也就是说，它们读取数据的延迟时间可以是两个时钟周期或们读取数据的延迟时间可以是两个时钟周期或3个时钟周期。在个时钟周期。在SDRAM的制造过程中，可以将的制造过程中，可以将这个特性写入这个特性写入SDRAM的的EEPROM（即（即SPB）中，）中，在开机时主板的在开机时主板的BIOS就会检查此项内容，并以就会检查此项内容，并以CL=2这一默认的模式运行。这一默认的模式运行。 SPD芯片芯片 SPD（Serial Presence Detect，串行存在探测），串行存在探测）是一种内存侦测技术，是一种

17、内存侦测技术，在目前的主流内存中已在目前的主流内存中已被广泛采用，它将内存被广泛采用，它将内存的参数记录在一块的参数记录在一块EEPROM芯片上，如图芯片上，如图所示。在开机时由主板所示。在开机时由主板BIOS程序从程序从SPD芯片中芯片中读取内存的参数并自动读取内存的参数并自动进行设置。进行设置。 内存内存线数线数 内存的线数是内存与主板上内存插槽接触内存的线数是内存与主板上内存插槽接触时接触点的个数，也就是金手指接触点的时接触点的个数，也就是金手指接触点的个数。个数。 内存条发展至今，有内存条发展至今，有72线、线、168线和线和184线线3种类型，对应的内存数据宽度分别为种类型，对应的内

18、存数据宽度分别为8位、位、32位和位和64位。位。 ECC校验校验 ECC（Error Checking and Correcting，错误检查和纠正），错误检查和纠正）内存同样也是在数据位上额外的位存储一个用数据加密的代码。内存同样也是在数据位上额外的位存储一个用数据加密的代码。当数据被写入内存时，相应的当数据被写入内存时，相应的ECC代码也被保存下来；当重新代码也被保存下来；当重新读回刚才存储的数据时，保存下来的读回刚才存储的数据时，保存下来的ECC代码就会和读数据时代码就会和读数据时产生的产生的ECC代码做比较。如果两个代码不相同，它们则会被解代码做比较。如果两个代码不相同，它们则会被解

19、码，以确定数据中的哪一位是不正确的。然后这一错误位会被码，以确定数据中的哪一位是不正确的。然后这一错误位会被抛弃，内存控制器则会释放出正确的数据。被纠正的数据很少抛弃，内存控制器则会释放出正确的数据。被纠正的数据很少会被放回内存。假如相同的错误数据再次被读出，则纠正过程会被放回内存。假如相同的错误数据再次被读出，则纠正过程再次被执行。重写数据会增加处理过程的开销，这样则会导致再次被执行。重写数据会增加处理过程的开销，这样则会导致系统性能的明显降低。如果是随机事件而非内存的缺点产生的系统性能的明显降低。如果是随机事件而非内存的缺点产生的错误，则这一内存地址的错误数据会被再次写入的其他数据所错误，

20、则这一内存地址的错误数据会被再次写入的其他数据所取代。取代。ECC内存一般多应用在高档台式计算机内存一般多应用在高档台式计算机/服务器及图形工作站服务器及图形工作站上，这将使整个计算机系统在工作时更趋于安全稳定。上，这将使整个计算机系统在工作时更趋于安全稳定。 数据位数据位宽度和带宽宽度和带宽 数据位宽度是内存在一个时钟周期内同时可以传数据位宽度是内存在一个时钟周期内同时可以传送数据的位数，以送数据的位数，以bit为单位。为单位。30线内存条的数据线内存条的数据位宽度为位宽度为8位，位，72线内存条为线内存条为32位，位，168线内存条线内存条为为64位，位，184线线DDR内存条也是内存条也

21、是64位，位，184线线RDRAM内存条为内存条为16位。位。 带宽常被用在网络传输中，在计算机系统中它是带宽常被用在网络传输中，在计算机系统中它是指数据传输速率，以每秒多少位（指数据传输速率，以每秒多少位（b/s）为单位来）为单位来表示。表示。 内存的主要性能与指标（二）内存的主要性能与指标（二）速度速度：内存速度一般用存储一次数据的时间（内存速度一般用存储一次数据的时间（ns）作为指标，时间越）作为指标，时间越 短短 ，速度越快。，速度越快。容量容量：内存条是由一片片内存芯片构成的，内存芯片的容量一般只有内存条是由一片片内存芯片构成的，内存芯片的容量一般只有 几几 兆（兆（MB），而若干块

22、芯片就能构成一根几十兆乃至几百兆的内存条），而若干块芯片就能构成一根几十兆乃至几百兆的内存条了。内存容量反应的就是内存条或者是内存芯片的容量。了。内存容量反应的就是内存条或者是内存芯片的容量。数据宽度和带宽数据宽度和带宽：数据宽度是指内存同时才传输数据的位数，以数据宽度是指内存同时才传输数据的位数，以bit为为单位，而带宽是指内存的数据传输速率，即每个单位时间内通过内存单位，而带宽是指内存的数据传输速率，即每个单位时间内通过内存数据量得多少。数据量得多少。内存的线数内存的线数：指内存条与主板接插时有多少个接触点（金手指），常指内存条与主板接插时有多少个接触点（金手指），常见的有见的有168线（

23、已淘汰），线（已淘汰），184线和线和240线。他们的内存条数据宽度为线。他们的内存条数据宽度为64位。位。奇偶校验奇偶校验 奇偶校验就是内存每一个字节外又额外增加了一奇偶校验就是内存每一个字节外又额外增加了一位作为错误检测之用。当位作为错误检测之用。当CPU返回读顾储存的数返回读顾储存的数据时，他会再次相加前据时，他会再次相加前8位中存储的数据，计算位中存储的数据，计算结果是否与校验相一致。当结果是否与校验相一致。当CPU发现二者不同时发现二者不同时就会自动处理。就会自动处理。 注：计算机是以二进制进行计数的，表现为注：计算机是以二进制进行计数的，表现为0和和1，当机器向内存写入数据时，实际

24、上就是存入代码当机器向内存写入数据时，实际上就是存入代码01，奇偶校验则将单元中存入的代码的个数进行，奇偶校验则将单元中存入的代码的个数进行奇偶统计，并将统计的结果保存在奇偶校验位中，奇偶统计，并将统计的结果保存在奇偶校验位中，当计算机提取内存的数据时，奇偶校验则将统计当计算机提取内存的数据时，奇偶校验则将统计的结果和实际读出的数据进行比较看是否一致，的结果和实际读出的数据进行比较看是否一致，从而确保了内存数据的正确性。从而确保了内存数据的正确性。 内存带宽内存带宽 从内存的功能上来看，我们可以将内存看作是内从内存的功能上来看，我们可以将内存看作是内存控制器（一般位于北桥芯片中）与存控制器（一

25、般位于北桥芯片中）与CPU之间的之间的桥梁或仓库。显然，内存的存储容量决定桥梁或仓库。显然，内存的存储容量决定“仓库仓库”的大小，而内存的带决定的大小，而内存的带决定“桥梁的宽窄桥梁的宽窄”，两者，两者缺一不可。缺一不可。 提示：内存带宽的确定方式为：提示：内存带宽的确定方式为：B表表示带宽、示带宽、F表于存储器时钟频率、表于存储器时钟频率、D表示存储器数表示存储器数据总线位数，则带宽据总线位数，则带宽B=F*D/8 如常见如常见100MHz的的SDRAM内存的带宽内存的带宽=100MHz*64bit/8=800MB/秒秒 常见常见133MHz的的SDRAM内存的带宽内存的带宽133MHz*6

26、4bit/8=1064MB/秒秒 CL CL是是CAS Lstency的缩写，即的缩写，即CAS延迟时延迟时间，是指内存纵向地址脉冲的反应时间，间，是指内存纵向地址脉冲的反应时间，是在一定频率下衡量不同规范内存的重要是在一定频率下衡量不同规范内存的重要标志之一。对于标志之一。对于PC1600和和PC2100的内存的内存来说，其规定的来说，其规定的CL应该为应该为2，即他读取数，即他读取数据的延迟时间是两个时钟周期。也就是说据的延迟时间是两个时钟周期。也就是说他必须在他必须在CL=2R 情况下稳寰工作的其工作情况下稳寰工作的其工作频率中。频率中。 存储容量存储容量 目前常见的内存存储容量单条为目前常见的内存存储容量单条为128MB、256MB、512MB，当然也有单条，当然也有单条1GB的，的，内存，不过其价格较高，普通用户少有使内存，不过其价格较高，普通用户少有使用。就目前的行情来看，配机时尽时使用用。就目前的行情来看，配机时尽时使用单条单条256MB以上的内存，不要选用两根以上的内存，不要选用两根128MB的方案。的方案。 提示：内存存储容量的换提示：内存存储容量的换算公式为，算公式为，1GB=1024MB=1024*1024KB 存储速度存储速度 内存的存储速度用存取一次数据的时间来表示，内存