计算机内存知识详解课件

第6课

内存本课要点具体要求本章导读本课要点内存的分类内存的封装方式内存的性能指标内存选购指南具体要求了解内存的外观掌握内存的分类了解内存的封装方式掌握内存的性能指标掌握内存的选购4.1内存简介内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。起到缓冲和数据交换作用,计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。4.1内存简介4.1.1内存的作用4.1.2内存的外观4.1.3内存的分类4.1.4内存芯片的封装方式4.1.1内存的作用内存（Memory）也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。4.1.2内存的外观内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。内存的几个重要组成部分的作用如下所述。内存芯片：是内存中最重要的元件，用于临时存储数据。电路板：用于承载和焊接内存芯片的PCB板。金手指：是内存与主板进行连接的“通道”。内存卡槽：用于将内存固定在内存插槽中。内存缺口：与内存插槽中的防凸起设计配对，防止内存错误插入。4.1.3内存的分类内存可以按照读写方式的不同和工作方式的不同进行分类。1.按读写方式按照内存的工作原理可将内存分为RAM和ROM两类。2）ROM（ReadOnlyMemory，只读存储器）

ROM的特点是价格高、容量小，而且一般只能从中读取信息而不能写入信息。但是ROM保存的数据在断电后可保持不变，因此多用于存放一次性写入的程序或数据，如用于存储主板和显卡BIOS芯片的相关信息。2.按工作方式根据内存的工作方式，可将内存分为FPMRAM，EDORAM，SDRAM和DDRSDRAM等几种。1）FPMRAM（快页模式存储器）

FPMRAM全称为FastPageModeRAM，是在早期的个人计算机中使用最广泛的内存，它在三个时钟周期才传送一次数据，因此性能较低。现在这种内存已经被市场淘汰。2）EDORAM（扩展数据输出存储器）

EDORAM全称为ExtendedDataOutRAM，是486时代以及早期的Pentium个人计算机中常用的一种内存，它的运行速度比FPMRAM快，可在两个时钟周期就传送一次数据，使存取速度提高30％，大大提高了计算机的运行效率。不过这种内存现在已经被淘汰。3）SDRAM（同步动态随机存储器）

SDRAM（SynchronousDynamicRAM）采用一种双存储体结构，它的工作频率与CPU的外频一样。SDRAM内存的规格有PC100，PC133和PC150等，其中的数字表示内存工作的时钟频率。SDRAM内存一般按照其工作频率来命名，SDRAM除了作为内存存储芯片外还可以作为显卡的存储芯片。SDRAM在目前的零售市场中几乎难以看到，更多时候出现在二手市场。4）DDRSDRAM（双倍速率同步动态随机存储器）

DDRSDRAM（DoubleDataRateSDRAM）是在SDRAM内存的基础上发展而来的，一般简称为DDR，其传输速率是同频率SDRAM内存传输速率的两倍。SDRAM内存在每个时钟周期的上升沿传送一次数据，而DDRSDRAM则在时钟周期的上升沿和下降沿各传送一次数据，这样不需要提升时钟的频率就能成倍地提高SDRAM的存取速度。4）DDRSDRAM（双倍速率同步动态随机存储器）DDRSDRAM采用并行数据总线传输方式，其位宽为64bit，工作时的电压为2.5V。DDRSDRAM内存具有184pin，而SDRAM却只有168pin，多出的管线主要包含了新的阀门控制、时钟、电源和接地等信号装置。DDRSDRAM都是以内存芯片的工作频率来命名的。如DDR400表示该内存芯片的工作频率为200MHz，由于DDR在时钟周期的上升沿和下降沿都传送数据，因此该内存的实际工作频率为400MHz，于是被称为DDR400。5）DDR2内存DDR2内存是在DDRSDRAM的基础上发展而来，其最低工作频率为400MHz，还有更高的工作频率，如533MHz，667MHz，800MHz和1000MHz等。DDR2内存采用了240pin的FBGA封装，采用较先进的0.13µm生产工艺，工作电压为1.8V。DDR2拥有4到8路脉冲的宽度，并融入了CAS，OCD和ODT等新性能指标和中断指令，还提供了4位、8位512MB内存1KB的寻址设置，以及16位512MB内存2KB的寻址设置，此外还包括了4位预取数性能。DDR2内存6）RDRAMRDRAM全称为RambusDRAM，它是由Rambus公司开发的，是一种具有独特的系统带宽、芯片和芯片接口的新型DRAM。它可以工作在很高的频率下，同时在时钟周期的上升沿和下降沿传输数据。RDRAM需要专用的RIMM插槽和芯片组的支持，而且要求RIMM插槽必须全部插满，否则空余的插槽需插上专用的RDRAM终结器。RDRAM内存在单通道时，800MHz的RDRAM带宽为1.6GB/s；若是两个通道同时工作，带宽则可为3.2GB/s；若4个通道同时工作，带宽则提升为6.4GB/s。RDRAM内存DDR2与DDR的区别与DDR相比，DDR2最主要的改进是在内存模块速度相同的情况下，可以提供相当于DDR内存两倍的带宽。这主要是通过在每个设备上高效率使用两个DRAM核心来实现的。作为对比，在每个设备上DDR内存只能够使用一个DRAM核心。技术上讲，DDR2内存上仍然只有一个DRAM核心，但是它可以并行存取，在每次存取中处理4个数据而不是两个数据。与双倍速运行的数据缓冲相结合，DDR2内存实现了在每个时钟周期处理多达4bit的数据，比传统DDR内存可以处理的2bit数据高了一倍。DDR2内存另一个改进之处在于，它采用FBGA封装方式替代了传统的TSOP方式。然而，尽管DDR2内存采用的DRAM核心速度和DDR的一样，但是我们仍然要使用新主板才能搭配DDR2内存，因为DDR2的物理规格和DDR是不兼容的。首先是接口不一样，DDR2的针脚数量为240针，而DDR内存为184针；其次，DDR2内存的VDIMM电压为1.8V，也和DDR内存的2.5V不同。注意DDR2和DDR3内存可以不可以一起插？不能！首先他们属于不同参数不同格式内存，再就是主板无法升降不同类型的参数正常运行中会取其一工作如果板材做工差的话甚至会出现无法正常开机蓝屏！同是DDR2的但频率分别是667和1333的内存条可以混插吗？这个是可以的！4.1.4内存芯片的封装方式内存主要由内存芯片和电路板两部分组成，并通过集成电路封装技术将其组成为一根完整的内存条，这种集成电路封装技术就是内存芯片的封装技术。封装可以说是安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅担任放置、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，并且芯片上的焊接点用导线连接到封装外壳的导线上，这些导线又通过印刷电路板上的导线与其他部件建立连接。内存芯片的封装方式可分为以下几类。4.1.4内存芯片的封装方式1.SOJ封装2.TSOP封装3.Tiny-BGA封装4.BLP封装5.CSP封装1.SOJ封装SOJ（SmallOut-LineJ-Lead，小尺寸J形引脚封装）是一种较老的封装方式，该封装方式是指内存芯片的两边有一排小的J形引脚，直接附着在印刷电路板的表面。SOJ封装一般用在EDORAM内存上，现在一般很少采用这种封装方式了。2.TSOP封装TSOP（ThinSmallOut-LinePackage，薄形小尺寸封装）是大部分SDRAM内存芯片采用的一种封装方式，TSOP封装厚度只有SOJ封装的1/3。TSOP封装在外观上较轻薄，它在封装芯片的周围做出引脚，直接焊在PCB板的表面，焊点和PCB板的接触面积小，使得芯片向PCB板传递热量相对困难。SOJ封装方式的内存芯片和TSOP封装方式的内存芯片3.Tiny-BGA封装Tiny-BGA（TinyBallGridArray，小型球栅阵列封装）是Kingmax的专用内存芯片封装技术，可将它视为超小型的BGA封装，使用这种封装方式能减小芯片和整个内存的PCB板面积。Tiny-BGA封装的电路连接与传统方式不同，内存芯片和电路板的连接依赖芯片中心位置的细导线。在Tiny-BGA封装中，内存颗粒是通过一个个锡球焊接在PCB板上的，由于焊点和PCB的接触面积较大，所以内存芯片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。4.BLP封装BLP（BottomLeadPackage，底部引脚封装）封装方式是新一代的封装技术，它是在传统封装技术的基础上采用的一种逆向电路，由底部直接伸出引脚，其优点是能节省大约90%的电路，因此大大节约了封装成本，同时使封装尺寸及芯片表面温度大幅下降。与传统的TSOP封装相比，BLP封装的内存颗粒明显要小很多。BLP封装与Kingmax内存的Tiny-BGA封装相似，BLP的封装技术使得电阻值大幅下降，芯片温度也大幅下降，工作的频率可达到更高。内存芯片5.CSP封装CSP（ChipScalePackage，芯片型封装）封装方式是在Tiny-BGA基础上发展而来的。CSP封装可以让芯片面积与封装面积之比超过1：0.14，这样内存可以装入更多的芯片，从而增大单位容量。与Tiny-BGA封装相比，同等空间下CSP封装可以将存储容量提升3倍。CSP封装不但体积小，同时也更薄，大大提升了内存芯片在长时间运作后的可靠性，线路阻抗显著减小，芯片速度也随之得到大幅度的提升。此外，CSP封装内存芯片的中心导线形式有效地缩短了信号的传导距离，其衰减也随之减少，芯片的抗干扰、抗噪性也能得到大幅度提升，这也使得其存取时间比Tiny-BGA封装快15%~20%。CSP封装方式的内存芯片4.2内存的性能指标在选购内存时，不应该只从内存的表面进行辨识，要深入地了解内存的各种特性，内存的性能指标是反映内存性能的重要参数。4.2内存的性能指标4.2.1容量4.2.2工作电压4.2.3tAC（存取时间）4.2.4

运行频率4.2.5延迟4.2.6ECC校验4.2.7数据位宽度和带宽4.2.1容量内存容量表示内存可以存放数据的空间大小，其单位有B，KB，MB和GB等，在286、386和486时代的内存都以KB为单位，通常只有几KB或者几十KB。目前内存大多以G为单位，市面上常见的内存容量规格为单条2GB的内存。当然也有更大的！4G,8G4.2.2工作电压内存工作时，必须不间断地进行供电，否则将不能保存数据。内存能稳定工作时的电压叫做内存工作电压。SDRAM内存的工作电压为3.3V，DDRSDRAM内存的工作电压为2.5V。4.2.3tAC（存取时间）tAC是指当CAS延迟为最大值时的输入时钟值。SDRAM内存PC100规范规定，当CL=3时，tAC不大于6ns，并且还规定某些特殊的内存编号的尾数即为这个值。大多数SDRAM芯片的存取时间为5ns，6ns，7ns，8ns或10ns，而DDRSDRAM芯片的存取时间为5ns，6ns或7ns。4.2.4运行频率内存的运行频率以MHz为单位，该数字越大则内存芯片的运行频率就越高。像DDR400和DDR800是指内存的有效运行频率，DDR/DDR2/DDR3（双倍速率）内存的实际运行频率是有效运行频率的1/2。4.2.5延迟延迟CL全称为CASLatency，其中CAS为ColumnAddressStrobe（列地址控制器），它是指纵向地址脉冲的反应时间，是在同一频率下衡量内存好坏的标志。目前DDR266/333内存的CL值有2.5和2.0两种，而DDR400内存的CL值则有2.5和3两种。以DDR333内存为例，当CL的值为2.5时，tCK的数值要小于6ns、tAC要小于4ns。对于同一个内存条，当其CL值设置为不同数值时，其tCK值就可能不同，其稳定性与性能都不同。总延迟时间的计算公式为：总延迟时间＝系统时钟周期×CL＋存取时间（tAC），如果将DDR333的CL值设为2时，则总延迟时间=6ns×2＋4ns＝16ns。4.2.6ECC校验ECC校验是一种内存校验技术，目前已被广泛应用于各种服务器和工作站上。ECC校验采用与传统奇偶校验（Parity）类似的检测错误的方法，与传统的奇偶校验又有区别：传统的奇偶校验只能检测出错误的所在，却不能纠正，而ECC校验不但可以检测出错误，还可以纠正错误。ECC校验的纠错功能为服务器和工作站的稳定运行提供了有利条件，这样系统在不中断和不破坏数据传输的情况下可继续运行，可以让系统“感觉”不到错误。4.2.7数据位宽度和带宽数据位宽度是指内存在一个时钟周期内可以传送的数据的长度，单位为bit；内存带宽则是指内存的数据传输速率，如DDR333内存的数据传输速率为2100MB/s。4.3内存选购指南内存性能的好坏关系着计算机工作的稳定性，因此选购内存时，除了需要考虑内存的容量外，还要考虑内存的质量。4.3内存选购指南4.3.1知识讲解4.3.2典型案例4.3.1知识讲解在选购内存时一般需要注意以下一些问题。4.3.1知识讲解1.符合主板上的内存插槽要求2.注意内存的做工3.速度的选择4.注意内存的品牌1.符合主板上的内存插槽要求不同的主板支持不同的内存，目前主板市场的主流是DDR内存，因此在购买计算机时应该选购DDR内存。如果是升级计算机，就应该先查明主板是支持SDRAM内存还是DDR内存，以及主板所支持内存的最大容量。2.注意内存的做工内存的做工影响着内存的性能。一般来说，要使内存能稳定工作，要求使用的PCB板层数在6层以上，否则内存在工作时会出现不稳定的情况。3.速度的选择目前DDR内存的主流都是DDR31333，这种类型的内存提供了比较大的带宽，对系统性能的提升也是比较明显的。因此，选购内存时建议选择DDR31333内存。4.注意内存的品牌由于内存的生产相对来说比较简单，只是将内存芯片封装在电路板上即可，因此不少小的厂家将低端的内存芯片通过涂改编号或其他造假方法，将低档内存打磨成高档内存出售，以获取暴利。而这些内存往往不能稳定、正常地工作，因此最好选购品牌内存。常见的内存品牌有：金士顿（Kingston）、金邦（GEIL）、三星（SAMSUNG）、现代（HYUNDAI）、威刚和胜创（Kingmax）等。什么是内存双通道双通道，就是在北桥（又称之为MCH）芯片级里设计两个内存控制器，这两个内存控制器可相互独立工作，每个控制器控制一个内存通道。在这两个内存通CPU可分别寻址、读取数据，从而使内存的带宽增加一倍，数据存取速度也相应增加一倍（理论上）。双通道注意事项主板确实是支持双通道内存规格的双通道需要，内存条频率相同，内存大小一样的才可以组双通道，插法是两个槽就简单，4个槽的话，就是第1-3，或者第2-4的插法。开双通道，理论上时说可以将内存存取速度提升至原来的2倍，但实际上由于技术的原因，实际提升不了多少，一般现在2个G的内存足够用了，一般系统会自动识别双通道的，不过你的内存不要买错，必须都是同样大小的两根内存才能组成双通道内存故障分析内存常见的故障主要表现为电脑经常启动。在运行系统软件或应用软件时，经常因为内存异常，使操作失败。常见内存

故障的产生原因有如下几种１、内存条与主板中内存插槽接触不良内存条没有正确入主板上对应的插槽或者由于灰尘及其他原因导组件接触不良。例如同于内存插槽变形或内存条弯曲，导内存与该内存插槽接触不良，从而在电脑启动时出现无法检测到该内存。一般表现为电脑无法运行、屏幕无显示、扬声器报警或死机等。２、ＣＭＯＳ中内存参数设置不当ＣＭＯＳ中内存参数设置必须正确，否则电脑也不能正常运行。一般的内存条在装入电脑后，系统将自动检查设置，但也不排除一些特殊的情况。３、内存与其他组件及不同型号的内存间冲突内存在使用时要考虑系统的兼容性，如主板过老只支持１００外频，不支持一些新型内存。不同型号的内存混插引起电脑检测不到，与实际内存大小不符等。４、内存条或内存控制器出现硬件损坏这类故障是由于内存和内存控制器的本身受到物理损坏，无法修复，如温度