联想LCSE初级教材-第05章内存课件

计算机硬件基础－－－内存篇主要内容5.1

概述5.2内存的类型5.3内存芯片的封装5.4内存模块与插槽5.5内存的性能5.6内存的相关知识5.1概述存储器分为内存储器与外存储器内部存储器芯片主要有四种类型：ROM有条件写入、随机读取不需要刷新断电后数据不会丢失FLASH随机写入、随机读取不需要刷新断电后数据不会丢失DRAM随机写入、随机读取需要刷新断电后数据丢失SRAM随机写入、随机读取不需要刷新断电后数据丢失我们常说的内存在狭义上是指系统主存，通常使用DRAM芯片5.2内存的类型SDRAMSynchronous（同步）DRAM与主板时钟频率保持同步，有PC66、PC100和PC133等几种规范以DIMM（DualInlineMemoryModule，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3.3VDDR-SDRAM双倍数据速率（DoubleDataRate,DDR）SDRAM是对标准SDRAM的改进设计，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使用184针的DIMM设计内存的工作电压通常是2.5V5.2内存的类型DDR2-SDRAM与DDR相比，最大的区别是数位预取技术的不同DDR2每次传送数据达到4bit，比DDR每次传送2bit多一倍工作电压从原来DDR的2.5V降到了1.8V内存本身集成了信号终结器通过引入“PostedCAS”功能来解决指令冲突问题加入了OCD（Off-ChipDriver）技术，以防止电压不稳定引起资料丢失使用新的240针的DIMM设计5.2内存的类型RDRAM即RambusDRAM，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，目前已经不常见是一种窄通道设备，一次只传输16位（2个字节）数据（加上两个可选的校验位）。而DIMM是一种64位宽的设备内存总线宽度虽然不宽，但速度却很快，同时使用多个通道能将内存总线带宽进一步提高芯片安装在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5.3内存芯片的封装SOJSmallOut-LineJ-LeadPackage小尺寸J形引脚封装引脚呈“J”形弯曲地排列在芯片底部四周SOJ封装一般应用在EDODRAM5.3内存芯片的封装TSOPⅡThinSmallOutlinePackage薄型小尺寸封装更适合高频使用，具有较强的可操作性和较高的可靠性封装厚度只有SOJ的三分之一封装的外形呈长方形，封装芯片的两侧有I/O引脚，芯片是通过引脚焊在PCB板上焊点和PCB板的接触面积较小，使得芯片向PCB板传热相对困难5.3内存芯片的封装BGABallGridArrayPackage球栅阵列封装具有更小的体积，更好的散热性能和电性能每平方英寸的存储量有了很大提升具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，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功耗增加，但采用可控塌陷芯片法焊接，可以改善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焊接，可靠性高5.3内存芯片的封装mBGAMicroBallGridArrayPackage微型球栅阵列封装是BGA的改进版封装呈正方形，内存芯片的面积比较小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，带来更好的散热及超频性能5.3内存芯片的封装CSPChipScalePackage芯片级封装可以让芯片面积与封装面积之比超过1∶1.14，接近1∶1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5.3内存芯片的封装WLCSPWaferLevelChipScalePackage晶圆级芯片封装工艺工序大大优化，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，然后再切割生产周期和成本大幅下降新工艺带来优异的性能，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5.4内存模块与插槽DIMMDIMM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有168针，每一面都有1个槽口，在连接的地方还有2个槽口DDRDIMM有184针，每一面有2个槽口，在连接的地方只有1个槽DDR2DIMM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DDR偏向中间的位置大概2-3mmDIMM都是64位（非奇偶校验）或72位（奇偶校验或纠错码ECC）宽

典型的168针SDRAMDIMM5.4内存模块与插槽DIMMDDR和DDR2DIMM典型的184针DDRDIMM典型的240针DDR2DIMM30针、72针SIMM和SDRAM、DDRDIMM

5.4内存模块与插槽RIMM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位宽典型的184针RIMM和连接模块

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，之间存在换算关系内存速度一直难于跟上处理器的速度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（见下页）内存延迟也影响着内存的性能5.5内存的性能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/时钟周期带宽（MB/s）33MHzFSB（486CPU）

4331133133MHzFSB

813311066400MHzFSB（AMD）

820023200400MHzFSB810043200800MHzFSB

820046400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）FPMDRAM82222117EDODRAM833331266PC133SDRAM813313311066DDR400820020023200PC1066RDRAM253353322133DDR26678133266253285.6.1内存标识的识别通常在SIMM、DIMM和RIMM上会有容量、类型、速度等相关参数的标识，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目前还没有工业标准来对内存芯片编号，具体情况需要与查阅各生产厂商相关资料5.6.3内存模块的组合使用系统中内存模块的位宽必须和内存总线的位宽相对应，所以有时需要在系统中安装2条或更多的模块才能正常工作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，而不是内存技术芯片组中的内存控制器（K8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需要两个内存模块来配合使用5.6.4内存模块的SPD芯片从PC100标准开始内存模块上带有SPD（SerialPresenceDetect，串行存在检测）芯片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