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第 4 章 内存 PowerPoint PPT Presentation


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第 4 章 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. 本章导读. 内存是计算机运行的核心组件之一,计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存对系统的性能和稳定有着非常大的影响。本课将介绍内存的相关知识,包括内存的作用、内存的外观、内存的种类、内存芯片的封装方式对内存性能的影响以及影响内存性能的指标,最后将介绍如何选购内存。. 4.1 内 存 简 介.

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第 4 章 内存

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第4章内存

  • 本课要点

  • 具体要求

  • 本章导读


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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


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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


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本章导读

  • 内存是计算机运行的核心组件之一,计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存对系统的性能和稳定有着非常大的影响。本课将介绍内存的相关知识,包括内存的作用、内存的外观、内存的种类、内存芯片的封装方式对内存性能的影响以及影响内存性能的指标,最后将介绍如何选购内存。


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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。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。


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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


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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。


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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。


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内存的外观


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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。


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4.1.3 内存的分类

  • 1. 按读写方式

  • 2. 按工作方式


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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。


1 ram random access memory

1)RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)

  • RAM可以分为两种,一种是Dynamic RAM(DRAM,动态随机存取存储器),它具有集成度高、结构简单、功耗低以及生产成本低等特点,主要应用在计算机的主存储器中,如内存和显示内存(显存);另—种是Static RAM(SRAM,静态随机存取存储器),其结构相对较复杂、造价高、速度快,所以—般SRAM多应用于高速小容量存储器中,如Cache。在RAM中存储的内容可通过指令随机读写访问,但是RAM中存储的数据在断电时会丢失,因而只能在运行时存储数据。


2 rom read only memory

2)ROM(Read Only Memory,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。


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2. 按工作方式

  • 根据内存的工作方式,可将内存分为FPM RAM,EDO RAM,SDRAM和DDR SDRAM等几种。


1 fpm ram

1)FPM RAM(快页模式存储器)

  • FPM RAM全称为Fast Page Mode RAM,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 edo ram

2)EDO RAM(扩展数据输出存储器)

  • EDO RAM全称为Extended Data Out RAM,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FPM RAM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

3)SDRAM(同步动态随机存储器)

  • SDRAM(Synchronous Dynamic RAM)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PC 100,PC 133和PC 150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。


Sdram

SDRAM内存


4 ddr sdram

4)DDR SDRAM(双倍速率同步动态随机存储器)

  • DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM)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DDR SDRAM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 ddr sdram1

4)DDR SDRAM(双倍速率同步动态随机存储器)

  • DDR SDRAM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。DDR SDRAM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。DDR SDRAM都是以内存芯片的工作频率来命名的。如DDR 400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DDR 400。现在市场的主流就是DDR 400内存。


Ddr sdram

DDR SDRAM内存


5 ddr2

5)DDR2内存

  • DDR2内存是在DDR SDRAM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。


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DDR2内存


6 rdram

6)RDRAM

  • RDRAM全称为Rambus DRAM,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

RDRAM内存


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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。


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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

1. SOJ封装

  • SOJ(Small Out-Line J-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EDO RAM内存上,现在一般很少采用这种封装方式了。


2 tsop

2. TSOP封装

  • TSOP(Thin Small Out-Line Package,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 tsop

SOJ封装方式的内存芯片和TSOP封装方式的内存芯片


3 tiny bga

3. Tiny-BGA封装

  • Tiny-BGA(Tiny Ball Grid Array,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

4. BLP封装

  • BLP(Bottom Lead Package,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。


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内存芯片


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5.CSP封装

  • CSP(Chip Scale Package,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%。


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CSP封装方式的内存芯片


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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。


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4.2 内存的性能指标

  • 4.2.1 容量

  • 4.2.2 工作电压

  • 4.2.3 tAC(存取时间)

  • 4.2.4 运行频率

  • 4.2.5 延迟

  • 4.2.6 ECC校验

  • 4.2.7 数据位宽度和带宽


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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MB为单位,市面上常见的内存容量规格为单条128MB,256MB和512MB,也有1GB或2GB的内存。


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4.2.2 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,DDR SDRAM内存的工作电压为2.5V。


4 2 3 tac

4.2.3 tAC(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PC 100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DDR SDRAM芯片的存取时间为5ns,6ns或7ns。


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4.2.4 运行频率

  • 内存的运行频率以MHz为单位,该数字越小则内存芯片的运行频率就越高。


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4.2.5 延迟

  • 延迟CL全称为CAS Latency,其中CAS为Column Address Strobe(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DDR 266/333内存的CL值有2.5和2.0两种,而DDR 400内存的CL值则有2.5和3两种。以DDR 333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DDR 333的CL值设为2时,则总延迟时间=6ns×2+4ns=16ns。


4 2 6 ecc

4.2.6 ECC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。


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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DDR 333内存的数据传输速率为2100MB/s。


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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。


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4.3 内存选购指南

  • 4.3.1 知识讲解

  • 4.3.2 典型案例


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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。


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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


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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。


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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。


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3.速度的选择

  • 目前DDR内存的主流都是DDR 400,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DDR 400内存。


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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。


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4.3.2 典型案例

  • 下面将向读者推荐性能非常优异的DDR 400品牌内存,希望能对用户选购内存时有所帮助。


1 kingmax ddr 400 512mb

1)Kingmax DDR 400 512MB

  • KingMax内存拥有良好的保修服务。虽然现在的Kingmax主流内存报价比现代主流内存贵10多元,但它的保修时间却比现代内存长三倍。因此该款内存的性价比比较高。


Kingmax ddr 400

Kingmax DDR 400内存


2 a data ddr 400 512mb

2)威刚A-DATA DDR 400 512MB

  • 威刚在市场中销售的主要有A-DATA(“红色威龙”)和V-DATA两个产品系列,其中A-DATA系列性能优异,价格略贵,但提供终身质保服务,它特别适合于超频用户。而V-DATA系列则主要针对主流市场,其性价比较高,兼容性也较好。


A data ddr 400

威刚A-DATA DDR 400内存


3 kingston ddr 400 512mb

3)金士顿(Kingston)DDR 400 512MB

  • 金士顿是世界第一大内存提供商,其产品的特点是做工精细、兼容性非常好,而且也提供终身质保,并且可以到金士顿的网站查询内存的真伪。


Kingston ddr 400

Kingston DDR 400内存


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