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第 4 章 内存储器. 4.1 主内存的发展历程 4.2 内存概述 4.3 内存的分类 4.4 内存的性能指标 4.5 内存的技术规范 4.6 内存的识别与选购. 教学基本要求. [ 课 题 ] 内存储器第一次课（内存发展历程、概述、分类） [ 教学目的 ] 1 、使学生了解微机中内存的一般知识； 2 、掌握最常见内存条的封装方式、接口方式和类别； [ 教学重点 ] 内存知识、接口方式和类别 [ 教学难点 ] 内存接口方式和类别 [ 课 型 ] 理论 [ 教学方法 ] 讲解、演示、观察、记忆
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第4章 内存储器 4.1 主内存的发展历程 4.2内存概述 4.3 内存的分类 4.4 内存的性能指标 4.5内存的技术规范 4.6 内存的识别与选购
教学基本要求 [课 题]内存储器第一次课（内存发展历程、概述、分类） [教学目的] 1、使学生了解微机中内存的一般知识； 2、掌握最常见内存条的封装方式、接口方式和类别； [教学重点] 内存知识、接口方式和类别 [教学难点] 内存接口方式和类别 [课 型] 理论 [教学方法]讲解、演示、观察、记忆 [教 具] 多媒体计算机，多媒体幻灯片演示、32线、70线、168线、 DDR 184线各一条
教学小结 • 主板上不同的内存插槽要配不同的内存条，要分清内存的接口方式再与主板相配合使用。
内存简介 • 内存，即内部存储器，也叫主存。泛指计算机系统内部存放数据与指令的存储单元，主要包括ROM（Read Only Memory，只读存储器）和RAM（Random Access Memory，随机存储器）。因为RAM是其中最主要的存储器，整个计算机系统的内存容量主要由它来决定，也就是我们常说的内存条，所以人们习惯将RAM直接称为内存。
内存简介 • 内存是计算机系统中重要的组成部件之一，它采用大规模以及超大规模集成电路工艺制造，具有密度大、体积小、重量轻和存取速度快等特点。它与CPU直接交换数据，平常使用的数据都存放在硬盘等外存储器上，在使用或运行时，必须把数据调入内存后才能由CPU运行，才能真正发挥其功能。因此，可以说内存是为了解决CPU和外存速度不匹配而产生的一个“高速中转仓库”。
4.1 主内存的发展历程 80286时代，30线、256KB。 80486时代，30线的SIMM FPM(快页内存)和 72线的SIMM FP并存，速度是60ns。 EDO RAM，有72线和168线之分， 速度40ns。 SDRAM(同步动态随机存储器)， 168线。 Rambus DRAM(存储总线式动态随机存储器)， 184线。 DDR SDRAM(双数据率同步动态随机存储器)， 速度是SDRAM的双倍， 184线。 DDRII， 速度是DDR SDRAM的两倍， 240线。
4.2内存概述 4.2.1 内存的存在方式 RAM：(Random Access Memory，随机存储器)。 ROM：(Read Only Memory，只读存储器)。 Cache：（高速缓冲存储器）。 4.2.2 内存与外存的区别 外存的表现形式有硬盘、软盘、光盘等。
内存条的结构 • 下面如图2-76所示的DDR3 SDRAM为例，介绍内存条的结构。
4.2.3 内存的结构与封装 内存结构图
内存的封装 • 目前内存的封装方式主要有TSOP 、BGA 、CSP 等三种，封装方式直接影响着内存条性能优劣。 • TSOP封装：TOSP的特点就是在封装芯片的周围做出很多引脚。TSOP 封装操作方便，可靠性比较高，是目前主流的封装方式。 • BGA封装：球栅阵列封装，其最大的特点就歹系是芯片的引弓传脚数目增多了，组装成品率提高了。采用BGA 封装可以在内存的在体积不变而的情况下将对内存容量提高二到三倍，与TSOP相比，它具有更小的体积、更好的散热性能和电性能。 • CSP封装：CSP作为新一代封装方式。CSP封装不但体积小，同时也更薄，更能提高内存芯片长时间运行的可靠性，芯片速度也随之得到大幅度的提高。目前该封装方式主要用于高频DDR 内存。
4.2.3 内存的结构与封装 内存的封装： SOJ DIP TSOP BGA
4.2.3 内存的结构与封装 Tiny-BGA mBGA
4.2.3 内存的结构与封装 CSP WLCSP
4.2.4 内存的接口方式 SIMM 30线SIMM 72线SIMM 168线
4.2.4 内存的接口方式 DIMM 184线（DDR）DIMM 240线（DDRII）RIMM 184线
掩模式ROM PROM（一次编程只读存储器） ROM EPROM（可擦编程存储器） 多次改写可编程ROM 内存储器 EEPROM（电擦除可编程存储器） • Flash Memory（闪速存储器） SRAM（静态随机存储器） RAM DRAM（动态随机存储器） 图4-1 内存的分类层次结构图 内存的分类
1．按内存的工作原理分类 • 按内存的工作原理，内存可以分为只读存储器（ROM：Read Only Memory）和随机访问存储器（RAM：Random Access Memory），它们分别有着不同的作用与功能。 • （1）ROM • 只读存储器(ROM)所存储的数据不受电压的影响(不管存储器上有无电压，所存数据均保持不变)，而且只能读，不能随意改变其中的内容，主要用于存放不需要经常更新的主要信息，例如主板BIOS信息等。根据把数据存入ROM的方式不同，ROM又可分为以下三类：
1）掩模式ROM：这种存储器中所存放的数据，是在芯片制造过程中写入的，使用时只能读出但不能改变。1）掩模式ROM：这种存储器中所存放的数据，是在芯片制造过程中写入的，使用时只能读出但不能改变。 • 2）PROM（一次编程只读存储器）：此产品在出厂时没有任何内容，用户可以根据自己的需要自行写入需要的程序，一旦信息被写入便与ROM没什么区别。 • 3）多次改变可编程的只读存储器，这类ROM又可分为以下三种。 • EPROM（可檫编程只读存储器）：如果要擦除此存储器芯片上的内容，可以通过紫外线照射该芯片上的透明窗口，其中的内容就会消失。然后通过特殊装置向芯片写入数据，最后用不透明的标签贴住窗口，防止紫外线照射以致数据丢失。
EEPROM（电可檫除可编程只读存储器）：该类只读存储器用高出主板正常电压的方法进行擦写操作。EEPROM（电可檫除可编程只读存储器）：该类只读存储器用高出主板正常电压的方法进行擦写操作。 • Flash Memory（闪存存储器）：它既有ROM的特点，不加电就可以保存信息，又有EEPROM的特点，存取速度快和易擦易写。由于它的这些特点，Pentium Ⅱ以上微机的主板BIOS多采用它，使得BIOS升级非常方便。
（2）RAM • 随机存储器(RAM)所存储的数据受电压的影响(只有当存储器上有电压时，才能够保证所存数据不丢失，一旦存储器上无电压，所存数据将全部丢失)，既能读，又能写。 • 根据RAM的制造原理不同，RAM又可分为静态随机存储器(SRAM：Static RAM)和动态随机存储器(DRAM：Dynamic RAM)两类。
1）SRAM：它的运行速度快、集成度低、成本高，因此多用于CPU的一级缓存和二级缓存。1）SRAM：它的运行速度快、集成度低、成本高，因此多用于CPU的一级缓存和二级缓存。 • 2）DRAM：储存在DRAM中的数据必须不断的刷新，以保持数据的完整性。因此DRAM的速度比SRAM的速度慢，又因为它的集成度高、成本低，适合于做大容量储存器。内存条通常就是采用DRAM。
2．按内存模块的不同标准分类 • 把DRAM组织成内存模块（内存条）时，在具体运行操作上出现了多种不同的方法和特性，这也就产生了不同的内存模块标准，主要有分为SDRAM、DDR SDRAM、DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM 四种类型。 • （1）SDRAM（Synchronous DRAM，同步动态随机存储器） • SDRAM的性能如其名字所示，它是同步的，也就是说它的速度与系统总线速度是同步的。在一个时钟周期内，它能传输一次数据，主要用于PentiumⅡ/Ⅲ微处理器。
（2）DDR SDRAM（Double Date Rate SDRAM，双数据率SDRAM） • DDR SDRAM是具有双倍数据传输速率的SDRAM，它的工作原理就是利用时钟的上升沿和下降沿各传输一次数据（SDRAM仅在上升沿传输数据），这样，DDR SDRAM就可以在一个时钟周期上传输两次数据，所以理论上具有SDRAM内存两倍的带宽。
DDR SDRAM内存条 • DDR SDRAM如图2-73所示。
（3）DDRⅡ SDRAM（简称DDRⅡ） • DDRⅡ是由JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council，电子元件工业联合会)定义的全新一代DDR内存技术标准，与DDR技术相比，DDRⅡ最大的特点就是采用4-bit Prefetch(4位预取)技术解决存储单元内部数据总线频率(核心频率)较低的瓶颈。DDRⅡ内存的工作原理类似于DDR SDRAM。DDRⅡ每个时钟周期内通过总线传输4次数据，使用多路技术使得带宽加倍。
（4）DDRⅢ SDRAM（简称DDRⅢ） • DDRⅢ是最近才出现的新技术标准，DDRⅢ比DDRⅡ拥有更多的优势：8bit预取设计，而DDRⅡ为4bit预取，这样DRAM内核的频率只有接口频率的1/8；采用点对点的拓扑架构，以减轻地址/命令与控制总线的负担；采用100nm以下的生产工艺，将工作电压从1.8V降至1.5V，增加异步重置与ZQ校准功能；DDRⅢ采用了的根据温度自动自刷新、局部自刷新等功能；在功耗方面，DDRⅢ也要出色得多。
4.3 内存的分类 内存：RAM、ROM、Cache RAM： FPM DRAM： Fast Page Mode DRAM快速页面模式动态存储器。 EDO DRAM：Extended Data Out DRAM扩展数据输出动态存储器， SDRAM：Synchronous DRAM同步动态存储器
4.3 内存的分类 RDRAM：Rambus DRAM高频动态存储器。 DDR SDRAM：Double Data Rate SDRAM双倍速率同步动态随机存储器。 DDRⅡ：DDRⅡ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
教学基本要求 [课 题]内存储器第二次课（性能指标、技术规范、识别与选购） [教学目的] 1、掌握最常见内存条的识别和性能指标； 2、认识并识别内存的选购方法； 3、能依据主板及CPU选配合适的内存条。 4、了解主流内存条 [教学重点]性能指标、选购方法 [教学难点]性能指标、选购方法 [课 型] 理论 [教学方法]讲解、演示、观察、记忆 [教 具] 多媒体计算机，多媒体幻灯片演示、32线、70线、168线、 DDR 184线各一条
教学小结 • 以两根内存条为例，说明如何识别内存条，并解释选购时注意的问题。
4.4 内存的性能指标 内存容量：是指一根内存条可以容纳的二进制信息量。 工作频率：内存的工作频率表示的是内存的传输数据的频率，一般使MHz为计量单位。 数据带宽：数据带宽是指内存的数据传输速度，也就是内存一次能处理的数据宽度。它是衡量内存性能的重要标准。通常情况下，设内存工作时的最大工作频率为H，内存总线的宽度为M，内存每时钟频率传输数据的次数为N，则内存的带宽总量G为：G=H×M×N÷8。 例如DDR 133的带宽为：166MHz×64×2/8=2656MB/s=2.656GB/s 奇偶校验与ECC校验：奇偶校验是最早使用的内存软错误的检测方法。ECC校验，即Error Checking and Correcting，错误检查和纠正。 CAS的延迟时间：Column Address Strobe列地址信号。CAS的延迟时间就是指内存纵向地址脉冲的反应时间，用CL（CAS Latency）来表示。 工作电压：内存正常工作所需要的电压值，不同类型的内存电压也不同，各有各的规格，不能超出规格，否则会损坏内存。 SPD：Serial Presence Detect，串行存在探测SPD是一个8针的256字节EEPROM（电可擦写可编程只读存储器）芯片，里面记录了诸如内存的速度、容量、电压与行、列地址、带宽等参数信息。
DRAM内存的时间参数设置 • 1．CAS Latency（CL或tCL） • 目前DDR内存的CL值主要为2、2.5和3，DDR2的CL在3～6之间，DDR3的CL在5～8之间。DDR2与DDR3延迟时间对比如图4-15所示。2．RAS to CAS Delay（tRCD） • 可选值有2、3和4。 • 3．RAS Precharge（tRP） • 可选值有2、3和4。 • 4．RAS Active Delay（tRAS） • 可选值范围为5～12。
DRAM内存的参数标识 • 通常按CL-tRCD-tRP-tRAS（有时省略tRAS）的顺序列出这4个参数，如图4-16所示。
4.5 内存的技术规范 SDRAM: PC100、PC133， DDR SDRAM： PC1600、PC2100、PC2700、 PC3200、PC3500、PC3700， RDRAM： PC600、PC800、PC1600， DDRII： PC2 3200、PC2 4300、PC2 5300、 PC2 6400。
内存新技术介绍 • 随着主流DDRⅡ内存达到DDRII 800MHz， DDRⅡ 内存的潜力所剩无几，为了让多内核CPU更好的表现性能，Intel和AMD将目光投向了DDRⅢ内存。 • DDRⅢ内存相对于DDRⅡ 内存有着很多不同之处，最主要的区别在于预取位数上，DDRⅡ内存采用了4bit预取的架构，而DDRⅢ内存采用了8bit预取的架构，因此在相同内部工作频率下DDRⅢ内存的带宽是DDRⅡ内存的2倍。
4.5 内存的技术规范 PC100：PC100是JEDEC（Joint Electron Device Engineering Council，电子元件工业联合会）和Intel联合制定的一种SDRAM内存的技术标准，其中100代表该内存的工作频率可达到100MHz。 PC133：PC133是威盛公司联合三星、现代、日立、西门子、美光和NEC等数家著名IT厂商共同推出的内存标准其中133是指该内存的工作频率可达到133MHz。
4.5 内存的技术规范 DDR与DDRII技术规范
4.5内存的技术规范 RIMM : 3200 4200 4800
4.5 内存的技术规范 流行内存比较: 1、HY DDR400 2、KimgBox 黑金刚DDR400 3、KingSton金士顿 ValueDDR400
4.海盗船1GB DDR3 1333 • 海盗船1GB DDR3 1333内存条的外观，如图4-19所示。
5. Kingmax 2GB DDR2 800 Long-DIMM • Kingmax 2GB DDR2 800 Long-DIMM的外观，如图4-20所示。
4.6 内存的识别与选购 4.6.1 内存的识别
