第 4章 内 存掌握内存的分类、内存的单位、内存的结构和主要技术参数 ;
熟练掌握内存条的安装及拆卸，了解测试软件 CPU-Z的使用。
本章内容
0000H
0001H
0002H
XXXXH
读写控制总线数据总线地址译码器 地址 内容地址总线存储器的逻辑结构示意图
4.1 内存的分类
4.1.1 按内存的工作原理分类
按内存的工作原理分为 ROM和 RAM。
1,ROM：是一种不靠电源保持信息，只能读取，不能随意改变内容的一种存储器。根据把数据存入 ROM的方式不同,ROM分为以下四类。
(1) ROM（掩模式只读存储器）
生产厂一次性写入,批量大、价低、可靠
(2) PROM（ Programmable ROM，一次编程只读存储器） PROM
芯片的外观，如图 4-1所示。
用户一次性写入，批量小。
图 4-1 PROM芯片掩膜 ROM单译码结构电路
0110
0101
1010
0000
例：当 A1A0=01时选中字线 2=1,相连的栅极高电位，管子导通，与之相连的位线为 0,其他位线为 1。未选中的字线为 0，相连的管子截止,不影响位线状态。
1
0
(3) 多次改写可编程的只读存储器
这类 ROM有三种。
① EPROM（ Erasable Programmable ROM，可擦编程只读存储器）,EPROM芯片上有一个透明窗口，紫外擦除，编程器写入，适于科研。
其外观如图 4-2所示。
图 4-2 EPROM芯片
② EEPROM（ Electrically Erasable Programmable
ROM，电可擦除可编程只读存储器）：主板 BIOS
EEPROM的容量一般为 512Kbit～ 1Mbit,12V高电压擦写，跳线保护写入引脚。其外观如图 4-3所示。
图 4-3 EEPROM芯片
③ Flash Memory（闪速存储器）：主板上 BIOS、
USB优盘上的 Flash Memory芯片，不改变写入电压，可实现在线编程。
如图 4-4所示。
图 4-4 Flash Memory芯片
2,RAM
根据其制造原理不同,它分为 SRAM静态随机存储器和 DRAM动态随机存储器两种,现在的 RAM多为
MOS型半导体电路 。
(1) SRAM（ Static RAM，静态随机存储器）双稳电路，
速度快、成本高、容量小，适合做高速 Cache 。
(2) DRAM（ Dynamic RAM，动态随机存储器）晶体管 +电容，需刷新 (充电 )保持信息。速度稍慢，集成度高，成本低适合做主存。
六管 静态 RAM基本存储电路单元
X 地址译码线
D0 DO
(I/O) 接 Y 地址译码器 (I/O)
T 6
T5
V
CC
（ +5V ）
A B
T1 T2
T3 T4
T7 T8
单管 动态 RAM的存储单元
D
数据线
E S
C
字选线
T1
4.1.2 按内存的外观分类
1,双列直插内存芯片
双列直插封装内存芯片 DIP（ Double
Inline Package）一般每排都有若干只引脚。
通常，芯片的容量可以是,64Kbit、
256Kbit或 1024Kbit,1024× 4Kbit等。如图
4-5所示。
图 4-5 内存芯片
2,内存条（内存模块）
内存条主要有两种接口类型：
SIMM（ Single Inline Memory Module），早期的 30线,72线的内存条属于这种接口类型；
30线内存条用在 386微机上，常见容量有
256KB,1MB和 4MB,30线内存条提供 8bit有效数据位。
DIMM（ Double Inline Memory Module）,168
线的 SDRAM和 184,240线的 DDR SDRAM内存条属于这种接口类型。
所谓内存条线数即引脚数。
4.1.3 按内存模块的不同标准分类
1,SDRAM（ Synchronous DRAM，同步动态随机存取存储器）
SDRAM的工作频率与系统总线频率是同步的，数据信号在每个脉冲的上升沿处传送出去，其工作原理示意图，如图 4— 6所示。
SDRAM用在 Pentium II/III级别的微机上，有 168线（接触点）,采用 3.3V工作电压,常见容量有 32MB,64MB、
128MB和 256MB，提供 64bit有效数据位，数据频率为
100MH如图 4-7所示。
2,DDR SDRAM（ Double Data Rate SDRAM，
双数据率 SDRAM）
DDR SDRAM与 SDRAM一样,也是与系统总线时钟同步的 。 DDR内存采用 100MHz的核心频率,通过两条线路同步传输到 I／ O缓存区 (I／ O Buffers),实现
200MHz的数据传输频率 。 由于是两路传输,所以可以预读 2bit数据 。 工作原理示意图如图 4-8所示 。
DDR SDRAM用在 Pentium 4级别的微机上，
184线,采用 2.5V工作电压,提供 64bit的内存数据总线连接,功耗为 527mW,DDR SDRAM常见容量有 128MB,256MB,512MB。 如图 4-9所示。
图 4-9 184线的 DDR SDRAM内存条
3,DDR2 SDRAM
DDR2与 DDR SDRAM的基本原理类似,通过四条线路同步传输到 I／ O缓存区 (I／ O Buffers),4位预取，实现 400MHz的数据传输频率,DDR2的工作原理示意图，如图 4-10所示。
DDR2内存条
DDR2 SDRAM用在 Pentium 4级别的微机上,240线，
采用 1.8V工作电压，提供 64bit的内存数据总线连接，
常见容量有 256MB,512MB,1GB。 需 915以上的芯片组支持，如图 4-11所示。
DDR3内存条
DDR3 SDRAM,240线，采用 1.5V工作电压，提供 64bit的内存数据总线连接,进一步改进为 8位预取,常见容量有 512MB、
1GB,2GB,4GB,8GB 。芯片组 G33,P35,X38支持。
三种内存条的区别三种内存条的传输速度不同、工作电压不同、缺口位置不同，不能互换使用。
4、内存最大带宽的计算
内存最大带宽 (MB/S)=最大时钟频率 (MHz) × 每时钟数据段数量 × 总线宽度 (b) ÷ 8
SDRAM内存,每个时钟数据段数量 =1；
DDR内存,每个时钟数据段数量 =2；
DDR2内存,每个时钟数据段数量 =4；
DDR3内存,每个时钟数据段数量 =8；
对 SDRAM 和 DDR总线宽度都是 64位。
例,DDR2-667 SDRAM的时钟频率为 166MHz,问最大数据传输率（单通道带宽）是多少？
内存最大带宽 (MB/S)=最大时钟频率 (MHz)X每时钟数据段数量 X总线宽度 (b)/8
内存最大带宽 =166MHz × 4× 64b÷ 8=5312MB/S≈5.3GB/S
答：最大数据传输率（单通道带宽）是 5.3GB/S
表 4— 1列出了内存的不同版本及时钟频率、数据频率、单通道和双通道带宽。其中,DDR2
400MHz与 DDR400MHz的带宽都是 3.2GB。
DDR3内存带宽内存类型 时钟频率 数据频率 单通道带宽 双通道带宽
DDR3-800 100MHz 100MHz*8 (100MHz*8*64b)/8b=6.4GB/S 12.8GB/S
DDR3-1066 133MHz 133MHz*8 (133MHz*8*64b)/8b=8.5GB/S 17GB/S
DDR3-1333 166MHz 166MHz*8 (166MHz*8*64b)/8b=10.6GB/S 21.3GB/S
DDR3-1600 200MHz 200MHz*8 (200MHz*8*64b)/8b=12.8GB/S 25.6GB/S
4.2 内存的单位位（ bit）,字节（ Byte）
常用的内存单位及其换算如下：
千字节（ KB,Kilo Byte）,1KB?＝ 1024B
兆字节（ MB,Mega Byte）,1MB＝ 1024KB
吉字节（ GB,Giga Byte）,1GB?＝ 1024MB
太字节（ TB,Tera Byte）,1TB?＝ 1024GB
其中 TB单位非常大，一般只有在大型计算机中才能用到。
各单位的换算关系如下：
1TB =1024GB
=1024× 1024MB
=1024× 1024× 1024KB
=1024× 1024× 1024× 1024B
=1024× 1024× 1024× 1024× 8bit
4.3 DDR SDRAM内存的结构和主要技术参数
4.3.1 DDR SDRAM内存条的结构
下面以一条 PC3200 DDR内存条为例，介绍内存条的结构，
如图 4-12所示。
1,PCB板,承载内存颗粒和连线；
2,金手指,与主板的电气连接；
3,内存条固定卡缺口：固定内存条到主板上；
4,金手指缺口：定位、防插反、防插错；
5,内存芯片：存放程序或数据，组成内存条；决定内存条的容量、速度、性能。
6,SPD（ Serial Presence Detect，串行存在检测）芯片：保存内存参数等信息；
7,内存颗粒空位：用于焊接 ECC效验芯片；
8,电容：滤波；
9,电阻：阻抗匹配； 10欧姆，主板兼容好； 22欧姆，高质量
10,标签：表达容量和厂商信息。
4.3.2内存的封装
1,TSOP封装 TSOP(Thin Small Outline Package，
薄型小尺寸封装 )封装的内存芯片如图 4— 13所示。
2,BGA封装
BGA(Ball Grid Array Package，球栅阵列封装 )封装的内存芯片，集成度高，体积小，
散热好,DDR2标准，如图 4— 14所示。
3,CSP封装 CSP(Chip Scale Package，芯片级封装 )封装的内存芯片，体积小、薄、速度快，如图 4— 15所示。
4.3.3 常见的 DDR SDRAM内存芯片
虽然内存条的品牌较多，例如,Kingston
（金士顿）,Leadram（超胜）,Apacer（宇瞻）,Kingmax（胜创）,Samsung（三星）等，
但内存芯片的制造商只有几家，所以许多不同品牌的内存条上焊接着相同型号的内存芯片，
常见内存芯片制造商有,Samsung（三星）、
Hynix（现在）,Winbond（华邦）,Kingmax
（胜创）,Infineon,GeIL（金邦）等。常见内存芯片的制造商、芯片型号，默认频率和外观对比见表 4-2。
表 4-2 常见内存芯片
4.3.4 DDR SDRAM的主要参数
1,CL（ CAS Latency） 内存延迟时间
2,tRCD（ time of RAS to CAS Delay）行到列的延时
3,tRP（ time of Row Precharge） 行预充电时间
4,tRAS（ time of Row Active Delay）行延迟时间图 4-12 DDR内存条在 BIOS中设置选项的屏幕
5.DRAM内存条的参数标识
在内存条的标签上，通常会给出该内存条的重要参数，如 CL，有些内存条会给出更加详细的参数序列，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。
在 DDR SDRAM的制造过程中，厂商已将这些特性参数写入 SPD中。在开机时，主板的 BIOS就会检查此项内容，并以这些参数值作为默认的模式运行。
它们的单位都是时钟周期。例如，采用能够运行在时间参数为 2-2-2-5 DDR内存的计算机要比采用 3-4-
4-8的计算机运行得更快，更有效率。图 4— 17所示是 BIOS设置选项。
4.4 内存条的选购
1．内存颗粒：选大公司的内存；
2．内存条的品牌,盒装内存条产品；
3．频率要搭配：选择速度较快的；
4．容量,根据操作系统需要。
4.5 实习
4.5.1 实习 1—— 内存条的安装及拆卸
1,内存条的安装
下面以 240线的 DDR2 SDRAM内存条安装为例介绍其安装方法。
① 先将内存条插槽两端的白色卡子向两边扳。
② 然后再插入内存条。如图 4-19所示。
③ 卡子就会卡在内存条的缺口中。
图 4-13 向下按入内存条
2,内存条的拆卸如果要卸下内存条，只需向外搬动两个卡子，内存条就会自动从 DIMM槽中脱出。
4.5.2 实习 2—— 测试软件 CPU-Z的使用
在 DDR内存条的产品标签上一般会标有工作时序（ CAS-tRCD-
tRP-tRAS，如 2-3-3-6），用 CPU-Z之类的测试程序可以读取 SPD
中的信息，包括内存条的容量、品牌型号等内容，如图 4-20所示。
熟练掌握内存条的安装及拆卸，了解测试软件 CPU-Z的使用。
本章内容
0000H
0001H
0002H
XXXXH
读写控制总线数据总线地址译码器 地址 内容地址总线存储器的逻辑结构示意图
4.1 内存的分类
4.1.1 按内存的工作原理分类
按内存的工作原理分为 ROM和 RAM。
1,ROM：是一种不靠电源保持信息，只能读取，不能随意改变内容的一种存储器。根据把数据存入 ROM的方式不同,ROM分为以下四类。
(1) ROM（掩模式只读存储器）
生产厂一次性写入,批量大、价低、可靠
(2) PROM（ Programmable ROM，一次编程只读存储器） PROM
芯片的外观，如图 4-1所示。
用户一次性写入，批量小。
图 4-1 PROM芯片掩膜 ROM单译码结构电路
0110
0101
1010
0000
例：当 A1A0=01时选中字线 2=1,相连的栅极高电位，管子导通，与之相连的位线为 0,其他位线为 1。未选中的字线为 0，相连的管子截止,不影响位线状态。
1
0
(3) 多次改写可编程的只读存储器
这类 ROM有三种。
① EPROM（ Erasable Programmable ROM，可擦编程只读存储器）,EPROM芯片上有一个透明窗口，紫外擦除，编程器写入，适于科研。
其外观如图 4-2所示。
图 4-2 EPROM芯片
② EEPROM（ Electrically Erasable Programmable
ROM，电可擦除可编程只读存储器）：主板 BIOS
EEPROM的容量一般为 512Kbit～ 1Mbit,12V高电压擦写，跳线保护写入引脚。其外观如图 4-3所示。
图 4-3 EEPROM芯片
③ Flash Memory（闪速存储器）：主板上 BIOS、
USB优盘上的 Flash Memory芯片，不改变写入电压，可实现在线编程。
如图 4-4所示。
图 4-4 Flash Memory芯片
2,RAM
根据其制造原理不同,它分为 SRAM静态随机存储器和 DRAM动态随机存储器两种,现在的 RAM多为
MOS型半导体电路 。
(1) SRAM（ Static RAM，静态随机存储器）双稳电路，
速度快、成本高、容量小，适合做高速 Cache 。
(2) DRAM（ Dynamic RAM，动态随机存储器）晶体管 +电容，需刷新 (充电 )保持信息。速度稍慢，集成度高，成本低适合做主存。
六管 静态 RAM基本存储电路单元
X 地址译码线
D0 DO
(I/O) 接 Y 地址译码器 (I/O)
T 6
T5
V
CC
（ +5V ）
A B
T1 T2
T3 T4
T7 T8
单管 动态 RAM的存储单元
D
数据线
E S
C
字选线
T1
4.1.2 按内存的外观分类
1,双列直插内存芯片
双列直插封装内存芯片 DIP（ Double
Inline Package）一般每排都有若干只引脚。
通常，芯片的容量可以是,64Kbit、
256Kbit或 1024Kbit,1024× 4Kbit等。如图
4-5所示。
图 4-5 内存芯片
2,内存条（内存模块）
内存条主要有两种接口类型：
SIMM（ Single Inline Memory Module），早期的 30线,72线的内存条属于这种接口类型；
30线内存条用在 386微机上，常见容量有
256KB,1MB和 4MB,30线内存条提供 8bit有效数据位。
DIMM（ Double Inline Memory Module）,168
线的 SDRAM和 184,240线的 DDR SDRAM内存条属于这种接口类型。
所谓内存条线数即引脚数。
4.1.3 按内存模块的不同标准分类
1,SDRAM（ Synchronous DRAM，同步动态随机存取存储器）
SDRAM的工作频率与系统总线频率是同步的，数据信号在每个脉冲的上升沿处传送出去，其工作原理示意图，如图 4— 6所示。
SDRAM用在 Pentium II/III级别的微机上，有 168线（接触点）,采用 3.3V工作电压,常见容量有 32MB,64MB、
128MB和 256MB，提供 64bit有效数据位，数据频率为
100MH如图 4-7所示。
2,DDR SDRAM（ Double Data Rate SDRAM，
双数据率 SDRAM）
DDR SDRAM与 SDRAM一样,也是与系统总线时钟同步的 。 DDR内存采用 100MHz的核心频率,通过两条线路同步传输到 I／ O缓存区 (I／ O Buffers),实现
200MHz的数据传输频率 。 由于是两路传输,所以可以预读 2bit数据 。 工作原理示意图如图 4-8所示 。
DDR SDRAM用在 Pentium 4级别的微机上，
184线,采用 2.5V工作电压,提供 64bit的内存数据总线连接,功耗为 527mW,DDR SDRAM常见容量有 128MB,256MB,512MB。 如图 4-9所示。
图 4-9 184线的 DDR SDRAM内存条
3,DDR2 SDRAM
DDR2与 DDR SDRAM的基本原理类似,通过四条线路同步传输到 I／ O缓存区 (I／ O Buffers),4位预取，实现 400MHz的数据传输频率,DDR2的工作原理示意图，如图 4-10所示。
DDR2内存条
DDR2 SDRAM用在 Pentium 4级别的微机上,240线，
采用 1.8V工作电压，提供 64bit的内存数据总线连接，
常见容量有 256MB,512MB,1GB。 需 915以上的芯片组支持，如图 4-11所示。
DDR3内存条
DDR3 SDRAM,240线，采用 1.5V工作电压，提供 64bit的内存数据总线连接,进一步改进为 8位预取,常见容量有 512MB、
1GB,2GB,4GB,8GB 。芯片组 G33,P35,X38支持。
三种内存条的区别三种内存条的传输速度不同、工作电压不同、缺口位置不同，不能互换使用。
4、内存最大带宽的计算
内存最大带宽 (MB/S)=最大时钟频率 (MHz) × 每时钟数据段数量 × 总线宽度 (b) ÷ 8
SDRAM内存,每个时钟数据段数量 =1；
DDR内存,每个时钟数据段数量 =2；
DDR2内存,每个时钟数据段数量 =4；
DDR3内存,每个时钟数据段数量 =8；
对 SDRAM 和 DDR总线宽度都是 64位。
例,DDR2-667 SDRAM的时钟频率为 166MHz,问最大数据传输率（单通道带宽）是多少？
内存最大带宽 (MB/S)=最大时钟频率 (MHz)X每时钟数据段数量 X总线宽度 (b)/8
内存最大带宽 =166MHz × 4× 64b÷ 8=5312MB/S≈5.3GB/S
答：最大数据传输率（单通道带宽）是 5.3GB/S
表 4— 1列出了内存的不同版本及时钟频率、数据频率、单通道和双通道带宽。其中,DDR2
400MHz与 DDR400MHz的带宽都是 3.2GB。
DDR3内存带宽内存类型 时钟频率 数据频率 单通道带宽 双通道带宽
DDR3-800 100MHz 100MHz*8 (100MHz*8*64b)/8b=6.4GB/S 12.8GB/S
DDR3-1066 133MHz 133MHz*8 (133MHz*8*64b)/8b=8.5GB/S 17GB/S
DDR3-1333 166MHz 166MHz*8 (166MHz*8*64b)/8b=10.6GB/S 21.3GB/S
DDR3-1600 200MHz 200MHz*8 (200MHz*8*64b)/8b=12.8GB/S 25.6GB/S
4.2 内存的单位位（ bit）,字节（ Byte）
常用的内存单位及其换算如下：
千字节（ KB,Kilo Byte）,1KB?＝ 1024B
兆字节（ MB,Mega Byte）,1MB＝ 1024KB
吉字节（ GB,Giga Byte）,1GB?＝ 1024MB
太字节（ TB,Tera Byte）,1TB?＝ 1024GB
其中 TB单位非常大，一般只有在大型计算机中才能用到。
各单位的换算关系如下：
1TB =1024GB
=1024× 1024MB
=1024× 1024× 1024KB
=1024× 1024× 1024× 1024B
=1024× 1024× 1024× 1024× 8bit
4.3 DDR SDRAM内存的结构和主要技术参数
4.3.1 DDR SDRAM内存条的结构
下面以一条 PC3200 DDR内存条为例，介绍内存条的结构，
如图 4-12所示。
1,PCB板,承载内存颗粒和连线；
2,金手指,与主板的电气连接；
3,内存条固定卡缺口：固定内存条到主板上；
4,金手指缺口：定位、防插反、防插错；
5,内存芯片：存放程序或数据，组成内存条；决定内存条的容量、速度、性能。
6,SPD（ Serial Presence Detect，串行存在检测）芯片：保存内存参数等信息；
7,内存颗粒空位：用于焊接 ECC效验芯片；
8,电容：滤波；
9,电阻：阻抗匹配； 10欧姆，主板兼容好； 22欧姆，高质量
10,标签：表达容量和厂商信息。
4.3.2内存的封装
1,TSOP封装 TSOP(Thin Small Outline Package，
薄型小尺寸封装 )封装的内存芯片如图 4— 13所示。
2,BGA封装
BGA(Ball Grid Array Package，球栅阵列封装 )封装的内存芯片，集成度高，体积小，
散热好,DDR2标准，如图 4— 14所示。
3,CSP封装 CSP(Chip Scale Package，芯片级封装 )封装的内存芯片，体积小、薄、速度快，如图 4— 15所示。
4.3.3 常见的 DDR SDRAM内存芯片
虽然内存条的品牌较多，例如,Kingston
（金士顿）,Leadram（超胜）,Apacer（宇瞻）,Kingmax（胜创）,Samsung（三星）等，
但内存芯片的制造商只有几家，所以许多不同品牌的内存条上焊接着相同型号的内存芯片，
常见内存芯片制造商有,Samsung（三星）、
Hynix（现在）,Winbond（华邦）,Kingmax
（胜创）,Infineon,GeIL（金邦）等。常见内存芯片的制造商、芯片型号，默认频率和外观对比见表 4-2。
表 4-2 常见内存芯片
4.3.4 DDR SDRAM的主要参数
1,CL（ CAS Latency） 内存延迟时间
2,tRCD（ time of RAS to CAS Delay）行到列的延时
3,tRP（ time of Row Precharge） 行预充电时间
4,tRAS（ time of Row Active Delay）行延迟时间图 4-12 DDR内存条在 BIOS中设置选项的屏幕
5.DRAM内存条的参数标识
在内存条的标签上，通常会给出该内存条的重要参数，如 CL，有些内存条会给出更加详细的参数序列，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。
在 DDR SDRAM的制造过程中，厂商已将这些特性参数写入 SPD中。在开机时，主板的 BIOS就会检查此项内容，并以这些参数值作为默认的模式运行。
它们的单位都是时钟周期。例如，采用能够运行在时间参数为 2-2-2-5 DDR内存的计算机要比采用 3-4-
4-8的计算机运行得更快，更有效率。图 4— 17所示是 BIOS设置选项。
4.4 内存条的选购
1．内存颗粒：选大公司的内存；
2．内存条的品牌,盒装内存条产品；
3．频率要搭配：选择速度较快的；
4．容量,根据操作系统需要。
4.5 实习
4.5.1 实习 1—— 内存条的安装及拆卸
1,内存条的安装
下面以 240线的 DDR2 SDRAM内存条安装为例介绍其安装方法。
① 先将内存条插槽两端的白色卡子向两边扳。
② 然后再插入内存条。如图 4-19所示。
③ 卡子就会卡在内存条的缺口中。
图 4-13 向下按入内存条
2,内存条的拆卸如果要卸下内存条，只需向外搬动两个卡子，内存条就会自动从 DIMM槽中脱出。
4.5.2 实习 2—— 测试软件 CPU-Z的使用
在 DDR内存条的产品标签上一般会标有工作时序（ CAS-tRCD-
tRP-tRAS，如 2-3-3-6），用 CPU-Z之类的测试程序可以读取 SPD
中的信息，包括内存条的容量、品牌型号等内容，如图 4-20所示。
