内存基础知识
什么是内存?
? 内存( Memory)是主机上重要的部件之
一,是 CPU与其他设备沟通的桥梁,主
要用来临时存放数据,并配合 CPU工作,
协调 CPU的处理速度,从而提高整机的
性能。
内存概述
? 内存也称主存或内存储器,按照内存的
工作原理 主要分为 ROM和 RAM两类,
? ROM( Read Only Memory)存储器又称只读
存储器,只能从中读取信息而不能任意写信息。
ROM具有掉电后数据可保持不变的优点,多
用于存放一次性写入的程序或数据,如 BIOS。
? RAM( Random Access Memory)存储器又称
随机存取存储器,存储的内容可通过指令随机
读写访问,RAM中的数据在掉电时会丢失,
因而只能在开机运行时存储数据。
内存的结构形式
? 内存一般采用内存条的结构,根据内
存条的 封装和插脚形式 不同,可分为
两大类,
? SIMM:一般采用 72线插脚,存取 32位数据,
整根内存条的容量一般有
256KB/1MB/4MB/8MB/16MB/32MB/64MB等。
? DIMM:采用 168线插脚,存取 64位数据,整
根内存条的容量一般有
16MB/32MB/64MB/128MB/256MB等几种。
内存条组成及结构
? 内存是由内存芯片,PCB板(印刷电路
板)、电阻、电容等元件组成。
? 内存芯片又叫内存颗粒,它的质量好坏
直接决定内存条的性能。
? PCB板有四层与六层两种,内存芯片安
装在该板上。若所有芯片在一边,称为
单面条,否则称为双面条。
“金手指”
? 所谓多少“线”是指内存条与主板插
接时有多少个接点,俗称“金手指”。
内存的分类
? 我们通常所说的内存就是指 RAM,根
据结构和工作原理 RAM又可分为两类:
静态 RAM( Static RAM )和动态 RAM
( Dynamic RAM )。
? 动态 RAM
? 静态 RAM
? 两者比较
内存数据存放形式
? 以队列方式进行组织
适合内存容量小,CPU速度比较慢的场合。
采用一维形式,地址作为一个整体。
? 以阵列方式进行组织
采用二维形式,地址有行、列地址两部分。
内存速度性能指标
? 时钟周期 TCK
? CAS延迟时间( CL)
CL=2,CL=3
? 存取时间( TAC)
? 内存总延迟时间
=TCK*CL+TAC
CAS的延迟时间
? 这是纵向地址脉冲的反应时间,也是在一
定频率下衡量支持不同规范内存的重要标
志之一。比如现在大多数的 SDRAM在外
频为 100MHz时都能运行于 CAS Latency =
2或 3的模式下,这时的读取数据的延迟时
间可以是二个时钟周期也可以是三个时钟
周期,若为二个时钟周期就会有更高的效
能。
TAC
? TAC(Access time from CLK)是最大 CAS
延迟时的最大数输入时钟,PC 100规范
要求在 CL=3时 TAC不大于 6ns。某些内存
编号的位数表示的是这个值。目前大多
数 SDRAM芯片的存取时间为 5,6,7,8
或 10ns。
综合性能
? 关于总延迟时间的计算一般用这个公式,
总延迟时间 =系统时钟周期 × CL模式数 +
存取时间( TAC),比如某 PC 100内存
的存取时间为 6ns,我们设定 CL模式数为
2(即 CAS Latency=2),则总延迟时间
=10ns× 2+ 6ns= 26ns,这就是评价内存
性能高低的重要数值。
常见内存种类
? FPM DRAM
? EDO DRAM
? SDRAM
? DDR SDRAM
? RDRAM
? Flash Memory
FPM(Fast Page Mode)
? FPM(快页模式 )是较早的个人计算机普遍使
用的内存,它每隔 3个时钟脉冲周期传送一
次数据。现在已很少见到使用这种内存的计
算机系统了。
EDO(Extended Data Out)
? EDO(扩展数据输出 )内存取消了主板与内存
两个存储周期之间的时间间隔,每隔 2个时
钟脉冲周期传输一次数据,大大地缩短了存
取时间,使存取速度提高 30%,达到 60ns。
EDO内存主要用于 72线的 SIMM内存条,以
及采用 EDO内存芯片的 PCI显示卡。
SDRAM(Synchronous DRAM)
? SDRAM(同步动态随机存储器 )是目前奔腾计
算机系统普遍使用的内存形式。 SDRAM将
CPU与 RAM通过一个相同的时钟锁在一起,
使 RAM和 CPU能够共享一个时钟周期,以相
同的速度同步工作,与 EDO内存相比速度能
提高 50%。
DDR(Double Data Rage)SDRAM
? DDR SDRAM也就是 SDRAM II,是 SDRAM
的更新换代产品,它允许在时钟脉冲的上升
沿和下降沿传输数据,这样不需要提高时钟
的频率就能加倍提高 SDRAM的速度,并具有
比 SDRAM多一倍的传输速率和内存带宽。
RDRAM(Rambus DRAM)
? RDRAM(存储器总线式动态随机存储器 )是
Rambus公司开发的具有系统带宽、芯片到芯
片接口设计的新型 DRAM,它能在很高的频
率范围下通过一个简单的总线传输数据,同
时使用低电压信号,在高速同步时钟脉冲的
两边沿传输数据。
Flash Memory
? Flash Memory(闪速存储器 )是
一种新型半导体存储器,主要
特点是在不加电的情况下长期
保持存储的信息。就其本质而
言,Flash Memory属于
EEPROM(电擦除可编程只读存
储器 )类型,既有 ROM的特点,
又有很高的存取速度,而且易
于擦除和重写,功耗很小。
Shadow RAM
? Shadow RAM也称为“影子内存”,是
为了提高计算机系统效率而采用的一
种专门技术,所使用的物理芯片仍然
是 CMOS DRAM(动态随机存取存储器 )
芯片。 Shadow RAM的功能就是用来存
放各种 ROM BIOS的内容。也就是复制
的 ROM BIOS内容,因而又它称为
ROM Shadow,这与 Shadow RAM的意
思一样,指得是 ROM BIOS的“影子”。
ECC
? ECC(Error Correction Coding或 Error Checking
and Correcting)是一种具有自动纠错功能的内
存,但由于 ECC内存成本比较高,所以主要
应用在要求系统运算可靠性比较高的商业计
算机中,一般的家用与办公计算机也不必采
用 ECC内存。
CDRAM(Cached DRAM)
? CDRAM(带高速缓存动态随机存储器 )
是日本三菱电气公司开发的专有技术,
它通过在 DRAM芯片上集成一定数量
的高速 SRAM作为高速缓冲存储器和同
步控制接口来提高存储器的性能。
DRDRAM(Direct Rambus DRAM)
? DRDRAM (接口动态随机存储器 )是 Rambus
在 Intel支持下制定的新一代 RDRAM标准,
与传统 DRAM的区别在于引脚定义会随命令
而变,同一组引脚线可以被定义成地址,也
可以被定义成控制线。其引脚数仅为正常
DRAM的三分之一。当需要扩展芯片容量时,
只需要改变命令,不需要增加芯片引脚。
SLDRAM(SyncLink DRAM)
? SLDRAM(同步链接动态内存 )是由 IBM、惠普、
苹果,NEC、富士通、东芝、三星和西门子等
大公司联合制定的,是一种在原 DDR DRAM
基础上发展起来的高速动态读写存储器,具有
与 DRDRAM相同的高数据传输率,但其工作
频率要低一些,可用于通信、消费类电子产品、
高档的个人计算机和服务器中。
VCM(Virtual Channel Memory)
? VCM(虚拟通道存储器 )由 NEC公司开发,是
一种新兴的缓冲式 DRAM,可用于大容量的
SDRAM。此技术集成了“通道缓冲”功能,
由高速寄存器进行配置和控制。在实现高速
数据传输,让带宽增大的同时还维持着与传
统 SDRAM的高度兼容性,所以通常也把
VCM内存称为 VCM SDRAM。
FCRAM(Fast Cycle RAM)
? FCRAM(快速循环动态存储器 )
是由富士通和东芝联合开发的
内存技术,数据吞吐速度可超
过 DRAM/SDRAM的 4倍,能应
用于需要极高内存带宽的系统
中,如服务器,3D图形及多媒
体处理等场合,其主要的特点
是:行、列地址同时 (并行 )访
问,而不像普通 DRAM那样首
先访问行数据,再访问列数据。
内存的性能指标
? 内存是计算机系统的主要部件之一,其
性能影响着所配置计算机系统的性能,
接下来我们简单介绍一下内存主要的性
能指标。
引脚数
? 是衡量内存条性能的一个重要指标,它
包括地址引脚、数据引脚、控制引脚和
其它引脚。
? 常见的引脚数有,30线,72线,168线、
184线等。
速度
? 内存条的速度一般用存取一次数据的时
间 (单位一般用 ns)来作为性能指标,时间
越短,速度就越快。普通内存速度只能
达到 70ns~ 80ns,EDO内存速度可达到
60ns,而 SDRAM内存速度则已达到 7ns。
容量
? 内存条容量大小有多种规格,早期的 30
线内存条有 256K,1M,4M,8M多种容
量,72线的 EDO内存则多为 4M,8M、
16M,而 168线的 SDRAM内存大多为
16M,32M,64M,128MB和 512MB容
量,甚至更高。
奇偶校验
? 为检验存取数据是否准确无误,内存条
中每 8位容量能配备 1位做为奇偶校验位,
并配合主板的奇偶校验电路对存取的数
据进行正确校验。不过,而在实际使用
中有无奇偶校验位,对系统性能并没有
什么影响,所以目前大多数内存条上已
不再加装校验芯片。
SPD芯片
? SPD(Serial Presence Detect,串行
存在探测 ),它是 1个 8针的 256字
节的 EEPROM (电可擦写可编程
只读存储器 )芯片。一般处在内
存条正面的右侧,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。当开机
时 PC的 BIOS将自动读取 SPD中
记录的信息,并为内存设置最优
化的工作方式,它是识别 PC100
内存的一个重要标志。
ECC
? 错误检查和纠正。与奇偶校验类似,它
不但能检测到错误的地方,还可以纠正
绝大多数错误。它也是在原来的数据位
上外加位来实现的,这些额外的位是用
来重建错误数据的。只有经过内存的纠
错后,计算机操作指令才可以继续执行。
时钟频率
? 时钟频率代表了 SDRAM内存所能稳定运
行的最大频率。现在一般可分为 PC100、
PC133,PC150等几种类型,它们分别表
示可在 100~ 150MHz的时钟频率下稳定
运行。
数据位宽度和带宽
? 内存的数据位宽度是指内存在一个时钟周
期内传输数据的位数,以,bit”为单位;
? 内存带宽是指内存的数据传输速率,计算
方法是:运行频率 × 数据带宽 /8,之所以
要除以 8,是因为每 8个 bit(比特 )等于一个
Byte(字节 )。
内存的电压
? 内存的电压是指内存在工作时所需要的
工作电压,FPM内存和 EDO内存均使用
5V电压,而 SDRAM则使用 3.3~ 3.5V之
间电压。
内存条规范
? 规范说明
机械特性、电气特性
? SDRAM
PC100,PC133
? DDR DRAM
DDR200,DDR266,DDR333,DDR366、
DDR400,DDR433等。
内存芯片厂商名称及芯片代号
内存芯片厂商 芯片代号 内存芯片厂商 芯片代号
现代电子 HYUNDAI HY 日立 HITACHI HM
三星 SAMSUNG KM或 M 美凯龙 MICRON MT
NBM AAA 德州仪器 TMS TI
西门子 SIEMENS HYB 东芝 TOSHIBA TD或 TC
高士达
LG-SEMICON GM
摩托罗拉
MOTOROLA MCM
HITSUBISHI M5M STI TM
富士通 FUJITSU MB 日电 NEC uPD
MATSUSHITA MN IBM BM
OKI MSM NPNX NN
常见内存介绍
金士顿( KINGSTON)
现代( HY/HYUNDAI)
KINGMAX
三星( SAMSUNG)
创见( JETRAM)
金邦( WINBOND)
美凯龙 /美光( MICRON)
金士顿( KINGSTON)
金士顿( KINGSTON)
现代( HY/HYUNDAI)
现代( HY/HYUNDAI)
KINGMAX
KINGMAX
三星( SAMSUNG)
三星( SAMSUNG)
创见( JETRAM)
创见( JETRAM)
金邦( WINBOND)
金邦( WINBOND)
美光( MICRON)
美凯龙 /美光( MICRON)