内存

null 第4章 内存 第4章 内存 4.1 内存在系统中的作用 4.2 内存的分类 4.3 内存的技术指标 4.4 内存条的种类 4.5 内存技术展望 4.6 内存的选购 4.1 内存在系统中的作用 4.1 内存在系统中的作用 很多人对内存都有一个疑问，就是它在整个计算机系统中的地位和作用是怎样的呢？我们可以做这样一个形象的比喻：一台电脑就像我们每个人天天工作的办公室，而正在工作的人就是CPU，有许多有待处理的信息都储存在文件柜里，计算机硬盘(或者是软盘和CD–ROM)就像是这个文件柜，为了从文件柜中获得有关信息，工作人员必须时常地拉开文件柜，抽取各类文件，并把这些文件放到自己的桌面上以方便工作，而这个桌面就相当于电脑的内存了。 nullnull 桌面越大，可以摆放的文件数量就越多，使用者就不必经常打开文件柜抽取或存放文件，这样他的工作效率也就会提高。同样的，如果机器的内存越大，从硬盘中调用的文件数据也就越多，由于内存的读取速度要比硬盘快得多，这样当CPU调用文件数据时，只要从内存中调用就可以了，于是整机的性能就会有所提高。许多使用Photoshop的用户都有这样的感触，如果在使用128 MB的内存进行图像处理时， null 可以看到硬盘灯经常在闪亮，这就说明了内存不够用，系统需要使用硬盘作为文件的存储空间，此时整机会处于一个“假死机”的状态；而当用户将内存加大到256 MB或者更大时，在处理图像时就很少出现上面的那种情况了，由此我们就可以想象出内存在系统中的重要地位了。 4.2 内存的分 类 4.2 内存的分 类 内存是计算机系统中存放数据与指令的半导体存储单元。按工作原理的不同，内存可分为只读存储器ROM(Read only Memory)和随机存储器RAM(Random Access Memory)两种。由于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的容量决定，所以人们习惯将RAM直接称为内存。 null 4.2.1 ROM(只读存储器) 只读存储器ROM的是计算机厂商用特殊的设备(通常为写码器)写在芯片中的，其特点是只能读取，不能随意更改，掉电时信息不丢失，如主板的BIOS芯片、显卡的BIOS芯片等。ROM又分为一次写ROM和可重复擦写的ROM。ROM芯片主要有以下几种。 null 1．EPROM (可擦可编程只读存储器) EPROM芯片上有一个窗口，是擦除程序用的。烧制完毕，用不透明的标签贴住窗口，如果揭掉标签，用紫外线照射EPROM的窗口，EPROM中的内容就会丢失。早期的286、386、486都用此芯片做主板的BIOS芯片。 2．EEPROM(电可擦可编程只读存储器) 该芯片用电信号来写或擦除信号。 null 3． Flash ROM(快闪式只读存储器) 以前计算机的BIOS都是烧制在EPROM中的，当要升级或修改BIOS时，便要重新购买芯片，既花钱又麻烦。Intel开发的快闪存储器可以将BIOS存储在其中，而且可以利用软件来升级修改BIOS，非常方便。 null 4.2.2 RAM(随机存储器) RAM (Random Access Memory)就是平常所说的内存，系统运行时，将所需的指令和数据从外部存储器(如硬盘、软盘或光盘等)调入内存中。1,RAM的存储单元根据具体需要可以读出，也可以写入或改写。2,RAM只能用于暂时存放程序和数据，一旦关闭电源或发生断电，其中的数据就会丢失。根据RAM制造原理不同，它可分为静态和动态两种。 null 1．SRAM (静态随机存储器) SRAM(Static RAM)的一个存储单元的基本结构是一个双稳态电路，其读和写的转换由写电路控制，只要写电路不工作，电路有电，开关就保持现状，不需要刷新，所以SRAM又叫静态RAM。SRAM的读写速度很快，一般比DRAM快2～3倍，但其一个存储单元需要4个晶体管和2个电阻组成，这样就降低了SRAM的集成度，也增加了生产成本。我们常说的Cache(高速缓存)就是SRAM。 null 2．DRAM(动态随机存储器) DRAM就是平时所说的内存条。所谓动态RAM(DRAM)是针对静态RAM(SRAM)而言的，一个DRAM单元由一个晶体管和一个小电容组成。DRAM中存储的数据需要不断的刷新。 4.3 内存的技术指标 4.3 内存的技术指标 1．存取周期(TMC) 内存的速度用存取周期来表示。读入和写出是存储器的两个基本操作，它指的是将信息在存储器和寄存器之间进行读写。两次独立的存储操作之间所需的最短时间称为存储周期TMC，单位为ns(纳秒)，这个时间越短，存取速度就越快，也就标志着内存的性能越好。目前存储器的存取周期一般为60 ns～100 ns。 null 2．系统时钟循环周期(TCK) TCK代表SDRAM所能运行的最大频率，它的数字越小，说明SDRAM芯片所能运行的频率就越高。 3．存取时间(TAC) TAC也就是最大CAS延迟时的最大数据输入时钟，PC100规范要求在CL=3时TAC不大于6 ns，而某些内存编号的位数则表示的是这个值。 4．CL(CAS Latency) CL(CAS Latency)为CAS(Colum Address Strobe，列地址控制器)的延迟时间，这是纵向地址脉冲反应时间，也是在一定频率下衡量不同规范内存的重要标志之一。 null 5．数据的宽度和带宽 内存的带宽指内存的数据传输速率。内存的数据宽度是指内存同时传输数据的位数，以位为单位。 位(bit，常用b表示)是二进制数的最基本单位，也是存储信息的最小单位。8位二进制数表示一个字节，而一个字(word)由一个字节或几个字节组成，字长等于运算器的位数。 null 6．内存的线数 所谓的内存条是多少线就是指内存条与主板插接时有多少个接触点，这些接触点也叫金手指，如我们常说的30线、72线、168线、184线等，如图4–1所示。一般说来，内存的线数越多，传输速度就越快。 null图4–1 内存线数null 7．内存的电压 早期的FPM内存和EDO内存均使用5 V电压，SDRAM内存一般使用3.3 V电压，现在使用的DDR和Rambus内存都是2.5 V电压。 8．SPD(Serial Presence Detect，串行存在探测) SPD是一个8针、SOIC封装、256字节的EEPROM芯片，如图4–2所示。SPD里面的数据有128个字节，分别指出该内存的各种信息，包括容量、性能以及厂家信息等。 null图4–2 SPD芯片 null 9．奇偶校验(Parity)和非奇偶校验(Non-Parity) 位有两个状态，分别以1和0表示。我们又将8个连续的位叫做一个字节。非奇偶校验内存的每个字节只有8位，若它的某一位存储了错误的值，就会使其中存储的相应数据发生改变而导致程序发生错误。图4–3所示的内存条就带有奇偶校验。 图4–3 带校验的内存 null 10．ECC校验(Error Correction Coding或Error Checking and Correcting) ECC代表具有自动校验功能的内存，目前的ECC存储器只能纠正一位二进制的错误。ECC校验内存与普通内存最大的区别是内存颗粒为奇数，且比同样大小的内存多一块内存颗粒。 4.4 内存条的种类 4.4 内存条的种类 内存条在运行操作上有许多不同的方法和特性，如数据传输速率、存取时间、等待时间等，由于这些方法和特性上的不同，就细分出了更多的内存类型，这些内存类型主要包括FPM、EDO、SDRAM、DDR SDRAM和RDRAM。FPM和EDO内存都是早期586计算机上使用的内存，如图4–4所示，现在都已经淘汰了，在此我们就不再叙述。目前SDRAM还是内存的主要类型，随着技术的发展，推出了速度较高的DDR SDRAM和RDRAM，如图4–5所示。 null图4–4 FPM和EDO内存 null图4–5 SDRAM和RDRAM null 4.4.1 SDRAM(同步动态随机存取存储器) 同步内存是指其工作速度与系统总线速度是同步的。SDRAM(Synchronous DRAM)按运行工作频率分为PC66、PC100和台湾威盛公司制定的PC133三大。目前PC150的产品也已上市。66、100及133就是指系统总线频率，如PC100内存最适用于系统总线为100 MHz的微机中，而PC133的微机最适用于系统总线为133 MHz的微机中。 null 1．PC100规范 PC100规范是在1998年Intel公司为了配合其推出的BX芯片组，使微机的各个配件能在100 MHz的总线速率下有效工作而指定的一套准则，PC100规范中有两项重要的SDRAM技术指标，即TCK与TAC。 null 2．PC133规范 威盛公司于1999年4月联合全球各大芯片厂商组成了PC133标准架构同盟后，制定了PC133规范。在PC133规范中，SDRAM的工作频率为133 MHz，且延用了PC100的大部分规范：168线的SDRAM，3.3 V的工作电压，要求内存带有SPD，其最大的优点是速度的提高。 null 4.4.2 DDR SDRAM(双数据率SDRAM) DDR(Double Data Rate SDRAM)表示双倍数据传输率。DDR SDRAM也是一种SDRAM，大家习惯称之为DDR。特别是在显卡中，DDR内存的应用使得显卡在3D图形方面的性能大大提高。DDR内存和普通内存在外观上的区别如图4–6所示。 null图4–6 DDR内存与SDRAM内存的区别 null 4.4.3 RDRAM(总线方式动态随机存取存储器) RDRAM(Rambus DRAM)原为Rambus公司为电视游戏机提供的一种内存，因为能达到更高的时钟频率而被Intel看中，并于1996年由Intel联合Micron等10余家半导体厂商发布并正式命名为Rambus Direct DRAM，简称RDDRAM。 Rambus引入了RISC(精简指令集)的技术，依靠其极高的工作频率，通过减少每个周期的数据量来简化操作。 null图4–7 RDRAM内存及终接口 4.5 内存技术展望 4.5 内存技术展望 内存经历了快页内存、EDO内存、SDRAM的发展历程，每次发展都是为了满足电脑性能提高的需要。目前SDRAM的带宽已经渐渐不能满足系统对带宽的需要了，即使是PC133提供的带宽理论上也只有1066 MB/s。内存的主要发展趋势有两个，一个是DDR SDRAM内存，另一个是Rambus内存。DDR是在SDRAM结构上发展的，在时钟周期的两端同时传输数据，因此在同频率下其数据传输率比SDRAM提高了一倍。 null Rambus是一种变革的技术，它把原来SDRAM的并行结构改成了串行结构，因此可以把时钟频率大幅度提高。大体上讲，Rambus内存所采用的技术与Ultra ATA有些相似，亦即在工作周期的上下沿都传输数据，以产生双倍的数据传输时钟。 DDR内存的低价格和高性能应该能使它被市场所接受，但你不能像对比DDR显存和SDRAM显存那样对比DDR内存和SDRAM内存，因为DDR显存是128位，而DDR内存是64位，在同频率下DDR显存带宽比DDR内存带宽还要高一倍。 4.6 内存的选购 4.6 内存的选购 现在生产内存芯片的厂家中比较知名的有KingMax(胜创)、Samsung(三星)、Hyundai(现代)、NEC等。内存芯片标志的只是内存芯片的型号，并不是内存条的生产厂商，将内存芯片封装在电路板上制成内存条的工作是由其它厂商完成的，如图4–8所示。内存的容量大小一般是不能够看出的，通常要通过系统检测才能识别出来。 null图4–8 内存芯片 使用内存条使用内存条注意事项30 线内存 8位 4个插槽为一个BANK 72线内存 32位 486 1个插槽为一个BANK 奔腾 2个插槽为一个BANK 168线内存 64位 一个插槽为一个BANK