内存的认识与选购.ppt
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1、,名称:密码:123319,第5章 内存的认识与选购,5.1 内存的认识5.2 如何选择理想的内存5.3 DDR内存选购实战5.4 RDRAM内存5.5 内存防伪技巧,宇瞻512MB DDR400(停产),金士顿DDR2 800 120,金士顿2GB DDR3 1333 130,威刚2GB DDR3 1333(万紫千红)85,海盗船TW3X4G2000C9DF(7500),5.1 内存的认识,5.1.1 内存的分类1ROMROM的特点是断电后不丢失其中所储存的程序或数据,主要用来保存一般无需修改就可以长期使用的信息,如主板上的BIOS、部分打印机中的汉字库、网卡上的启动程序等。ROM中的信息能
2、在特定的条件下擦除并重写。,目前电脑等设备中常用的ROM芯片擦写方式可分为紫外光擦写的EPROM(Erasable Programmable ROM,可擦写编程ROM)和电擦除的EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM,电擦写编程ROM)两种,其中电擦写ROM即常说的快闪ROM或快擦写ROM(Flash ROM)。紫外光擦写的ROM芯片最突出的特征是芯片上有一个透明的小孔,这个孔就是为了能让紫外光照进去擦除信息才开的。这种芯片在写入数据后一般都用黑色或铝箔不干胶纸贴上,过去的486以下档次的电脑中常用它来保存主板的BIOS程序。,随着电脑技术的
3、发展,主板BIOS程序也经常因为添加新型CPU或其他器件的支持而需要升级,所以现在电脑主板上已经改用快闪ROM保存BIOS。由于快闪ROM使用方便,所以目前已经完全在电脑主板、高速图形显示卡等器件中取代了紫外光擦写ROM,用来保存这些设备所必须具备的BIOS程序。2RAMRAM是电脑中使用最多的存储器,它最重要的特点在于存取速度比ROM快,但在断电后就会丢失所有已经保存的数据。RAM根据其保存数据时的工作原理可分为SRAM(Static RAM,静态存储器)和DRAM(Dynamic RAM,动态存储器)两大类。,SRAM的工作原理是利用数字电路中触发器的导通和截止来表示数据,数据的改变速度取
4、决于晶体管的完全导通和截止时间。一般来说,SRAM通常只作为CPU上的高速缓存使用。另外,主板上的BIOS芯片中也有一片SRAM用于保存用户设置的数据,所以主板上都有一块电池用于在电脑关机后继续为BIOS芯片供电。DRAM是利用半导体MOS电容充电成高电平后表示数据“1”,放电后表示“0”。但由于电容存在着不能避免的漏电现象,所以在要求某内存单元由“1”变为“0”之前必须设计让电容继续保持高电位。由于电容充、放电需要一定的时间,而且还必须经常刷新,所以DRAM的存取速度比SRAM慢,故被称为动态存储器。DRAM可根据工作方式分为FPM DRAM(快页式DRAM)、EDO DRAM(扩展数据输出
5、DRAM)、SDRAM(同步DRAM)以及目前的DDR(双倍速度的SDRAM)和RDRAM(Rambus DRAM)。,缓存又分L1缓存和L2缓存。L1缓存是最重要的,它是最接近CPU的,因此访问速度也最快。但由于制造技术和成本的问题,它的容量很有限。L2缓存也非常重要,尤其是当它在高速状态下更是如此。,5.1.2 常用的内存条类型1SDRAM图5-1所示的是SDRAM内存条。SDRAM(Synchronous Burst RAM)的中文意思是同步突发内存,具有168线,工作电压为3.3 V,带宽为64 bit,速度可达6ns(pc133)。SDRAM是双存储体结构,也就是说有两个储存阵列,一
6、个被CPU读取数据的时候,另一个已经做好被读取数据的准备,两者相互自动切换,使得存取效率成倍提高。同时,它将RAM与CPU以相同时钟频率控制,使RAM与CPU外频同步,取消等待时间.。,图5-1 SDRAM内存条,图5-1 SDRAM内存条,2DDR SDRAM图5-2所示的是DDR内存条。DDR(Double Data Rate RAM)的中文意思是双倍数据传速率的SDRAM内存,它的速度比SDRAM提高一倍,其核心建立在SDRAM的基础上,但在速度和容量上有了提高。DDR的工作电压是2.5V,这使得DDR内存减少了耗能。DDR接口与SDRAM不兼容,它使用184线取代了SDRAM的168线
7、。,图5-2 DDR内存条,3RDRAM图5-3所示的是RDRAM内存条。RDRAM(Rambus DRAM)的中文意思是动态随机存储器,这是Intel所推崇的内存发展方向,它将RISC(精简指令集)引入其中,依靠高时钟频率来简化每个时钟周期的数据量。它具有相对SDRAM较高的工作频率(不低于300MHz),但其数据通道接口带宽较低,只有16bit。当工作时钟为300MHz时,Rambus利用时钟的上沿和下沿分别传输数据,因此它的数据传输率能达到300162/8=1.2GB/s,若是两个通道,就是2.4GB/s。,RDRAM与传统DRAM的区别在于引脚定义会随命令变化,同一组引脚线既可以被定义
8、成地址线,也可以被定义成控制线,其引脚数仅为普通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。DRDRAM要求RIMM中必须都插满,空余的插槽中必须插上传接板(也叫终结器)。针脚数184.,图5-3 RDRAM内存条,3DDR2 SDRAM内存条DDR2/DDR II(Double Data Rate 2)SDRAM是由JEDEC(电子设备工程联合委员会)进行开发的新生代内存技术标准,它与上一代DDR内存技术标准最大的不同就是,虽然同是采用了在时钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式,但DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力(即:4bit数据读预
9、取)。换句话说,DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据,并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。,在同等核心频率下,DDR2的实际工作频率是DDR的两倍。这得益于DDR2内存拥有两倍于标准DDR内存的4BIT预读取能力。换句话说,虽然DDR2和DDR一样,都采用 DDR2内存的频率 了在时钟的上升延和下降延同时进行数据传输的基本方式,但DDR2拥有两倍于DDR的预读取系统命令数据的能力。也就是说,在同样100MHz的工作频率下,DDR的实际频率为200MHz,而DDR2则可以达到400MHz。,在同等核心频率下,DDR2的实际工作频率是DDR的两倍。这得益于DDR2内存拥有两倍于
10、标准DDR内存的4BIT预读取能力。换句话说,虽然DDR2和DDR一样,都采用 DDR2内存的频率 了在时钟的上升延和下降延同时进行数据传输的基本方式,但DDR2拥有两倍于DDR的预读取系统命令数据的能力。也就是说,在同样100MHz的工作频率下,DDR的实际频率为200MHz,而DDR2则可以达到400MHz。,封装和发热量DDR2内存技术最大的突破点其实不在于用户们所认为的两倍于DDR的传输能力,而是在采用更低发热量、更低功耗的情况下,DDR2可以获得更快的频率提升,突破标准DDR的400MHZ限制。DDR内存通常采用TSOP芯片封装形式,这种封装形式可以很好的工作在200MHz上,当频率
11、更高时,它过长的管脚就会产生很高的阻抗和寄生电容,这会影响它的稳定性和频率提升的难度。这也就是DDR的核心频率很难突破275MHZ的原因。而DDR2内存均采用FBGA封装形式。不同于目前广泛应用的TSOP封装形式,,FBGA封装提供了更好的电气性能与散热性,为DDR2内存的稳定工作与未来频率的发展提供了良好的保障。DDR2内存采用1.8V电压,相对于DDR标准的2.5V,降低了不少,从而提供了明显的更小的功耗与更小的发热量,这一点的变化是意义重大的。,3DDR3 SDRAM内存条DDR3 SDRAM为了更省电、传输效率更快,使用了SSTL 15的I/O接口,运作I/O电压是1.5V,采用CSP
12、、FBGA封装方式包装,除了延续DDR2 SDRAM的ODT、OCD、Posted CAS、AL控制方式外,另外新增了更为精进进的CWD、Reset、ZQ、SRT、RASR功能。,18bit预取设计,而DDR2为4bit预取,这样DRAM内核的频率只有等效数据频率的1/8,DDR13-800的核心工作频率(内核频率)只有100MHz。2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。3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(Reset)与ZQ校准功能。,5.1.3 内存的性能指标1存储容量存储器可以容纳的二进制信息量称为存储容量。Z早期内存条的存
13、储容量一般为128 MB、256 MB和512 MB。目前内存条的存储容量一般为1GB、2GB和4GB MB。,2存取周期存储器的两个基本操作为读出与写入,是指将信息在存储单元与存储寄存器(MDR)之间进行读/写。存储器从接收读出命令到被读出信息稳定在MDR的输出端为止的时间间隔,称为取数时间TA;两次独立的存取操作之间所需的最短时间称为存储周期TMC。半导体存储器的存取周期一般为3ns10ns。3存储器的可靠性存储器的可靠性用平均故障间隔时间MTBF来衡量。MTBF可以理解为两次故障之间的平均时间间隔。MTBF越长,表示可靠性越高,即保持正确工作能力越强。,4性能价格比性能主要包括存储器容量
14、、存储周期和可靠性三项内容。性能价格比是一个综合性指标,对于不同的存储器有不同的要求。对于外存储器,要求容量极大;而对缓冲存储器则要求速度非常快,容量不一定大。因此性能价格比是评价整个存储器系统很重要的指标。5.1.4 内存的封装技术 如今电脑的CPU技术日趋成熟和完善,但只有一个速急力猛的CPU好像还远远不够,为了让电脑的性能真正提高,整个内外系统都需要提高,而内存是一个关键因素。作为电脑的“数据仓库”,内存的性能直接影响电脑的整体表现,其重要性是不言而喻的。,与CPU一样,内存的制造工艺同样对其性能高低具有决定意义,而在内存制造工艺流程上的最后一步,也是最关键的一步就是内存的封装技术。我们
15、所使用的每一条内存,其实是由数量庞大的集成电路组合而成的,只不过这些电路都需要最后打包完成,这种将集成电路打包的技术就是所谓的封装技术。封装也可以是指安装半导体集成电路芯片用的外壳,它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。因此,对于很多集成电路产品而言,封装技术都是非常关键的一环。,在电脑里,CPU需要严格的封装,内存条也同样不可怠慢。对于常见的内存条而言,我们实际看到的体积和外观并不是真正的内存的大小和面貌,那一个一个整齐排列的小黑块即内存芯
16、片是经过打包封装后的成果。对于内存这样以芯片为主的产品来说,封装技术不仅保证芯片与外界隔离,防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电学性能下降,而且封装技术的好坏还直接关系到与芯片连接的PCB(印刷电路板)的设计和制造,从而对芯片自身性能的表现和发挥产生深刻的影响。如此而言,封装技术好比内存的一件外衣,而内存品质在这里则是典型的“以貌取人”,越“高档”的外衣身价也就越高。,如同微处理器一样,内存条的技术也是在不断更新。人们手中内存条上的颗粒模样渐渐在变,变得比以前更小、更精致。变化不仅在表面上,而且这些新型的芯片在适用频率和电气特性上比老前辈又有了长足的进步。这一结果应归功于新型的内存芯片封装
17、技术。,5.2 如何选择理想的内存,5.2.1 凭“芯”而论最重要从内存芯片上来评价内存条的优劣,大概有以下三个方面。1时钟频率时钟频率是指内存所能稳定运行的最大频率。当然,支持时钟频率越高的内存其性能也更出众。2存取时间存取时间是指读取数据所延迟的时间。存取时间和时钟频率一样,越小越好。,3CAS的延迟时间这是指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的内存的重要标志之一。在Intel公司的PC100内存技术白皮书中指出:“符合PC100标准的内存芯片应该以CAS Latency(以下简称CL)=2的情况稳定工作在100MHZ的频率下。”CL=2所表示的意义是此时内存读取数据
18、的延迟时间是两个时钟周期当CL=3时。内存读取数据的延迟时间就应该是三个时钟周期,因此,这“2”与“3”之间的差别是1个时钟周期。,工作在相同频率下的同种内存,将CL设置为2会得到比3更优秀的性能(当然你的内存必须支持CL=2的模式)。为了使主板正确地为内存设定CAS延迟时间,内存生产厂商都将其内存在不同工作频率下所推荐的CAS延迟时间记录在了内存PCB板上的一块EEPROM上,这块芯片就是我们所说的SPD。当系统开机时,主板BIOS会自动检测SPD中的信息并最终确定是以CL=2还是CL=3来运行。,通常情况下,我们用4个连着的阿拉伯数字来表示一个内存延迟,例如2-2-2-5。其中,第一个数字
19、最为重要,它表示的是CAS Latency,也就是内存存取数据所需的延迟时间。第二个数字表示的是RAS-CAS延迟,接下来的两个数字分别表示的是RAS预充电时间和Act-to-Precharge延迟。而第四个数字一般而言是它们中间最大的一个。选择购买内存时,最好选择同样CL设置的内存,因为不同速度的内存混插在系统内,系统会以较慢的速度来运行,也就是当CL2.5和CL2的内存同时插在主机内,系统会自动让两条内存都工作在CL2.5状态,造成资源浪费。,DDR到DDR2,频率提高了,CL延迟也增加了;从DDR2到DDR3,同样的问题依旧存在,而且更为严重。CL即CAS Latency,指的是内存存取
20、数据所需的延迟时间,简单说就是内存接到CPU指令后的反应速度。作为衡量内存品质的重要指标,CL延迟越小越好。DDR3-800的工作时序(timing)为5-5-5,CL延迟5,相比之下,DDR2也能做得更好,质量好的可以工作在时序3-4-4、CL延迟3。对DDR3-1066来说,时序是7-7-7,CL延迟也是7;同频率的DDR2-1066时序是5-5-5,CL延迟也不过5。,DDR3的优势在于高频率,但代价是高延迟。到了DDR3-1333,我们将得到时序8-8-8、CL延迟8,最快的DDR3-1600更是时序9-9-9、CL延迟9。好消息是,这些模组都只需要1.5V电压,DDR2加压到2.3V
21、也很难超过1300MHz。当然,OCZ、Corsair等高端内存厂商肯定会推出低延迟的DDR3产品,但这些精品的价格也会高高在上,并非普通消费者所能享受。,5.2.2 看类型现在大家主要是购买DDR内存。必须了解DDR和SDRAM的区别,认清它们在结构上的不同,才能保证自己购买的是真的DDR内存。5.2.3 看PCB(印刷电路板)刚才已经说过,内存条由内存芯片和PCB组成,所以,PCB对内存性能也有着很大的影响。决定PCB好坏的一个因素是板材。一般来说,如果内存条使用四层板,那么其VCC、Ground(接地线)和正常的信号线就得布置在一起,这样,内存条在工作过程中由于信号干扰所产生的杂波就会很
22、大,有时会产生不稳定现象。而使用六层板设计的内存条,VCC线和Ground线可以各自独占一层,相应的干扰就会小得多。,还有两个因素会影响内存条的好坏:一是布线(Layout),二是电阻的搭配。布线的重要性很多人都知道,而电阻的重要性很多时候还无人提及。用于内存上的电阻一般有两种阻值:10和22。使用10电阻的内存的信号很强,对主板兼容性较好,但随之带来的问题是其阻抗也很低,经常由于信号过强导致系统死机。而使用22电阻的内存其优缺点与前者正好相反。内存厂商往往从成本考虑使用10电阻。使用什么样阻值的电阻往往会对内存的稳定性产生巨大的影响,不能小看那几个不起眼的电阻,好内存必定有合适的电阻搭配。,
23、电脑里使用的线路板是由很多层构成的,我们平时看见的是最表层的线路。在最表层的下面,还存在许多层,每层的线路都是互相独立的。要使得最外层的线路与里层的线路导通,就必须利用通透孔。有些设计不成熟的内存条,甚至在表层的线路之间的导通都要先从通透孔进入里层,绕上一圈后再从另一个通透孔穿出。这样一来,导致了线路总长度的增加。而在高达100MHz的工作频率下,无谓地加长线路极容易产生杂波干扰。这就很可能导致超频失败。当然,挑选一个比较有信誉的商家购买内存会让你更加放心。内存销售一般有半年至一年的保质期,如果经常出现内存地址错误或不明原因的死机,很可能内存有问题,要及时找商家调换。,5.3 DDR内存选购实
24、战,5.3.1 解读DDR内存DDR内存的中文名字是双倍速率同步动态随机存储器,通常简称为DDR。由于它在时钟触发沿的上、下沿都能够进行数据传输,所以在相同的总线频率下,DDR内存具有更高的数据带宽。从外形上看,DDR与传统的SDRAM相比差别并不大,它们具有同样的长度与同样的管脚距离。然而,DDR内存具有184只管脚和一个小缺口,从管脚数上看DDR内存比传统的SDRAM多出16只管脚,这些管脚主要包含了新的阀门控制、时钟、电源和接地等信号。,说到DDR的发展,NVIDIA可以说是功不可没。NVIDIA意识到普通SDRAM所能够提供的带宽已经几乎达到了极限,为了有效解决SDRAM带宽不足的问题
25、,NVIDIA选择了技术门坎较低、具有双倍数据传输能力的DDR内存来作为提高显存带宽的解决方案。而后至今,DDR技术依然被广泛应用在中高端的图形卡上面,从此也带动了整个DDR相关技术的成熟。DDR规格,其特点是使用184pin针脚,工作电压为1.8V。DDR内存的发展也是循序渐进的。最早的标准是DDR200,其工作频率是100MHz,随后又推出了DDR333,它的实际工作频率是166MHz,能够达到将近2.7Gb/s的内存带宽。,但DDR333所提供的2.7Gb/s的内存带宽远远不能满足Intel Pentium 4对于内存带宽的需求,特别是出现FSB为533MHz的Pentium 4之后,P
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