《内存储器》PPT课件.ppt
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1、第4章 内存储器,【教学目的和要求】1、了解内存的发展过程;2、掌握内存的分类及性能指标;3、了解常见内存芯片标识说明;【教学重点和难点】1、内存的分类;2、内存的性能指标;3、内存芯片标识。【课时】4课时【实验指导】掌握CPU、内存的安装及主板的设置和主板的固定,4.1 内存储器,存储器(Memory或Storage)是用来存储程序和数据的部件,分为内部存储器(也称主存储器)、外部存储器(也称辅助存储器)两种。内存储器(Internal Memory)简称内存或主存。通过键盘输入的命令,要处理的信息和数据,都必须先存入内存,才能由CPU取出予以执行,加以处理或进行运算,因此可以说所有的程序都
2、在内存中运行。内存作为影响电脑性能发挥的最主要配件之一,其性能直接关系着能否充分发挥电脑数据高速处理能力,以及电脑运行的稳定性和可靠性。,4.1.1 内存相关介绍,1、内存芯片 内存按存储信息的功能可分为随机存储器RAM(Random Access Memory)和只读存储器ROM(Read Only Memory)。RAM就是我们平常所说的内存,主要用来存放各种现场的输入、输出数据,中间计算结果,以及与外部存储器交换信息和做堆栈用。它的存储单元根据需要可以读出,也可以写入或修改。RAM只能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。RAM芯片根据工作方式的不同分为DRAM
3、和SRAM两大类。DRAM(Dynamic RAM)称为动态存储器,不能维持信息的保存,所以必须不断地用电荷来刷新,使存储的信息不致丢失。一旦关闭电源或发生断电,其中的数据就会丢失。SRAM(Static RAM)称为静态存储器,静态存储器存储的信息能够保持,直到再次充电才改变,因此不需要刷新,而且速度非常快。DRAM比SRAM集成度高、功耗低,从而成本也低,适于做大容量存储器。所以主内存通常采用DRAM,而高速缓冲存储器(Cache)则使用SRAM。,4.1.1 内存相关介绍,2、内存条 内存主要分为SIMM(Single In-line Memory Modules,单列直插式存储器模块)
4、、DIMM(Dual Inline Memory Modules,双重在线存储器模块)两种类型。SIMM和DIMM是把一些存储器芯片焊在一小条印刷电路板上做成的条状存储器,通常称为“内存条”。SIMM分为30线(30-Pin)和72线(72-Pin)两种规格。30线内存条有256KB、512KB、1MB几种容量,主要用于286、386和早期486微机上;72线内存条容量有4MB、8MB、16MB、32MB几种,主要用于486和早期586微机上。这两种内存条现均被淘汰。DIMM为168线内存条,是目前的主流内存条,容量有16MB、32MB、64MB、128MB、256M、512M等。,4.1.1
5、 内存相关介绍,3、FPM DRAM、EDO DRAM和SDRAM 按工作方式,内存条分为FPM DRAM(Fast Page Mode DRAM,快页模式)内存(也称为普通内存)、EDO(Extended Data Output,扩展数据输出)内存和SDRAM(Synchronous DRAM,同步DRAM)内存。EDO内存采用了FPM模式,同时还在RAM 的输出端增加了一组“门槛”电路(也叫二级内存单元),它可以存储着数据并保持到CPU读取。SDRAM称为同步内存,它的基本原理是将CPU和RAM 通过一个相同的时钟锁在一起,使得RAM和CPU能够共享一个时钟周期,以相同的速度同步工作,这样
6、可以彻底解决高性能CPU和RAM速度不匹配的问题。ECC是错误检测和校正(Error Checking and Correcting)的缩写。当内存的读写速度提高到一定程度时,难免会出现读写错误,为解决这一问题,就需要为内存条加上校验功能。SDRAM也称为DDR(Double Data Rate,双倍数据速率),是SDRAM 的换代产品,DDR的核心建立在SDRAM的基础上,但在速度和容量上有了提高。它使用了更多、更先进的同步电路,其速度是标准SDRAM的两倍。,4.1.1 内存相关介绍,4、ROM与BIOS ROM(Read-Only Memory,只读存储器)只能读出其中的数据而用一般方法
7、不能写入,而且断电后保存的数据不会丢失,因此用来保存计算机经常使用且固定不变的程序和数据。ROM分为两类:可擦写型(EPROM、EEPROM)和固化型(PROM)。PROM(可编程只读存储器)是工厂在生产时就将数据写好了,用户无法修改。EPROM(可擦可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦可编程只读存储器)用户可以将其中旧的数据用紫外线或电擦除后再写入新的数据,EPROM在PC板卡中使用较多,这类ROM的特征就是芯片的上面总贴有一张不干胶封签,以封住一个用来透射紫外线的小孔,从而防止已经写入的数据丢失。,EPROM芯片,4.1.1 内存相关介绍,ROM中保存的最重要的程序是BIOS(Basi
8、c Input Output System,基本输入输出系统)程序。ROM中的BIOS是对微机各种输入输出设备进行管理和配置的程序。BIOS 对主板的影响很大,好的BIOS可以充分发挥主板上各部件的能力,提高效率。接通电源后,BIOS将运行POST(Power On System Test),进行其所有内部设备的自检,测试完成后,系统将从A盘或C盘寻找操作系统,并将其装入RAM。当第一次启动计算机或计算机系统的配置发生改变时,可运行驻留在BIOS中的SETUP程序来设置系统,告诉SETUP程序系统中主要硬件设备的参数。,BIOS芯片,4.1.1 内存相关介绍,5、CMOS CMOS是互补式金属
9、氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semi Conductor)的缩写,是一种功耗极小的大规模集成电路。CMOS用于存放系统当前日期和时间、硬件参数、硬件开关设置状态及系统密码等。CMOS作为存储器属于RAM,因而可以改写。早期的CMOS一般集成在芯片中(如82C206等),为保证CMOS的内容不丢失,主板上有一个3V钮扣电池为它供电,以后的主板通常将CMOS与系统实时时钟和后备电池集成到一块芯片中(如DALLAS DS1287等)。有些主板则把CMOS集成在芯片组中(如VIA Apollo系列芯片组)。当用户微机设置好之后,就不必再使用SETUP程序了,除非记
10、录在CMOS RAM 中的参数丢失或硬件有所改变。,内建时钟和电池的CMOS芯片,4.1.1 内存相关介绍,6、Cache Cache是Cache Memory(高速缓冲存储器,简称高速缓存)的简写。Cache有内部Cache和外部Cache两种,内部和外部是对CPU而言的,如486DX、Pentium等芯片均含有内部Cache。内部Cache也称一级(Level1,简写为L1)Cache,一般容量较小,但较为灵活方便。外部Cache也称二级(Level2,简写为L2)Cache,容量比内部Cache要大得多。由于从Pentium 开始,L2 Cache也集成到CPU内部,现在一般不再按内部和
11、外部来区分Cache。二级Cache是由静态存储器SRAM芯片组成,由于SRAM的制造成本较高,因此微机中只能用少量的Cache来增加系统性能,Cache的容量越大,综合性能越高。目前的微机系统通常都配有256KB或512KB的二级Cache。图1.18中为主板上的256KB二级Cache。Cache有Synchronous(同步)Cache、Pipeline Burst(流水线突发)Cache、Asynchronous(异步)Cache三种,前两者要比后者速度快。,主板上的Cache芯片(256KB),4.1.2 内存的分类,内存随着技术的不断更新发展,也在不断地换代更新。现在的内存主要分为
12、下述几种:(1)SDRAM(Synchronous):同步动态随机存储器,这是当前个人电脑上使用最多的一种内存,SDRAM将CPU和RAM通过一个相同的时钟锁在一起,使RAM和CPU能同享一个时钟周期,以相同的速度同步工作,速度比EDO提高了将近一半。(2)DDR(Double Data Rage)SDRAM:双倍速率同步动态随机存储器,它是SDRAM的换代产品,允许在时钟周期的上升沿和下隆沿传送数据,这样它不需要提高时钟的频率就加倍提高了SDRAM的速度。(3)RDRAM:这是一种具有系统带宽的、芯片到芯片接口的新型DRAM,它能够在很高的频率范围内通过一个简单的总线来传输数据。在2000年
13、底,Intel推出Pentium 4处理器时,是搭配RDRAM内存销售的。单从性能上说RDRAM系统仍非常出色,但是其价格昂贵,而且几年没有本质上的技术进步,性能上也逐渐被双通道DDR系统所赶上,所以,芯片巨人Intel在宣布其将终止所有的RDRAM相关产品,主要是i850E和i860芯片组后。两年时间里,RDRAM基本上被DDR、SDRAM所取代。现只有部分即将退出的芯片组支持RDRAM,所以其前景不被看好。,4.1.2 内存的分类,(4)DDR2(Double Data Rage 2):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
14、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。回想起DDR的发展历程,从第一代应用到个人电脑的DDR200经过DDR266、DDR333到今天的双通道DDR400技术,第一代DDR的发展也走到了技术的极限,已经很难通过常规办法提高内存的工作速度;随着Intel最新处理器技术的发展,前端总线对内存带宽的要求是越来越高,拥有更高更稳定运行频率的DDR2内存将是大势所趋。,DDR2,4.1.2
15、 内存的分类,DDR和DDR2的区别:,4.1.2 内存术语详解,1、适用类型 根据内存条所应用的主机不同,内存产品也各自不同的特点。台式机内存是DIY市场内最为普遍的内存,价格也相对便宜。笔记本内存则对尺寸、稳定性、散热性方面有一定的要求,价格要高于台式机内存。而应用于服务器的内存则对稳定性以及内存纠错功能要求严格,同样稳定性也是着重强调的。,台式机内存,笔记本内存,服务器内存,4.1.2 内存术语详解,2、内存主频 内存主频和CPU主频一样,习惯上被用来表示内存的速度,它代表着该内存所能达到的最高工作频率。内存主频是以MHz(兆赫)为单位来计量的。内存主频越高在一定程度上代表着内存所能达到
16、的速度越快。内存主频决定着该内存最高能在什么样的频率正常工作。目前市面上已推出的内存产品中最高能达到560MHz的主频,而较为主流的是333MHz和400MHz的DDR内存。一般情况下内存的工作频率是和主板的外频相一致的,通过主板的调节CPU的外频也就调整了内存的实际工作频率。内存工作时有两种工作模式,一种是同步工作模式,此模式下内存的实际工作频率与CPU外频一致,这是大部分主板所采用的默认内存工作模式。另外一种是异步工作模式,这样允许内存的工作频率与CPU外频可存在一定差异,它可以让内存工作在高出或低于系统总线速度33MHz,又或者让内存和外频以3:4、4:5等,定比例的频率上。利用异步工作
17、模式技术就可以避免以往超频而导致的内存瓶颈问题。目前的主板芯片组几乎都支持内存异步,英特尔公司从810系列到目前的875系列都支持,而威盛公司则从693芯片组以后全部都提供了此功能。,4.1.2 内存术语详解,3、传输类型 传输类型指内存所采用的内存类型,不同类型的内存传输类型各有差异,在传输率、工作频率、工作方式、工作电压等方面都有不同。目前市场中主要有的内存类型有SDRAM、DDR和RDRAM三种,其中DDR SDRAM内存占据了市场的主流,而SDRAM内存规格已不再发展,处于被淘汰的行列。RDRAM则始终未成为市场的主流,只有部分芯片组支持,而这些芯片组也逐渐退出了市场,RDRAM前景并
18、不被看好。,4、接口类型 接口类型是根据内存条金手指上导电触片的数量来划分的,金手指上的导电触片也习惯称为针脚数(Pin)。因为不同的内存采用的接口类型各不相同,而每种接口类型所采用的针脚数各不相同。笔记本内存一般采用144Pin、200Pin接口;台式机内存则基本使用168Pin、184Pin、240Pin接口。对应于内存所采用的不同的针脚数,内存插槽类型也各不相同。目前台式机系统主要有SIMM、DIMM和RIMM三种类型的内存插槽,而笔记本内存插槽则是在SIMM和DIMM插槽基础上发展而来,基本原理并没有变化,只是在针脚数上略有改变。,4.1.2 内存术语详解,5、容量 内存容量是指该内存
19、条的存储容量,是内存条的关键性参数。内存容量以MB作为单位,可以简写为M。内存的容量一般都是2的整次方倍,比如64MB、128MB、256MB等,一般而言,内存容量越大越有利于系统的运行。目前台式机中主流采用的内存容量为256MB或512MB,64MB、128MB的内存已较少采用。系统中内存的数量等于插在主板内存插槽上所有内存条容量的总和,内存容量的上限一般由主板芯片组和内存插槽决定。不同主板芯片组可以支持的容量不同,比如Intel的810和815系列芯片组最高支持512MB内存,多余的部分无法识别。目前多数芯片组可以支持到2GB以上的内存。此外主板内存插槽的数量也会对内存容量造成限制,比如使
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