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1、第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 第3部分 計算機存儲器 隨著CPU主頻的提升，為了讓微機發(fā)揮出最大的效能，內(nèi)存的地位越來越重要。內(nèi)存的容量與性能已成為決定微機整體性能的決定性因素之一。 這里介紹的內(nèi)存儲器指的是主存儲器，也就是常說的內(nèi)存條。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 4.1 內(nèi)存的分類 4.1.1 按內(nèi)存的工作原理分類 1ROM（1）ROM（掩膜式只讀存儲器）這是最基本的ROM，這類ROM中所存的數(shù)據(jù)是在芯片制造過程中寫入的，使用時只能讀出，不能改變。其優(yōu)點是可靠性高，集成度高；缺點是不能改寫。（2）PROM（Pro

2、grammable ROM，一次編程只讀存儲器）雙極性PROM有兩種結構：一種是熔絲燒斷型，另一種是PN結擊穿型。它們只能進行一次性改寫，一旦信息被寫入PROM后，將永久性地蝕刻其中，之后，這塊PROM與上面介紹的ROM就沒什么兩樣了。PROM芯片的外觀，如圖4-1所示。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 （3）多次改寫可編程的只讀存儲器 EPROM（Erasable Programmable ROM，可擦編程只讀存儲器）：EPROM芯片上有一個透明窗口。其外觀如圖4-2所示。 EEPROM（Electrically Erasable Programmable

3、 ROM，電可擦除可編程只讀存儲器）：EEPROM一般采用高出正常工作電壓的方法進行擦寫操作。其外觀如圖4-3所示。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 Flash Memory（閃速存儲器）：它既有EEPROM的特點，又有RAM的特點。它不需要改變電壓就可改寫其中的數(shù)據(jù)。主板上BIOS和USB閃存盤上的Flash Memory芯片，如圖4-4所示。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 2RAM（1）SRAM（Static RAM，靜態(tài)隨機存儲器） SRAM的運行速度非?？?，CPU內(nèi)的一級、二級緩存使用SRAM。（2）DRAM（D

4、ynamic RAM，動態(tài)隨機存儲器） DRAM比SRAM慢，但同時也比SRAM便宜得多，在容量上也可以做得更大，體積也更小，所以主存都采用DRAM。DRAM還用于顯示卡、聲卡、硬盤等設備中，充當設備緩存。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 4.1.2 按內(nèi)存在計算機中的用途分類 1主存儲器主存儲器做成內(nèi)存條的形式，以方便安裝。使用價格低的DRAM。除主機的主存儲器外，顯示卡也使用容量較大的存儲器，顯示卡也使用DRAM。其他部件通常也有存儲器，如硬盤、光驅(qū)、接口卡、打印機、掃描儀等，也都使用DRAM。 2高速緩沖存儲器（Cache）目前流行的CPU中通常都有一

5、級、二級、三級高速緩沖存儲器。 3BIOS ROM主板、顯示卡、接口卡上都有BIOS ROM。保存BIOS的芯片是一種只讀存儲器，現(xiàn)在通常采用Flash ROM。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 4.1.3 按內(nèi)存的外觀分類 1雙列直插封裝內(nèi)存芯片雙列直插封裝（Double Inline Package，DIP）內(nèi)存芯片一般每排都有若干只引腳。通常，芯片的容量可以是：64Kbit、256Kbit或1024Kbit、10244Kbit等。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 2內(nèi)存條（內(nèi)存模塊）為了節(jié)省主板空間，增強配置的靈活性

6、，現(xiàn)在主板均采用內(nèi)存模塊結構。條形存儲器是把存儲器芯片、電容、電阻等元件焊在一小條印制電路板上，形成大容量的內(nèi)存條。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 4.1.4 按內(nèi)存條的技術標準（接口類型）分類 1DDR SDRAM內(nèi)存條 DDR SDRAM內(nèi)存條用在Intel Pentium 4、AMD Athlon XP級別的計算機上。DDR內(nèi)存條有184個引腳，常見容量有128MB、256MB、512MB等，其外觀如圖4-7所示。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 根據(jù)DDR內(nèi)存條的工作頻率，分為DDR200、DDR266、DDR3

7、33、DDR400等多種類型。以DDR333 SDRAM為例，它的核心頻率、時鐘頻率、數(shù)據(jù)傳輸速率分別是133MHz、133MHz、266Mbps。DDR400的核心頻率、時鐘頻率、數(shù)據(jù)傳輸速率分別是200MHz、200MHz、400Mbps。內(nèi)存帶寬也叫數(shù)據(jù)傳輸速率，是指單位時間內(nèi)通過內(nèi)存的數(shù)據(jù)量，通常以GBps表示。計算內(nèi)存帶寬的公式為內(nèi)存最大帶寬（MBps）=最大時鐘頻率（MHz）每個時鐘周期內(nèi)交換的數(shù)據(jù)包個數(shù)總線寬度（bit）/8 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 如果內(nèi)存是SDRAM

8、，“每個時鐘周期內(nèi)交換的數(shù)據(jù)包個數(shù)”為1；如果是DDR，則為2；如果是DDR2，則為4；如果是DDR3，則為8。除以8是將位（bit）換算成字節(jié)（B）。例如，在100MHz下，DDR內(nèi)存理論帶寬為(100MHz264bit)/8=1.6GBps，在133MHz下可達到(133MHz264bit)/8=2.1GBps。關于DDR內(nèi)存的命名方法，由于DDR比SDRAM的數(shù)據(jù)帶寬提高了一倍，所以把時鐘頻率為100/133/166/200MHz的DDR內(nèi)存稱做DDR200/266/333/400。另一種表示方法是用DDR內(nèi)存的最大理論數(shù)據(jù)傳輸速率（帶寬）來命名的，例如，DDR400的工作頻率是200M

9、Hz，它的最大理論數(shù)據(jù)傳輸速率是(200MHz264bit)/8=3200MBps，所以就采用了PC3200的命名方法。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 2DDR2 SDRAM內(nèi)存條 DDR2內(nèi)存條用在Intel LGA 775 Pentium 4/D、Core 2和AMD Athlon 64 X2、Phenom級別的微機上，是目前的主流內(nèi)存產(chǎn)品。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 DDR2內(nèi)存條的數(shù)據(jù)頻率在400800MHz之間，從400MHz（核心頻率為100MHz）開始，現(xiàn)已定義的頻率達到533MHz（核心頻率為133

10、MHz）、667MHz（核心頻率為166MHz）和800MHz（核心頻率為200MHz），標準工作頻率分別為200MHz、266MHz、333MHz和400MHz，工作電壓為1.8V，提供64bit的內(nèi)存數(shù)據(jù)總線連接。例如，DDR2 533的核心頻率、時鐘頻率、數(shù)據(jù)傳輸速率分別為133MHz、266MHz、533Mbps。而DDR2 533的核心頻率與DDR 266和PC133 SDRAM的是一樣的。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 3DDR3 SDRAM內(nèi)存條 DDR3 SDRAM內(nèi)存條用在Intel Core 2級別的P35芯片組的微機上。DDR3與DD

11、R2一樣，也有240個針腳，但DDR3針腳隔斷槽口與DDR2不同，DDR3內(nèi)存左、右兩側(cè)安裝插口與DDR2不同，DDR3的外觀如圖4-9所示。DDR3常見容量有1GB、2GB、4GB等。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 4.2 內(nèi)存條的結構和封裝 4.2.1 DDR3 SDRAM內(nèi)存條的結構下面以如圖4-10所示的DDR3 SDRAM為例，介紹內(nèi)存條的結構。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 1PCB內(nèi)存條的PCB多數(shù)是綠色的，也有紅色的，電路板都采用多層設計，有4層或6層。 2內(nèi)存芯片內(nèi)存條上的內(nèi)存芯片也稱內(nèi)存顆粒，內(nèi)存條

12、的性能、速度、容量都是由內(nèi)存芯片決定的。 3SPD芯片 SPD（Serial Presence Detect，串行存在檢測）是一顆8針，容量為256B的EEPROM芯片。 4金手指黃色的針腳是內(nèi)存條與主板內(nèi)存槽接觸的部分，通常稱為金手指。 5金手指缺口（針腳隔斷槽口）金手指上的缺口，一是用來防止內(nèi)存條插反（只有一側(cè)有），二是用來區(qū)分不同類型的內(nèi)存條。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 6內(nèi)存條固定卡缺口主板上的內(nèi)存插槽上有兩個夾子，用來牢固地扣住內(nèi)存條。內(nèi)存條上的缺口便是用于固定內(nèi)存條的。 7內(nèi)存顆?？瘴灰话銉?nèi)存條每面焊接8片內(nèi)存芯片，如果多出一個空位沒有焊接

13、芯片，則這個空位是預留給ECC（Error Checking and Correcting ，錯誤檢查和糾正 ）校驗模塊的。 8電容內(nèi)存條上的電容采用貼片式電容。電容的作用是濾除高頻干擾，它為提高內(nèi)存的穩(wěn)定性起了很大作用。 9電阻內(nèi)存條上的電阻采用貼片式電阻。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 10標簽內(nèi)存條上一般貼有一張標簽，上面印有廠商名稱、容量、內(nèi)存類型、生產(chǎn)日期等內(nèi)容，其中還可能有運行頻率、時序、電壓和一些廠商的特殊標識。 11散熱器對于DDR3內(nèi)存條，由于其發(fā)熱量較大，有些內(nèi)存條會外加散熱片，以提高散熱效果。帶有散熱片的內(nèi)存條如圖4-11所示。 第

14、3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 4.2.2 內(nèi)存芯片的封裝（1）TSOP封裝 Thin Small Outline Package” 薄型小尺寸封裝 改進的TSOP技術TSOP 目前廣泛應用于SDRAM、DDR SDRAM內(nèi)存的制造上，如圖4-12所示。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 （2）BGA封裝 BGA（Ball Grid Array Package，球柵陣列封裝）的最大特點是BGA芯片的邊緣沒有針腳，而是通過芯片下面的球狀針腳與印制電路板連接。DDR2標準規(guī)定所有DDR2內(nèi)存均采用FBGA（Fine pitch Ba

15、ll Grid Array，BGA的改進型）封裝形式，如圖4-13所示。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 （3）CSP封裝 CSP（Chip Scale Package，芯片級封裝）作為新一代封裝方式，其性能又有了很大的提高。目前該封裝方式主要用于高頻DDR內(nèi)存，如圖4-14所示。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 4.3 DRAM內(nèi)存的時間參數(shù)（1）CAS Latency（CL或tCL） CAS Latency（Column Address Strobe Latency，列地址選通脈沖時間延遲，簡稱CL或CAS）是指內(nèi)存接

16、收到一條數(shù)據(jù)讀取指令后要等待多少個時鐘周期才實際執(zhí)行該指令，也就是內(nèi)存存取數(shù)據(jù)所需的延遲時間。目前DDR內(nèi)存的CL值主要有2、2.5和3。（2）RAS to CAS Delay（tRCD） RAS to CAS Delay（time of RAS to CAS Delay，行地址傳輸?shù)搅械刂返难舆t時間，簡稱tRCD）是指內(nèi)存RAS（行地址選通脈沖信號）與CAS（列地址選通脈沖信號）之間的延遲。其可選值為2、3和4。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 （3）RAS Precharge（tRP） RAS Precharge（time of RAS Precharg

17、e，內(nèi)存行地址選通脈沖預充電時間，簡稱tRP）是指內(nèi)存RAS預充電的時間。其可選值為2、3和4。（4）RAS Active Delay（tRAS） RAS Active Delay（tRAS）也稱Cycle Time或Act to Precharge Delay，是指內(nèi)存行地址選通延遲時間，數(shù)值越小，速度越快。其可選值范圍為512。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 4.4 內(nèi)存條的主要參數(shù)內(nèi)存條的主要參數(shù)包括：型號、適用類型、內(nèi)存類型、內(nèi)存容量、插腳數(shù)目、芯片分布、內(nèi)存主頻、顆粒封裝、延遲描述、內(nèi)存電壓等參數(shù)。表4-1、表4-2分別是某款DDR2內(nèi)存條和DD

18、R3內(nèi)存條的主要參數(shù)描述。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 4.5 市場內(nèi)存條產(chǎn)品介紹 1Kingmax 2GB DDR2 800 Long-DIMM內(nèi)存條 Kingmax 2GB DDR2 800 Long-DIMM內(nèi)存條的外觀如圖4-15所示。其內(nèi)存類型為DDR2，內(nèi)存容量為2GB，工作頻率為800MHz，接口類型240pin，封裝模式FBGA，電壓1.8V，CL設置為5。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 2宇瞻1GB DDR2 800內(nèi)存條宇瞻 1GB DDR2 800（黑豹二代）內(nèi)存條的外觀如圖4-16所示。內(nèi)存類型為DDR2，內(nèi)存容量為1GB，工作頻率為800MHz，接口類型240pin，封裝模式FBGA，電壓1.8V，CL設置為5。 第 3部 分 計 算 機 處 理 器 制 作 人 ： 楊 曉 東 本章完