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内存知识详解文档格式.docx

服务器内存具有普通PC内存所不具备的高性能、高兼容性和高可靠性。

2、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。

  大家知道,计算机系统的时钟速度是以频率来衡量的。

晶体振荡器控制着时钟速度,在石英晶片上加上电压,其就以正弦波的形式震动起来,这一震动可以通过晶片的形变和大小记录下来。

晶体的震动以正弦调和变化的电流形式表现出来,这一变化的电流就是时钟信号。

而内存本身并不具备晶体振荡器,因此,内存工作时的时钟信号,是由主板芯片组的北桥或直接由主板的时钟发生器提供的。

也就是说,内存无法决定自身的工作频率,其实际工作频率是由主板来决定的。

  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等特定比例的频率上。

利用异步工作模式技术,就可以避免以往超频而导致的内存瓶颈问题。

  举个例子:

一块845E的主板,最大只能支持DDR266内存,其主频是266MHz,这是DDR内存的等效频率,其实际工作频率是133MHz。

在正常情况下(不进行超频),该主板上内存工作频率最高可以设置到DDR266的模式。

但如果主板支持内存异步功能,那么就可以采用内存、外频频率以5:

4的比例模式下工作。

这样,内存的工作频率就可以达到166MHz,此时主板就可以支持DDR333(等效频率333MHz,实际频率166MHz)了。

  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,到目前较新的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。

3、传输类型

  传输类型,是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、DDRSDRAM和RDRAM三种。

其中,DDRSDRAM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前景并不被看好。

  1)SDRAM

  SDRAM,即SynchronousDRAM(同步动态随机存储器),曾经是PC电脑上最为广泛应用的一种内存类型,即便在今天,SDRAM仍旧还在市场占有一席之地。

既然是“同步动态随机存储器”,那就代表着它的工作速度是与系统总线速度同步的。

  SDRAM内存又分为PC66、PC100、PC133等不同规格,而规格后面的数字,就代表着该内存最大所能正常工作的系统总线速度,如PC100,那就说明此内存可以在系统总线为100MHz的电脑中同步工作。

  与系统总线速度同步,也就是与系统时钟同步,这样就避免了不必要的等待周期,减少数据存储时间。

同步还使存储控制器知道在哪一个时钟脉冲期由数据请求使用,因此数据可在脉冲上升期便开始传输。

SDRAM采用3.3伏工作电压,168Pin的DIMM接口,带宽为64位。

SDRAM不仅应用在内存上,在显存上也较为常见。

  2)DDR

  严格的说,DDR应该叫DDRSDRAM,人们习惯称为DDR。

部分初学者也常看到DDRSDRAM,就认为是SDRAM。

DDRSDRAM是DoubleDataRateSDRAM的缩写,是双倍速率同步动态随机存储器的意思。

  DDR内存是在SDRAM内存的基础上发展而来的,仍然沿用SDRAM生产体系。

因此,对于内存厂商而言,只需对制造普通SDRAM的设备稍加改进,即可实现DDR内存的生产,可有效的降低成本。

  SDRAM在一个时钟周期内只传输一次数据,它是在时钟的上升期进行数据传输;

而DDR内存则是一个时钟周期内传输两次数据,它能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据。

因此,称为双倍速率同步动态随机存储器。

DDR内存可以在与SDRAM相同的总线频率下,达到更高的数据传输率。

  与SDRAM相比,DDR运用了更先进的同步电路,使指定地址、数据输送和输出的主要步骤,既独立执行,又保持与CPU完全同步。

DDR使用了DLL(DelayLockedLoop,延时锁定回路提供一个数据滤波信号)技术,当数据有效时,存储控制器可使用这个数据滤波信号来精确定位数据,每16次输出一次,并重新同步来自不同存储器模块的数据。

DDR本质上不需要提高时钟频率,就能加倍提高SDRAM的速度,它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿读出数据,因而其速度是标准SDRA的两倍。

  从外形体积上看,DDR与SDRAM相比差别并不大。

他们具有同样的尺寸和同样的针脚距离。

但DDR为184针脚,比SDRAM多出了16个针脚,主要包含了新的控制、时钟、电源和接地等信号。

DDR内存采用的是支持2.5V电压的SSTL2标准,而不是SDRAM使用的3.3V电压的LVTTL标准。

  3)RDRAM

  RDRAM(RambusDRAM)是美国的RAMBUS公司开发的一种内存。

与DDR和SDRAM不同,它采用了串行的数据传输模式。

在推出时,因为其彻底改变了内存的传输模式,无法保证与原有的制造工艺相兼容,而且内存厂商要生产RDRAM,还必须要加纳一定专利费用,再加上其本身制造成本,就导致了RDRAM从一问世就高昂的价格,让普通用户无法接收。

而同时期的DDR则能以较低的价格,不错的性能,逐渐成为主流,虽然RDRAM曾受到英特尔公司的大力支持,但始终没有成为主流。

  RDRAM的数据存储位宽是16位,远低于DDR和SDRAM的64位。

但在频率方面,则远远高于二者,可以达到400MHz乃至更高。

同样也是在一个时钟周期内传输两次次数据,能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据,内存带宽能达到1.6Gbyte/s。

  普通的DRAM行缓冲器的信息,在写回存储器后便不再保留,而RDRAM则具有继续保持这一信息的特性,于是在进行存储器访问时,如行缓冲器中已经有目标数据,则可利用,因而实现了高速访问。

另外,其可把数据集中起来,以分组的形式传送。

所以,只要最初用24个时钟,以后便可每1时钟读出1个字节。

一次访问所能读出的数据长度,可以达到256字节。

  4)DDR2

  DDR2(DoubleDataRate2)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数据读预取)。

换句话说,DDR2内存每个时钟能够以4倍于外部总线的速度读/写数据,并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。

  此外,由于DDR2标准规定所有DDR2内存均采用FBGA封装形式,而不同于目前广泛应用的TSOP/TSOP-II封装形式,FBGA封装可以提供了更为良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坚实的基础。

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与DDR的区别:

在了解DDR2内存诸多新技术前,先让我们看一组DDR和DDR2技术对比的数据。

  1、延迟问题:

  从上表可以看出,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。

  这样,也就出现了另一个问题:

在同等工作频率的DDR和DDR2内存中,后者的内存延时要慢于前者。

举例来说,DDR200和DDR2-400具有相同的延迟,而后者具有高一倍的带宽。

实际上,DDR2-400和DDR400具有相同的带宽,它们都是3.2GB/s,但是DDR-400的核心工作频率是200MHz,而DDR2-400的核心工作频率是100MHz,也就是说DDR2-400的延迟要高于DDR-400。

  2、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功耗与更小发热量,这一点的变化是意义重大的。

  3、DDR2采用的新技术:

  除了以上所说的区别外,DDR2还引入了三项新的技术,它们是OCD、ODT和PostCAS。

  1)OCD(Off-ChipDriver):

也就是所谓的离线驱动调整。

DDRII通过OCD可以提高信号的完整性。

DDRII通过调整上拉(pull-up)/下拉(pull-down)的电阻值,使两者电压相等。

使用OCD通过减少DQ-DQS的倾斜,来提高信号的完整性;

通过控制电压来提高信号品质。

  2)ODT:

ODT是内建核心的终结电阻器。

我们知道使用DDRSDRAM的主板上面,为了防止数据线终端反射信号,需要大量的终结电阻。

它大大增加了主板的制造成本。

实际上,不同的内存模组对终结电路的要求是不一样的,终结电阻的大小,决定了数据线的信号比和反射率。

终结电阻小,则数据线信号反射低,但信噪比也较低;

终结电阻高,则数据线的信噪比高,但信号反射也会增加。

因此,主板上的终结电阻并不能非常好的匹配内存模组,还会在一定程度上影响信号品质。

DDR2可以根据自已的特点,内建合适的终结电阻。

这样,可以保证最佳的信号波形。

使用DDR2不但可以降低主板成本,还得到了最佳的信号品质,这是DDR不能比拟的。

  3)PostCAS:

它是为了提高DDRII内存的利用效率而设定的。

在PostCAS操作中,CAS信号(读写/命令)能够被插到RAS信号后面的一个时钟周期,CAS命令可以在附加延迟(AdditiveLatency)后面保持有效。

原来的tRCD(RAS到CAS和延迟)被AL(AdditiveLatency)所取代,AL可以在0,1,2,3,4中进行设置。

由于CAS信号放在了RAS信号后面一个时钟周期,因此,ACT和CAS信号永远也不会产生碰撞冲突。

  总的来说,DDR2采用了诸多的新技术,改善了DDR的诸多不足,虽然它目前有成本高、延迟慢等诸多不足,但相信随着技术的不断提高和完善,这些问题终将得到解决。

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和184Pin接口。

对应于内存所采用的不同针脚数,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。

  1、金手指

  金手指(connectingfinger)是内存条上与内存插槽之间的连接部件,所有的信号都是通过金手指进行传送的。

金手指由众多金黄色的导电触片组成,因其表面镀金而且导电触片排列如手指状,所以称为“金手指”。

金手指实际上是在覆铜板上通过特殊工艺再覆上一层金,因为金的抗氧化性极强,而且传导性也很强。

不过,因为金昂贵的价格,目前较多的内存都采用镀锡来代替。

从上个世纪90年代开始,锡材料就开始普及,目前主板、内存和显卡等设备的“金手指”,几乎都是采用的锡材料,只有部分高性能服务器/工作站的配件接触点,才会继续采用镀金的做法,价格自然不菲。

  内存处理单元的所有数据流、电子流,正是通过金手指与内存插槽的接触与PC系统进行交换,是内存的输出输入端口。

因此,其制作工艺,对于内存连接显得相当重要。

  2、内存插槽

  最初的计算机系统,通过单独的芯片安装内存,那时内存芯片都采用DIP(Dualln-linePackage,双列直插式封装)封装,DIP芯片是通过安装在插在总线插槽里的内存卡与系统连接,此时还没有正式的内存插槽。

DIP芯片有个最大的问题,就在于安装起来很麻烦,而且随着时间的增加,由于系统温度的反复变化,它会逐渐从插槽里偏移出来。

随着每日频繁的计算机启动和关闭,芯片不断被加热和冷却,慢慢地芯片会偏离出插槽。

最终导致接触不好,产生内存错误。

  早期还有另外一种方法,是把内存芯片直接焊接在主板或扩展卡里,这样有效避免了DIP芯片偏离的问题,但无法再对内存容量进行扩展,而且如果一个芯片发生损坏,整个系统都将不能使用,只能重新焊接一个芯片或更换包含坏芯片的主板。

此种方法付出的代价较大,也极为不便。

  对于内存存储器,大多数现代的系统,都已采用单列直插内存模块(SingleInlineMemoryModule,SIMM)或双列直插内存模块(DualInlineMemoryModule,DIMM)来替代单个内存芯片。

这些小板卡插入到主板或内存卡上的特殊连接器里。

  3、内存模块

  1)SIMM

  SIMM(SingleInlineMemoryModule,单列直插内存模块)。

内存条通过金手指与主板连接,内存条正反两面都带有金手指。

金手指可以在两面提供不同的信号,也可以提供相同的信号。

SIMM就是一种两侧金手指都提供相同信号的内存结构,它多用于早期的FPM和EDDDRAM,最初一次只能传输8bif数据,后来逐渐发展出16bit、32bit的SIMM模组。

其中,8bit和16bitSIMM使用30pin接口,32bit的则使用72pin接口。

在内存发展进入SDRAM时代后,SIMM逐渐被DIMM技术取代。

  2)DIMM

  DIMM(DualInlineMemoryModule,双列直插内存模块)。

与SIMM相当类似,不同的只是DIMM的金手指两端,不像SIMM那样是互通的,它们各自独立传输信号。

因此,可以满足更多数据信号的传送需要。

同样采用DIMM,SDRAM的接口与DDR内存的接口也略有不同,SDRAMDIMM为168PinDIMM结构,金手指每面为84Pin,金手指上有两个卡口,用来避免插入插槽时,错误将内存反向插入而导致烧毁;

DDRDIMM则采用184PinDIMM结构,金手指每面有92Pin,金手指上只有一个卡口。

卡口数量的不同,是二者最为明显的区别。

DDR2DIMM为240pinDIMM结构,金手指每面有120Pin,与DDRDIMM一样金手指一样,也只有一个卡口,但是卡口的位置与DDRDIMM稍微有一些不同。

因此,DDR内存是插不进DDR2DIMM的,同理DDR2内存也是插不进DDRDIMM的。

因此,在一些同时具有DDRDIMM和DDR2DIMM的主板上,不会出现将内存插错插槽的问题。

  不同针脚DIMM接口对比。

为了满足笔记本电脑对内存尺寸的要求,SO-DIMM(SmallOutlineDIMMModule)也开发了出来,它的尺寸比标准的DIMM要小很多,而且引脚数也不相同。

同样SO-DIMM也根据SDRAM和DDR内存规格不同而不同。

SDRAM的SO-DIMM只有144pin引脚,而DDR的SO-DIMM拥有200pin引脚。

此外,笔记本内存还有MicroDIMM和MiniRegisteredDIMM两种接口。

MicroDIMM接口的DDR为172pin,DDR2为214pin;

MiniRegisteredDIMM接口为244pin,主要用于DDR2内存。

  3)RIMM

  RIMM(RambusInlineMemoryModule)是Rambus公司生产的RDRAM内存所采用的接口类型。

RIMM内存与DIMM的外型尺寸差不多,金手指同样也是双面的。

RIMM有也184Pin的针脚,在金手指的中间部分有两个靠的很近的卡口。

RIMM非ECC版有16位数据宽度,ECC版则都是18位宽。

由于RDRAM内存较高的价格,此类内存在DIY市场很少见到,RIMM接口也就难得一见了。

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5、容量

  内存容量是指该内存条的存储容量,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。

  系统对内存的识别,是以Byte(字节)为单位,每个字节由8位二进制数组成,即8bit(比特,也称“位”)。

按照计算机的二进制方式,1Byte=8bit;

1KB=1024Byte;

1MB=1024KB;

1GB=1024MB;

1TB=1024GB。

  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Inlel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,使用128MB一条的内存,主板由两个内存插槽,最高可以使用256MB内存。

因此,在选择内存时,要考虑主板内存插槽数量,并且可能需要考虑将来有升级的余地

6、内存电压

  内存正常工作,需要的一定的电压值。

不同类型的内存,电压也不同,但各自均有自己的规格,超出其规格,容易造成内存损坏。

SDRAM内存一般工作电压都在3.3伏左右,上下浮动额度不超过0.3伏;

DDRSDRAM内存一般工作电压都在2.5伏左右,上下浮动额度不超过0.2伏;

而DDR2SDRAM内存的工作电压一般在1.8V左右。

具体到每种品牌、每种型号的内存,则要看厂家了,但都会遵循SDRAM内存3.3伏、DDRSDRAM内存2.5伏、DDR2SDRAM内存1.8伏的基本要求,在允许的范围内浮动。

7、颗粒封装

  颗粒封装,其实就是内存芯片所采用的封装技术类型。

封装就是将内存芯片包裹起来,以避免芯片与外界接触,防止外界对芯片的损害。

空气中的杂质和不良气体,乃至水蒸气,都会腐蚀芯片上的精密电路,进而造成电学性能下降。

不同的封装技术,在制造工序和工艺方面差异很大。

封装后,对内存芯片自身性能的发挥,也起到至关重要的

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