聯(lián)想LCSE初級(jí)教材-第05章內(nèi)存課件

計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)－－－內(nèi)存篇主要內(nèi)容5.1

概述5.2內(nèi)存的類型5.3內(nèi)存芯片的封裝5.4內(nèi)存模塊與插槽5.5內(nèi)存的性能5.6內(nèi)存的相關(guān)知識(shí)5.1概述存儲(chǔ)器分為內(nèi)存儲(chǔ)器與外存儲(chǔ)器內(nèi)部存儲(chǔ)器芯片主要有四種類型：ROM有條件寫入、隨機(jī)讀取不需要刷新斷電后數(shù)據(jù)不會(huì)丟失FLASH隨機(jī)寫入、隨機(jī)讀取不需要刷新斷電后數(shù)據(jù)不會(huì)丟失DRAM隨機(jī)寫入、隨機(jī)讀取需要刷新斷電后數(shù)據(jù)丟失SRAM隨機(jī)寫入、隨機(jī)讀取不需要刷新斷電后數(shù)據(jù)丟失我們常說的內(nèi)存在狹義上是指系統(tǒng)主存，通常使用DRAM芯片5.2內(nèi)存的類型SDRAMSynchronous（同步）DRAM與主板時(shí)鐘頻率保持同步，有PC66、PC100和PC133等幾種規(guī)范以DIMM（DualInlineMemoryModule，雙內(nèi)聯(lián)內(nèi)存模塊）的形式安裝在主板上內(nèi)存的工作電壓通常是3.3VDDR-SDRAM雙倍數(shù)據(jù)速率（DoubleDataRate,DDR）SDRAM是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)SDRAM的改進(jìn)設(shè)計(jì)，DDR內(nèi)存并不將時(shí)鐘頻率加倍，而是通過在每個(gè)時(shí)鐘周期里傳輸2次來獲得加倍的性能使用184針的DIMM設(shè)計(jì)內(nèi)存的工作電壓通常是2.5V5.2內(nèi)存的類型DDR2-SDRAM與DDR相比，最大的區(qū)別是數(shù)位預(yù)取技術(shù)的不同DDR2每次傳送數(shù)據(jù)達(dá)到4bit，比DDR每次傳送2bit多一倍工作電壓從原來DDR的2.5V降到了1.8V內(nèi)存本身集成了信號(hào)終結(jié)器通過引入“PostedCAS”功能來解決指令沖突問題加入了OCD（Off-ChipDriver）技術(shù)，以防止電壓不穩(wěn)定引起資料丟失使用新的240針的DIMM設(shè)計(jì)5.2內(nèi)存的類型RDRAM即RambusDRAM，是一種在1999年后期出現(xiàn)在高端PC系統(tǒng)里的一種內(nèi)存設(shè)計(jì)，但因?yàn)槭袌?chǎng)的接受程度不高，目前已經(jīng)不常見是一種窄通道設(shè)備，一次只傳輸16位（2個(gè)字節(jié)）數(shù)據(jù)（加上兩個(gè)可選的校驗(yàn)位）。而DIMM是一種64位寬的設(shè)備內(nèi)存總線寬度雖然不寬，但速度卻很快，同時(shí)使用多個(gè)通道能將內(nèi)存總線帶寬進(jìn)一步提高芯片安裝在RIMM里。RIMM的大小和物理形狀類似于當(dāng)前的DIMM，但它們是不能替換的通道中未插內(nèi)存模塊的RIMM插槽必須插入一個(gè)連接模塊以保證路徑是完整的5.3內(nèi)存芯片的封裝SOJSmallOut-LineJ-LeadPackage小尺寸J形引腳封裝引腳呈“J”形彎曲地排列在芯片底部四周SOJ封裝一般應(yīng)用在EDODRAM5.3內(nèi)存芯片的封裝TSOPⅡThinSmallOutlinePackage薄型小尺寸封裝更適合高頻使用，具有較強(qiáng)的可操作性和較高的可靠性封裝厚度只有SOJ的三分之一封裝的外形呈長(zhǎng)方形，封裝芯片的兩側(cè)有I/O引腳，芯片是通過引腳焊在PCB板上焊點(diǎn)和PCB板的接觸面積較小，使得芯片向PCB板傳熱相對(duì)困難5.3內(nèi)存芯片的封裝BGABallGridArrayPackage球柵陣列封裝具有更小的體積，更好的散熱性能和電性能每平方英寸的存儲(chǔ)量有了很大提升具有更加快速和有效的散熱途徑BGA封裝以圓形或柱狀焊點(diǎn)按陣列形式分布在封裝下面，引腳數(shù)雖然增加了，但引腳間距并沒有減小反而增加了，從而提高了組裝成品率雖然功耗增加，但采用可控塌陷芯片法焊接，可以改善電熱性能寄生參數(shù)減小，信號(hào)傳輸延遲小，使用頻率大大提高組裝可用共面焊接，可靠性高5.3內(nèi)存芯片的封裝mBGAMicroBallGridArrayPackage微型球柵陣列封裝是BGA的改進(jìn)版封裝呈正方形，內(nèi)存芯片的面積比較小內(nèi)存芯片的針腳都在芯片下部，連接短、電氣性能好、也不易受干擾，帶來更好的散熱及超頻性能5.3內(nèi)存芯片的封裝CSPChipScalePackage芯片級(jí)封裝可以讓芯片面積與封裝面積之比超過1∶1.14，接近1∶1的理想情況，這樣在相同體積下，內(nèi)存模塊可以裝入更多的內(nèi)存芯片，從而增大單條容量CSP封裝的內(nèi)存芯片不僅可以通過PCB板散熱，還可以從背面散熱5.3內(nèi)存芯片的封裝WLCSPWaferLevelChipScalePackage晶圓級(jí)芯片封裝工藝工序大大優(yōu)化，不同于傳統(tǒng)的先切割晶圓，再封裝測(cè)試的做法，而是先在整片晶圓上進(jìn)行封裝和測(cè)試，然后再切割生產(chǎn)周期和成本大幅下降新工藝帶來優(yōu)異的性能，芯片所需針腳數(shù)減少，提高了集成度；電氣性能的提升，引腳產(chǎn)生的電磁干擾幾乎被消除5.4內(nèi)存模塊與插槽DIMMDIMM有三種類型，通常使用標(biāo)準(zhǔn)SDRAM、DDR-SDRAM或DDR2-SDRAM芯片這三種類型可以通過其物理特性加以區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)DIMM有168針，每一面都有1個(gè)槽口，在連接的地方還有2個(gè)槽口DDRDIMM有184針，每一面有2個(gè)槽口，在連接的地方只有1個(gè)槽DDR2DIMM有240針，每一面都有2個(gè)槽口，在連接的地方有1個(gè)槽口，位置比DDR偏向中間的位置大概2-3mmDIMM都是64位（非奇偶校驗(yàn)）或72位（奇偶校驗(yàn)或糾錯(cuò)碼ECC）寬

典型的168針SDRAMDIMM5.4內(nèi)存模塊與插槽DIMMDDR和DDR2DIMM典型的184針DDRDIMM典型的240針DDR2DIMM30針、72針SIMM和SDRAM、DDRDIMM

5.4內(nèi)存模塊與插槽RIMM有184個(gè)針腳，每一面有1個(gè)槽口，連接的地方中間有2個(gè)槽口RIMM非ECC版有16位數(shù)據(jù)寬度，ECC版則都是18位寬典型的184針RIMM和連接模塊

5.5內(nèi)存的性能內(nèi)存速度和內(nèi)存總線帶寬影響著內(nèi)存性能內(nèi)存速度通常以ns（納秒）或MHz來表示，之間存在換算關(guān)系內(nèi)存速度一直難于跟上處理器的速度內(nèi)存總線帶寬是指在理想狀態(tài)下內(nèi)存在一秒內(nèi)所能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量?jī)?nèi)存總線帶寬總量(MB)=內(nèi)存時(shí)鐘頻率(MHz)×內(nèi)存總線位寬(bits)×每時(shí)鐘周期的傳輸數(shù)據(jù)位／8內(nèi)存總線的帶寬與處理器總線的帶寬相等時(shí)系統(tǒng)性能最高（見下頁(yè)）內(nèi)存延遲也影響著內(nèi)存的性能5.5內(nèi)存的性能處理器總線類型處理器總線位度（Bytes）處理器外頻（MHz）數(shù)據(jù)周期/時(shí)鐘周期帶寬（MB/s）33MHzFSB（486CPU）

4331133133MHzFSB

813311066400MHzFSB（AMD）

820023200400MHzFSB810043200800MHzFSB

820046400內(nèi)存類型內(nèi)存總線位寬（Bytes）內(nèi)存核心頻率（MHz）內(nèi)存時(shí)鐘頻率（MHz）數(shù)據(jù)周期/時(shí)鐘周期帶寬（MB/s）FPMDRAM82222117EDODRAM833331266PC133SDRAM813313311066DDR400820020023200PC1066RDRAM253353322133DDR26678133266253285.6.1內(nèi)存標(biāo)識(shí)的識(shí)別通常在SIMM、DIMM和RIMM上會(huì)有容量、類型、速度等相關(guān)參數(shù)的標(biāo)識(shí)，但在某些產(chǎn)品上也可能無法找到，這時(shí)就需要從內(nèi)存芯片的型號(hào)中得到所需的參數(shù)目前還沒有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)內(nèi)存芯片編號(hào)，具體情況需要與查閱各生產(chǎn)廠商相關(guān)資料5.6.3內(nèi)存模塊的組合使用系統(tǒng)中內(nèi)存模塊的位寬必須和內(nèi)存總線的位寬相對(duì)應(yīng)，所以有時(shí)需要在系統(tǒng)中安裝2條或更多的模塊才能正常工作內(nèi)存模塊的組合使用的另外一個(gè)情況是用來組建雙通道內(nèi)存雙通道內(nèi)存技術(shù)其實(shí)是雙通道內(nèi)存控制技術(shù)，這是一種芯片組的技術(shù)，而不是內(nèi)存技術(shù)芯片組中的內(nèi)存控制器（K8核心AMD處理器的內(nèi)存控制器集成在處理器中）可以在兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)通道上分別尋址、讀取數(shù)據(jù)，內(nèi)存總線可以達(dá)到雙倍的寬度需要兩個(gè)內(nèi)存模塊來配合使用5.6.4內(nèi)存模塊的SPD芯片從PC100標(biāo)準(zhǔn)開始內(nèi)存模塊上帶有SPD（SerialPresenceDetect，串行存在檢測(cè)）芯片SPD芯片一般位于內(nèi)存模塊正面右側(cè)，是一塊8針腳小芯片，容量為256字節(jié),里面保存著內(nèi)存的速度、時(shí)鐘頻率、容量、工作電壓、CAS、tRCD、tRP、tAC、SPD版本等信息SPD信息一般都是在出廠前，由內(nèi)存模塊制造商根據(jù)內(nèi)存