計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)培訓(xùn)教程第四章

第4課

內(nèi)存本課要點(diǎn)具體要求本章導(dǎo)讀本課要點(diǎn)內(nèi)存的分類內(nèi)存的封裝方式內(nèi)存的性能指標(biāo)內(nèi)存選購指南具體要求了解內(nèi)存的外觀掌握內(nèi)存的分類了解內(nèi)存的封裝方式掌握內(nèi)存的性能指標(biāo)掌握內(nèi)存的選購本章導(dǎo)讀內(nèi)存是計(jì)算機(jī)運(yùn)行的核心組件之一，計(jì)算機(jī)中所有程序的運(yùn)行都是在內(nèi)存中進(jìn)行的，因此內(nèi)存對(duì)系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定有著非常大的影響。本課將介紹內(nèi)存的相關(guān)知識(shí)，包括內(nèi)存的作用、內(nèi)存的外觀、內(nèi)存的種類、內(nèi)存芯片的封裝方式對(duì)內(nèi)存性能的影響以及影響內(nèi)存性能的指標(biāo)，最后將介紹如何選購內(nèi)存。4.1內(nèi)存簡介內(nèi)存是計(jì)算機(jī)中重要的部件之一，它是與CPU進(jìn)行溝通的橋梁。計(jì)算機(jī)中所有程序的運(yùn)行都是在內(nèi)存中進(jìn)行的，因此內(nèi)存的性能對(duì)計(jì)算機(jī)的影響非常大。4.1內(nèi)存簡介4.1.1內(nèi)存的作用4.1.2內(nèi)存的外觀4.1.3內(nèi)存的分類4.1.4內(nèi)存芯片的封裝方式4.1.1內(nèi)存的作用內(nèi)存（Memory）也被稱為內(nèi)存儲(chǔ)器，其作用是用于暫時(shí)存放CPU中的運(yùn)算數(shù)據(jù)，以及與硬盤等外部存儲(chǔ)器交換的數(shù)據(jù)。只要計(jì)算機(jī)在運(yùn)行中，CPU就會(huì)把需要運(yùn)算的數(shù)據(jù)調(diào)到內(nèi)存中進(jìn)行運(yùn)算，當(dāng)運(yùn)算完成后CPU再將結(jié)果傳送出來，內(nèi)存的運(yùn)行也決定了計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。4.1.2內(nèi)存的外觀內(nèi)存是由內(nèi)存芯片、電路板、金手指等部分組成的。內(nèi)存的幾個(gè)重要組成部分的作用如下所述。內(nèi)存芯片：是內(nèi)存中最重要的元件，用于臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。電路板：用于承載和焊接內(nèi)存芯片的PCB板。金手指：是內(nèi)存與主板進(jìn)行連接的“通道”。內(nèi)存卡槽：用于將內(nèi)存固定在內(nèi)存插槽中。內(nèi)存缺口：與內(nèi)存插槽中的防凸起設(shè)計(jì)配對(duì)，防止內(nèi)存錯(cuò)誤插入。內(nèi)存的外觀4.1.3內(nèi)存的分類內(nèi)存可以按照讀寫方式的不同和工作方式的不同進(jìn)行分類。4.1.3內(nèi)存的分類1.按讀寫方式2.按工作方式1.按讀寫方式按照內(nèi)存的工作原理可將內(nèi)存分為RAM和ROM兩類。1）RAM（RandomAccessMemory，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）

RAM可以分為兩種，一種是DynamicRAM（DRAM，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器），它具有集成度高、結(jié)構(gòu)簡單、功耗低以及生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，主要應(yīng)用在計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器中，如內(nèi)存和顯示內(nèi)存（顯存）；另—種是StaticRAM（SRAM，靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器），其結(jié)構(gòu)相對(duì)較復(fù)雜、造價(jià)高、速度快，所以—般SRAM多應(yīng)用于高速小容量存儲(chǔ)器中，如Cache。在RAM中存儲(chǔ)的內(nèi)容可通過指令隨機(jī)讀寫訪問，但是RAM中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在斷電時(shí)會(huì)丟失，因而只能在運(yùn)行時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。2）ROM（ReadOnlyMemory，只讀存儲(chǔ)器）

ROM的特點(diǎn)是價(jià)格高、容量小，而且一般只能從中讀取信息而不能寫入信息。但是ROM保存的數(shù)據(jù)在斷電后可保持不變，因此多用于存放一次性寫入的程序或數(shù)據(jù)，如用于存儲(chǔ)主板和顯卡BIOS芯片的相關(guān)信息。2.按工作方式根據(jù)內(nèi)存的工作方式，可將內(nèi)存分為FPMRAM，EDORAM，SDRAM和DDRSDRAM等幾種。1）FPMRAM（快頁模式存儲(chǔ)器）

FPMRAM全稱為FastPageModeRAM，是在早期的個(gè)人計(jì)算機(jī)中使用最廣泛的內(nèi)存，它在三個(gè)時(shí)鐘周期才傳送一次數(shù)據(jù)，因此性能較低?，F(xiàn)在這種內(nèi)存已經(jīng)被市場淘汰。2）EDORAM（擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出存儲(chǔ)器）

EDORAM全稱為ExtendedDataOutRAM，是486時(shí)代以及早期的Pentium個(gè)人計(jì)算機(jī)中常用的一種內(nèi)存，它的運(yùn)行速度比FPMRAM快，可在兩個(gè)時(shí)鐘周期就傳送一次數(shù)據(jù)，使存取速度提高30％，大大提高了計(jì)算機(jī)的運(yùn)行效率。不過這種內(nèi)存現(xiàn)在已經(jīng)被淘汰。3）SDRAM（同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）

SDRAM（SynchronousDynamicRAM）采用一種雙存儲(chǔ)體結(jié)構(gòu)，它的工作頻率與CPU的外頻一樣。SDRAM內(nèi)存的規(guī)格有PC100，PC133和PC150等，其中的數(shù)字表示內(nèi)存工作的時(shí)鐘頻率。SDRAM內(nèi)存一般按照其工作頻率來命名，SDRAM除了作為內(nèi)存存儲(chǔ)芯片外還可以作為顯卡的存儲(chǔ)芯片。SDRAM在目前的零售市場中幾乎難以看到，更多時(shí)候出現(xiàn)在二手市場。SDRAM內(nèi)存4）DDRSDRAM（雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）

DDRSDRAM（DoubleDataRateSDRAM）是在SDRAM內(nèi)存的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，一般簡稱為DDR，其傳輸速率是同頻率SDRAM內(nèi)存?zhèn)鬏斔俾实膬杀?。SDRAM內(nèi)存在每個(gè)時(shí)鐘周期的上升沿傳送一次數(shù)據(jù)，而DDRSDRAM則在時(shí)鐘周期的上升沿和下降沿各傳送一次數(shù)據(jù)，這樣不需要提升時(shí)鐘的頻率就能成倍地提高SDRAM的存取速度。4）DDRSDRAM（雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）DDRSDRAM采用并行數(shù)據(jù)總線傳輸方式，其位寬為64bit，工作時(shí)的電壓為2.5V。DDRSDRAM內(nèi)存具有184pin，而SDRAM卻只有168pin，多出的管線主要包含了新的閥門控制、時(shí)鐘、電源和接地等信號(hào)裝置。DDRSDRAM都是以內(nèi)存芯片的工作頻率來命名的。如DDR400表示該內(nèi)存芯片的工作頻率為200MHz，由于DDR在時(shí)鐘周期的上升沿和下降沿都傳送數(shù)據(jù)，因此該內(nèi)存的實(shí)際工作頻率為400MHz，于是被稱為DDR400。現(xiàn)在市場的主流就是DDR400內(nèi)存。DDRSDRAM內(nèi)存5）DDR2內(nèi)存DDR2內(nèi)存是在DDRSDRAM的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，其最低工作頻率為400MHz，還有更高的工作頻率，如533MHz，667MHz，800MHz和1000MHz等。DDR2內(nèi)存采用了240pin的FBGA封裝，采用較先進(jìn)的0.13μm生產(chǎn)工藝，工作電壓為1.8V。DDR2擁有4到8路脈沖的寬度，并融入了CAS，OCD和ODT等新性能指標(biāo)和中斷指令，還提供了4位、8位512MB內(nèi)存1KB的尋址設(shè)置，以及16位512MB內(nèi)存2KB的尋址設(shè)置，此外還包括了4位預(yù)取數(shù)性能。DDR2內(nèi)存6）RDRAMRDRAM全稱為RambusDRAM，它是由Rambus公司開發(fā)的，是一種具有獨(dú)特的系統(tǒng)帶寬、芯片和芯片接口的新型DRAM。它可以工作在很高的頻率下，同時(shí)在時(shí)鐘周期的上升沿和下降沿傳輸數(shù)據(jù)。RDRAM需要專用的RIMM插槽和芯片組的支持，而且要求RIMM插槽必須全部插滿，否則空余的插槽需插上專用的RDRAM終結(jié)器。RDRAM內(nèi)存在單通道時(shí)，800MHz的RDRAM帶寬為1.6GB/s；若是兩個(gè)通道同時(shí)工作，帶寬則可為3.2GB/s；若4個(gè)通道同時(shí)工作，帶寬則提升為6.4GB/s。RDRAM內(nèi)存4.1.4內(nèi)存芯片的封裝方式內(nèi)存主要由內(nèi)存芯片和電路板兩部分組成，并通過集成電路封裝技術(shù)將其組成為一根完整的內(nèi)存條，這種集成電路封裝技術(shù)就是內(nèi)存芯片的封裝技術(shù)。封裝可以說是安裝半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼，它不僅擔(dān)任放置、固定、密封、保護(hù)芯片和增強(qiáng)導(dǎo)熱性能的作用，并且芯片上的焊接點(diǎn)用導(dǎo)線連接到封裝外殼的導(dǎo)線上，這些導(dǎo)線又通過印刷電路板上的導(dǎo)線與其他部件建立連接。內(nèi)存芯片的封裝方式可分為以下幾類。4.1.4內(nèi)存芯片的封裝方式1.SOJ封裝2.TSOP封裝3.Tiny-BGA封裝4.BLP封裝5.CSP封裝1.SOJ封裝SOJ（SmallOut-LineJ-Lead，小尺寸J形引腳封裝）是一種較老的封裝方式，該封裝方式是指內(nèi)存芯片的兩邊有一排小的J形引腳，直接附著在印刷電路板的表面。SOJ封裝一般用在EDORAM內(nèi)存上，現(xiàn)在一般很少采用這種封裝方式了。2.TSOP封裝TSOP（ThinSmallOut-LinePackage，薄形小尺寸封裝）是大部分SDRAM內(nèi)存芯片采用的一種封裝方式，TSOP封裝厚度只有SOJ封裝的1/3。TSOP封裝在外觀上較輕薄，它在封裝芯片的周圍做出引腳，直接焊在PCB板的表面，焊點(diǎn)和PCB板的接觸面積小，使得芯片向PCB板傳遞熱量相對(duì)困難。SOJ封裝方式的內(nèi)存芯片和TSOP封裝方式的內(nèi)存芯片3.Tiny-BGA封裝Tiny-BGA（TinyBallGridArray，小型球柵陣列封裝）是Kingmax的專用內(nèi)存芯片封裝技術(shù)，可將它視為超小型的BGA封裝，使用這種封裝方式能減小芯片和整個(gè)內(nèi)存的PCB板面積。Tiny-BGA封裝的電路連接與傳統(tǒng)方式不同，內(nèi)存芯片和電路板的連接依賴芯片中心位置的細(xì)導(dǎo)線。在Tiny-BGA封裝中，內(nèi)存顆粒是通過一個(gè)個(gè)錫球焊接在PCB板上的，由于焊點(diǎn)和PCB的接觸面積較大，所以內(nèi)存芯片在運(yùn)行中所產(chǎn)生的熱量可以很容易地傳導(dǎo)到PCB板上并散發(fā)出去。4.BLP封裝BLP（BottomLeadPackage，底部引腳封裝）封裝方式是新一代的封裝技術(shù)，它是在傳統(tǒng)封裝技術(shù)的基礎(chǔ)上采用的一種逆向電路，由底部直接伸出引腳，其優(yōu)點(diǎn)是能節(jié)省大約90%的電路，因此大大節(jié)約了封裝成本，同時(shí)使封裝尺寸及芯片表面溫度大幅下降。與傳統(tǒng)的TSOP封裝相比，BLP封裝的內(nèi)存顆粒明顯要小很多。BLP封裝與Kingmax內(nèi)存的Tiny-BGA封裝相似，BLP的封裝技術(shù)使得電阻值大幅下降，芯片溫度也大幅下降，工作的頻率可達(dá)到更高。內(nèi)存芯片5.CSP封裝CSP（ChipScalePackage，芯片型封裝）封裝方式是在Tiny-BGA基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。CSP封裝可以讓芯片面積與封裝面積之比超過1：0.14，這樣內(nèi)存可以裝入更多的芯片，從而增大單位容量。與Tiny-BGA封裝相比，同等空間下CSP封裝可以將存儲(chǔ)容量提升3倍。CSP封裝不但體積小，同時(shí)也更薄，大大提升了內(nèi)存芯片在長時(shí)間運(yùn)作后的可靠性，線路阻抗顯著減小，芯片速度也隨之得到大幅度的提升。此外，CSP封裝內(nèi)存芯片的中心導(dǎo)線形式有效地縮短了信號(hào)的傳導(dǎo)距離，其衰減也隨之減少，芯片的抗干擾、抗噪性也能得到大幅度提升，這也使得其存取時(shí)間比Tiny-BGA封裝快15%~20%。CSP封裝方式的內(nèi)存芯片4.2內(nèi)存的性能指標(biāo)在選購內(nèi)存時(shí)，不應(yīng)該只從內(nèi)存的表面進(jìn)行辨識(shí)，要深入地了解內(nèi)存的各種特性，內(nèi)存的性能指標(biāo)是反映內(nèi)存性能的重要參數(shù)。4.2內(nèi)存的性能指標(biāo)4.2.1容量4.2.2工作電壓4.2.3tAC（存取時(shí)間）4.2.4運(yùn)行頻率4.2.5延遲4.2.6ECC校驗(yàn)4.2.7數(shù)據(jù)位寬度和帶寬4.2.