第五章 存貯器

1、1第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器作業(yè)作業(yè) P204 3、9、14、16、192第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 存貯器概述存貯器概述 各類存貯器存貯信息原理、存取方法各類存貯器存貯信息原理、存取方法 靜態(tài)、動(dòng)態(tài)存貯器的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)存貯器的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn) （重點(diǎn)重點(diǎn)） 存貯器的組織及與存貯器的組織及與CPUCPU的連接（的連接（重點(diǎn)重點(diǎn)） 提高存貯器性能的技術(shù)（提高存貯器性能的技術(shù)（重點(diǎn)重點(diǎn)） 存貯器的系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)存貯器的系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu) （重點(diǎn)重點(diǎn)）3第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.1 5.1 概述概述一、基本概念一、基本概念 信息存貯的基本單位，叫做一個(gè)信息存貯的基本單位，叫做一個(gè)二進(jìn)制位二進(jìn)制位（bi

2、tbit）。一位的）。一位的值可以為值可以為0 0，也可以為，也可以為1 1，因此，可用具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)的元件，因此，可用具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)的元件來表示，如，觸發(fā)器，存貯一位二進(jìn)制數(shù)的器件稱作一個(gè)來表示，如，觸發(fā)器，存貯一位二進(jìn)制數(shù)的器件稱作一個(gè)記憶單元記憶單元。8 8個(gè)二進(jìn)制位稱作一個(gè)個(gè)二進(jìn)制位稱作一個(gè)字節(jié)字節(jié)（ByteByte）, ,一個(gè)二進(jìn)一個(gè)二進(jìn)制數(shù)含有多個(gè)二進(jìn)制位制數(shù)含有多個(gè)二進(jìn)制位. .當(dāng)一個(gè)二進(jìn)制數(shù)作為一個(gè)整體進(jìn)行當(dāng)一個(gè)二進(jìn)制數(shù)作為一個(gè)整體進(jìn)行操作時(shí)操作時(shí), ,就稱作一個(gè)就稱作一個(gè)字字, ,一個(gè)字中的二進(jìn)制位數(shù)叫一個(gè)字中的二進(jìn)制位數(shù)叫字長字長, ,一個(gè)一個(gè)記憶單元存貯一位二進(jìn)制，多位二進(jìn)制

3、可用多個(gè)記憶單元記憶單元存貯一位二進(jìn)制，多位二進(jìn)制可用多個(gè)記憶單元存貯，這多個(gè)記憶單元就組成了一個(gè)存貯，這多個(gè)記憶單元就組成了一個(gè)存貯單元存貯單元，一個(gè)存貯，一個(gè)存貯單元可以存放一個(gè)字，多個(gè)存貯單元組成了一個(gè)單元可以存放一個(gè)字，多個(gè)存貯單元組成了一個(gè)存貯體存貯體存貯器的核心。存貯器的核心。 4第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 存貯體中，為區(qū)分不同的存貯單元，對(duì)每一單元給一個(gè)存貯體中，為區(qū)分不同的存貯單元，對(duì)每一單元給一個(gè)編號(hào)，這個(gè)編號(hào)叫編號(hào)，這個(gè)編號(hào)叫地址地址，地址與存貯單元一一對(duì)應(yīng)。一，地址與存貯單元一一對(duì)應(yīng)。一個(gè)存貯單元可以放一個(gè)字個(gè)存貯單元可以放一個(gè)字按字編址按字編址，也可以放若干個(gè)，也可以放

4、若干個(gè)字節(jié)字節(jié)按字節(jié)編址按字節(jié)編址，存貯體同周圍的邏輯線路一起組成，存貯體同周圍的邏輯線路一起組成存貯器存貯器。 5第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器二、存貯器的主要技術(shù)指標(biāo)二、存貯器的主要技術(shù)指標(biāo) 1. 1. 存貯容量存貯容量 指主存所能容納的二進(jìn)制信息指主存所能容納的二進(jìn)制信息的的總量總量。 字節(jié)編址字節(jié)編址：以字節(jié)數(shù)來表示容量；以字節(jié)數(shù)來表示容量； 字編址字編址：以以字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字長字長來表示容量。來表示容量。如如：某計(jì)算機(jī)的容量為某計(jì)算機(jī)的容量為64K16，表示它有，表示它有64K個(gè)字，每個(gè)個(gè)字，每個(gè)字的字長為字的字長為16位位；若用字節(jié)數(shù)表示，則可記為若用字節(jié)數(shù)表示，則可記為128K字節(jié)字節(jié)（1

5、28KB）。）。6第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器2.2.存取速度（存取周期、存取時(shí)間）存取速度（存取周期、存取時(shí)間）存取時(shí)間存取時(shí)間TaTa： （訪問時(shí)間、讀（訪問時(shí)間、讀/ /寫時(shí)間）寫時(shí)間） 指從啟動(dòng)一次存儲(chǔ)器操作到完成該操作所經(jīng)歷的時(shí)間。指從啟動(dòng)一次存儲(chǔ)器操作到完成該操作所經(jīng)歷的時(shí)間。存取周期存取周期TmTm： （讀寫周期、訪內(nèi)周期）（讀寫周期、訪內(nèi)周期） 存貯器從接受讀存貯器從接受讀/ /寫命令信號(hào)始，將信息讀出或?qū)懭牒?，寫命令信?hào)始，將信息讀出或?qū)懭牒?，到接到下一個(gè)讀到接到下一個(gè)讀/ /寫命令為止所需的時(shí)間。寫命令為止所需的時(shí)間。 一般情況下，一般情況下，TmTm TaTa，為什么？為什

6、么？ 因?yàn)閷?duì)任何一種存儲(chǔ)器，在讀寫操作之后，總要有一段因?yàn)閷?duì)任何一種存儲(chǔ)器，在讀寫操作之后，總要有一段恢復(fù)內(nèi)部狀態(tài)的復(fù)原時(shí)間。對(duì)于恢復(fù)內(nèi)部狀態(tài)的復(fù)原時(shí)間。對(duì)于破壞性讀出的破壞性讀出的存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器，存取周期往往比存取時(shí)間要大得多，甚至可以達(dá)到存取周期往往比存取時(shí)間要大得多，甚至可以達(dá)到TmTm2Ta2Ta，這是因?yàn)榇鎯?chǔ)器中的信息，這是因?yàn)榇鎯?chǔ)器中的信息讀出后需要馬上進(jìn)行重寫讀出后需要馬上進(jìn)行重寫（再生）。（再生）。 7第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 磁芯：磁芯： s，0.510s 早期存儲(chǔ)器：早期存儲(chǔ)器： 半導(dǎo)體：半導(dǎo)體：ns，586內(nèi)存速度：內(nèi)存速度：6070ns MOS：100300ns 雙極

7、：雙極：10200ns Q：現(xiàn)在？：現(xiàn)在？ CPU：速度？速度？ 8第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器例如：例如：SAMSUNG K4H280838B-TCB0 第第1 1位位芯片功能芯片功能k k，代表是內(nèi)存芯片。，代表是內(nèi)存芯片。 第第2 2位位芯片類型芯片類型4 4，代表，代表DRAM。 第第3 3位位芯片的更進(jìn)一步的類型說明，芯片的更進(jìn)一步的類型說明， SSDRAM、HDDR、GSGRAM。 第第4 4、5 5位位容量和刷新速率，容量相同的內(nèi)存采用不容量和刷新速率，容量相同的內(nèi)存采用不同的刷新速率，也會(huì)使用不同的編號(hào)。同的刷新速率，也會(huì)使用不同的編號(hào)。 6464、6262、6363、6565、

8、6666、6767、6a6a代表代表64MBit的容量；的容量； 2828、2727、2a2a代表代表128128MBit的容量；的容量； 5656、5555、5757、5a5a代表代表256256MBit的容量；的容量； 5151代表代表512512MBit的容量。的容量。9第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器例如：例如：SAMSUNG K4H280838B-TCB0 第第6 6、7 7位位數(shù)據(jù)線引腳個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)線引腳個(gè)數(shù) 0808代表代表8 8位數(shù)據(jù)；位數(shù)據(jù)； 1616代表代表1616位數(shù)據(jù)；位數(shù)據(jù)； 3232代表代表3232位數(shù)據(jù)；位數(shù)據(jù)； 6464代表代表6464位數(shù)據(jù)。位數(shù)據(jù)。 第第1111位位連

9、線連線“-”-”。 第第1414、1515位位芯片的速率芯片的速率 60606ns6ns；70707ns7ns； 7b7b7.5ns(cl=3)7.5ns(cl=3)；7c7c為為7.5ns(cl=2)7.5ns(cl=2)； 80808ns8ns；101010ns(6610ns(66MHZ) )。Q Q：現(xiàn)代內(nèi)存標(biāo)識(shí)含義？：現(xiàn)代內(nèi)存標(biāo)識(shí)含義？10第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 CPU：速度？速度？ Q：主頻：主頻2G的的CPU的速度？的速度？11第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器3. 可靠性可靠性 以平均無故障時(shí)間以平均無故障時(shí)間(兩次故障之間的平均間隔兩次故障之間的平均間隔)來衡量來衡量 4. 性能性

10、能/價(jià)格比價(jià)格比 5. 功耗功耗是一個(gè)不容忽視的問題，它反映了存貯器件耗電的多少，是一個(gè)不容忽視的問題，它反映了存貯器件耗電的多少，同時(shí)也反映了器件的發(fā)熱程序。（因溫度高會(huì)限制集成度同時(shí)也反映了器件的發(fā)熱程序。（因溫度高會(huì)限制集成度的提高）功耗小，也有利于存貯器的穩(wěn)定工作。的提高）功耗小，也有利于存貯器的穩(wěn)定工作。 12第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器三、發(fā)展與分類三、發(fā)展與分類 、發(fā)展、發(fā)展 ENIACENIAC的存貯器的存貯器: :用電子管觸發(fā)器組成的用電子管觸發(fā)器組成的2020位移位寄存器，位移位寄存器，隨后的十幾年，存貯技術(shù)發(fā)展很活躍，相繼出現(xiàn)了汞延遲隨后的十幾年，存貯技術(shù)發(fā)展很活躍，相繼出

11、現(xiàn)了汞延遲線，陰極射線管做成的存貯器，最多存線，陰極射線管做成的存貯器，最多存32323232位信息，后位信息，后改成磁鼓，平均存取時(shí)間改成磁鼓，平均存取時(shí)間15.6ms15.6ms，總?cè)萘?，總?cè)萘?553665536位位最早最早的磁鼓存貯器。的磁鼓存貯器。 19531953年，美國麻省理工學(xué)院研制出年，美國麻省理工學(xué)院研制出第一臺(tái)磁芯存貯器第一臺(tái)磁芯存貯器。 磁芯存貯器以它的容量大，速度快，可靠性高，成本低等磁芯存貯器以它的容量大，速度快，可靠性高，成本低等優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)時(shí)一直占主導(dǎo)地位。優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)時(shí)一直占主導(dǎo)地位。13第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器60年代后期，集成電路技術(shù)出現(xiàn)后，半導(dǎo)體存貯器問世

12、。年代后期，集成電路技術(shù)出現(xiàn)后，半導(dǎo)體存貯器問世。1971年年IBM370/145機(jī)首次使用機(jī)首次使用半導(dǎo)體存貯器半導(dǎo)體存貯器作主存。作主存。目前，目前，半導(dǎo)體存貯器已是存貯技術(shù)的主流，從單片機(jī)到巨半導(dǎo)體存貯器已是存貯技術(shù)的主流，從單片機(jī)到巨型機(jī)，都無一例外地采用半導(dǎo)體存貯器。型機(jī)，都無一例外地采用半導(dǎo)體存貯器。存貯器存貯器今后的今后的發(fā)展方向：發(fā)展方向：光光存貯器。存貯器。光盤：只讀的，可擦洗的，性能不好。光盤已普及應(yīng)用。光盤：只讀的，可擦洗的，性能不好。光盤已普及應(yīng)用。14第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器、分類、分類 功能功能 寄存器：速度快，可與寄存器：速度快，可與CPUCPU匹配，長度為機(jī)器

13、字長，位于匹配，長度為機(jī)器字長，位于CPUCPU內(nèi)。內(nèi)。 主存：在主機(jī)內(nèi)，可直接與主存：在主機(jī)內(nèi)，可直接與CPUCPU交換信息，速度較快。交換信息，速度較快。 輔存：在主機(jī)外，不能與輔存：在主機(jī)外，不能與CPUCPU交換信息，速度較慢。交換信息，速度較慢。 高速緩存：在高速緩存：在CPUCPU和內(nèi)存間容量小，速度與和內(nèi)存間容量小，速度與CPUCPU匹配。匹配。讀寫方式讀寫方式 RAM：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 ROM：只讀存儲(chǔ)器：只讀存儲(chǔ)器15第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器讀寫順序讀寫順序 SAM(sequential)：順序存取，存取時(shí)間與存貯單元的物理：順序存取，存取時(shí)間與存貯單元的物理

14、 位置有關(guān)，如磁帶。位置有關(guān)，如磁帶。 RAM：隨機(jī)存取，存取時(shí)間與存貯單元的物理位置無關(guān)。：隨機(jī)存取，存取時(shí)間與存貯單元的物理位置無關(guān)。 DAM(Director)：直接存取，介于上述二者之間，如磁盤。：直接存取，介于上述二者之間，如磁盤。存貯介質(zhì)存貯介質(zhì) 磁芯：永久存貯磁芯：永久存貯(非非易失性易失性)、速低，但不常用。、速低，但不常用。 半導(dǎo)體：易失性、速度高，集成度高、常用。半導(dǎo)體：易失性、速度高，集成度高、常用。尋址方式尋址方式 地址尋址：地址尋址： 內(nèi)容尋址：聯(lián)想存貯器，以關(guān)鍵字來找所需信息。內(nèi)容尋址：聯(lián)想存貯器，以關(guān)鍵字來找所需信息。16第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.2 5.2

15、半導(dǎo)體存貯器半導(dǎo)體存貯器 一、分類一、分類ROM半導(dǎo)體半導(dǎo)體存貯器存貯器RAMMOS型型工作狀態(tài)工作狀態(tài)靜態(tài)靜態(tài)MOS（SRAM）(static)動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)MOS(DRAM)(dynamic)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)PMOSNMOS雙極型雙極型ECL型型TTL型型雙極型：雙極型：速度快，一般用作大型機(jī)的高速緩存，近年也用作巨型速度快，一般用作大型機(jī)的高速緩存，近年也用作巨型 機(jī)的主存，最快機(jī)的主存，最快ECLECL。MOSMOS型：型：集成度高，功耗小，成本低，工藝簡(jiǎn)單，速度不及集成度高，功耗小，成本低，工藝簡(jiǎn)單，速度不及ECLECL， 微機(jī)中廣泛使用。微機(jī)中廣泛使用。17第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器ROMROM

16、 二極管掩膜二極管掩膜固定掩膜型固定掩膜型MROMMROMMOSMOS管掩膜管掩膜雙極型管掩膜雙極型管掩膜一次可編程型一次可編程型PROMPROM可改寫型可改寫型EPROMEPROM（紫外線）（紫外線）EEPROMEEPROM（電）（電）18第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器二、基本結(jié)構(gòu)二、基本結(jié)構(gòu) 19第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器1.1.存貯體：一般呈矩陣式，以便于譯碼存貯體：一般呈矩陣式，以便于譯碼2.2.數(shù)據(jù)線（雙向）、地址線（單向）數(shù)據(jù)線（雙向）、地址線（單向）3.3.地址譯碼器：地址譯碼器：把二進(jìn)制表示的地址信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)把二進(jìn)制表示的地址信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào) 單譯碼單譯碼( (線選

17、法線選法) )：一個(gè)譯碼器，一次就能選中一個(gè)存貯單元一個(gè)譯碼器，一次就能選中一個(gè)存貯單元 雙譯碼（重合法）：雙譯碼（重合法）：二個(gè)譯碼器，由二個(gè)譯碼器，由X X、Y Y雙向決定被選單元雙向決定被選單元 采用雙譯碼結(jié)構(gòu)，不能節(jié)省地址線的數(shù)目，但可以節(jié)省地址采用雙譯碼結(jié)構(gòu)，不能節(jié)省地址線的數(shù)目，但可以節(jié)省地址選擇線的數(shù)目，現(xiàn)一般都采用這種結(jié)構(gòu)。選擇線的數(shù)目，現(xiàn)一般都采用這種結(jié)構(gòu)。4.4.讀讀/ /寫電路寫電路 控制選中的存貯單元的讀控制選中的存貯單元的讀/ /寫寫5.5.控制電路控制電路 片選線片選線CSCS：一個(gè)存貯器由多片芯片組成，讀一個(gè)存貯器由多片芯片組成，讀/ /寫前先選片寫前先選片 讀讀

18、/ /寫控制線寫控制線WEWE：片選好后，對(duì)片中的某個(gè)地址進(jìn)行讀：片選好后，對(duì)片中的某個(gè)地址進(jìn)行讀/ /寫寫 20第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.2.15.2.1半導(dǎo)體隨機(jī)存貯器半導(dǎo)體隨機(jī)存貯器RAMRAM 一一. .基本單元電路基本單元電路1.1.六管靜態(tài)六管靜態(tài)MOSMOS的基本單元電路的基本單元電路. . 工作原理工作原理 約定：約定：VCC=1 高電平，高電平， VCC=0 低電平低電平T1導(dǎo)通，導(dǎo)通，T2截止，截止， “1”態(tài)態(tài)T1截止，截止，T2導(dǎo)通，導(dǎo)通， “0”態(tài)態(tài) 21第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器此電路可工作在三個(gè)狀態(tài)此電路可工作在三個(gè)狀態(tài) ：保持態(tài)保持態(tài) V字字=0，使，使T3

19、T4都截止，使觸發(fā)器都截止，使觸發(fā)器與位線隔離，從而使觸發(fā)器的原與位線隔離，從而使觸發(fā)器的原存狀態(tài)保持不變。存狀態(tài)保持不變。寫入態(tài)寫入態(tài) V字字=1 ，使，使T3T4都導(dǎo)通都導(dǎo)通寫寫0：VD=1, 0，VA1, VB0 T1截止，截止，T2導(dǎo)通導(dǎo)通寫寫1：VD=0, 1，VA0, VB1 T1導(dǎo)通，導(dǎo)通，T2截止截止wDDDVDV22第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器讀出態(tài)讀出態(tài) V字字=1 ，使，使T3T4都導(dǎo)通都導(dǎo)通讀讀0：因原存因原存0， T1截止，截止，T2導(dǎo)通，導(dǎo)通，使使VA=1 VB=0，讀出，讀出“0”讀讀1：因原存因原存1， T1導(dǎo)通，導(dǎo)通，T2截止，截止，使使VA=0 VB=1，讀出

20、，讀出“1” 在讀出過程中，觸發(fā)器狀態(tài)在讀出過程中，觸發(fā)器狀態(tài)未被破壞未被破壞非破壞性讀出非破壞性讀出wDD23第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 特點(diǎn)特點(diǎn) 集成度較低，每片幾集成度較低，每片幾K K位。位。Intel2114Intel2114，1k1k4 4位位/ /片片 功耗大功耗大 易失性，用電池做備用電源易失性，用電池做備用電源( (斷電信息即丟失斷電信息即丟失) ) 非破壞性讀出非破壞性讀出 讀寫速度快，生產(chǎn)成本高，多用于容量較小的高速緩沖讀寫速度快，生產(chǎn)成本高，多用于容量較小的高速緩沖存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 24第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器2.單管動(dòng)態(tài)記憶單元電路單管動(dòng)態(tài)記憶單元電路靜態(tài)：靜態(tài)：功耗大

21、，集成度低。功耗大，集成度低。動(dòng)態(tài)：動(dòng)態(tài)：克服靜態(tài)的缺點(diǎn)，使克服靜態(tài)的缺點(diǎn)，使MOS器件的優(yōu)點(diǎn)得以發(fā)揮。器件的優(yōu)點(diǎn)得以發(fā)揮。 靜何以為靜，動(dòng)何以為動(dòng)？靜何以為靜，動(dòng)何以為動(dòng)？25第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器2.2.單管動(dòng)態(tài)記憶單元電路單管動(dòng)態(tài)記憶單元電路 由單個(gè)由單個(gè)MOSMOS管來存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息。信息存儲(chǔ)管來存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息。信息存儲(chǔ)在在MOSMOS管的源極的寄生電容管的源極的寄生電容C C中。中。工作原理工作原理：V V字字=1=1時(shí)，時(shí)，T T1 1導(dǎo)通導(dǎo)通）寫入態(tài)）寫入態(tài)寫寫1 1：位線加高電平，對(duì)電容位線加高電平，對(duì)電容C C充電充電寫寫0 0：位線為低電平，位線為低電平，C C

22、上的電荷經(jīng)位線泄放完上的電荷經(jīng)位線泄放完）讀出態(tài)）讀出態(tài)讀讀1 1：原存，：原存，C C上有電荷，位線上得到高電平上有電荷，位線上得到高電平讀讀0 0：原存，原存，C C上無電荷，位線上得到低電平上無電荷，位線上得到低電平讀操作完成后，讀操作完成后，C C上的電荷被放光，需重寫上的電荷被放光，需重寫4116： 16K126第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器刷新（刷新（Refresh） 在利用電容上的電荷來存貯信息的在利用電容上的電荷來存貯信息的動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)半導(dǎo)體存貯器中，半導(dǎo)體存貯器中，由于漏電使電容上的由于漏電使電容上的電荷衰減電荷衰減，需要，需要定時(shí)定時(shí)（2ms）重新存貯重新存貯，這個(gè)過程叫這個(gè)過程叫

23、刷新刷新。 27第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器注意：注意： 刷新不是按字處理，而是刷新不是按字處理，而是每次刷新一行每次刷新一行，向動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的存，向動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元提供地址，是儲(chǔ)單元提供地址，是先送行地址再送列地址先送行地址再送列地址。 在動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的位線上讀出信號(hào)很小，必須接在動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的位線上讀出信號(hào)很小，必須接讀出放大器讀出放大器，通常用觸發(fā)器線路實(shí)現(xiàn)。通常用觸發(fā)器線路實(shí)現(xiàn)。 28第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器靜態(tài)存儲(chǔ)器靜態(tài)存儲(chǔ)器SRAM與動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器與動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器DRAM的的主要性能主要性能比較：比較： 主要性能主要性能 SRAM DRAM存儲(chǔ)信息存儲(chǔ)信息 刷新刷新 送行列地址送行列地址 運(yùn)

24、行速度運(yùn)行速度 集成度集成度 發(fā)熱量發(fā)熱量 存儲(chǔ)成本存儲(chǔ)成本 29第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器靜態(tài)存儲(chǔ)器靜態(tài)存儲(chǔ)器SRAM與動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器與動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器DRAM的的主要性能主要性能比較：比較： 主要性能主要性能 SRAM DRAM存儲(chǔ)信息存儲(chǔ)信息 觸發(fā)器觸發(fā)器 電容電容 刷新刷新 不要不要 需要需要 送行列地址送行列地址 同時(shí)送同時(shí)送 分兩次送分兩次送運(yùn)行速度運(yùn)行速度 快快 慢慢集成度集成度 低低 高高發(fā)熱量發(fā)熱量 大大 小小存儲(chǔ)成本存儲(chǔ)成本 高高 低低30第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器靜態(tài)存儲(chǔ)器（靜態(tài)存儲(chǔ)器（SRAM）：）：讀寫速度快，生產(chǎn)成本高，多用于容讀寫速度快，生產(chǎn)成本高，多用于容量較小的高速緩沖

25、存儲(chǔ)器。量較小的高速緩沖存儲(chǔ)器。動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器（動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器（DRAM）：）：讀寫速度較慢，集成度高，生產(chǎn)成讀寫速度較慢，集成度高，生產(chǎn)成本低，多用于容量較大的主存儲(chǔ)器。本低，多用于容量較大的主存儲(chǔ)器。31第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器二、動(dòng)態(tài)二、動(dòng)態(tài)MOSMOS存貯器的刷新存貯器的刷新刷新的時(shí)間間隔刷新的時(shí)間間隔決定于電荷的漏泄速度。決定于電荷的漏泄速度。 Q=CU CQ=CU C電容容量電容容量 U U兩端電壓兩端電壓 泄漏電流泄漏電流：I = Q t =C U t 泄漏時(shí)間：泄漏時(shí)間： t = C U I 一般器件的刷新周期為一般器件的刷新周期為2ms2ms，即要在，即要在2ms2ms內(nèi)對(duì)每個(gè)存貯

26、單元內(nèi)對(duì)每個(gè)存貯單元的信息刷新一次。的信息刷新一次。 2. 2. 幾點(diǎn)要求幾點(diǎn)要求 兩次刷新時(shí)間間隔不能超過允許時(shí)間兩次刷新時(shí)間間隔不能超過允許時(shí)間2ms2ms。 刷新優(yōu)先于訪存，但不能打斷訪存周期。刷新優(yōu)先于訪存，但不能打斷訪存周期。 在刷新期間內(nèi)，不準(zhǔn)訪存。在刷新期間內(nèi)，不準(zhǔn)訪存。 32第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器3. 3. 刷新方式刷新方式 集中式集中式在允許的最大刷新時(shí)間間隔在允許的最大刷新時(shí)間間隔2ms2ms內(nèi)，內(nèi)，集中集中安排刷新時(shí)間安排刷新時(shí)間如：如：存貯單元存貯單元10241024個(gè)，排成個(gè)，排成32323232陣，存取周期陣，存取周期500ns500ns刷新按行進(jìn)行刷新按行進(jìn)行

27、, ,每刷新一行每刷新一行, ,用一個(gè)存取周期用一個(gè)存取周期500ns500ns共刷新共刷新3232行行3232個(gè)存取周期。個(gè)存取周期。2ms/500ns=40002ms/500ns=4000個(gè)周期個(gè)周期特點(diǎn)：特點(diǎn)：存取周期不受刷新影響，速度快存取周期不受刷新影響，速度快 存在存在“死區(qū)死區(qū)”，刷新時(shí)間內(nèi)不能讀，刷新時(shí)間內(nèi)不能讀/ /寫寫 4000323968個(gè)，個(gè)，RW32個(gè)，刷新個(gè)，刷新33第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 分散式分散式 把系統(tǒng)的存取周期分成兩部分：一部分讀把系統(tǒng)的存取周期分成兩部分：一部分讀/ /寫，一部分刷新，寫，一部分刷新，每次讀出信息后，立即對(duì)它刷新。每次讀出信息后，立即

28、對(duì)它刷新。 上例：上例：存取周期存取周期500ns,500ns,刷新一行刷新一行500ns500ns，系統(tǒng)周期：，系統(tǒng)周期：1 1 s特點(diǎn)：特點(diǎn)：刷新時(shí)間間隔短（刷新時(shí)間間隔短（32 32 s ），）， 無無“死區(qū)死區(qū)” 系統(tǒng)存取周期長，降低了整機(jī)的運(yùn)算速度，不適于高速緩系統(tǒng)存取周期長，降低了整機(jī)的運(yùn)算速度，不適于高速緩沖存貯器。沖存貯器。34第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器異步式異步式 以上兩種方式的結(jié)合，在以上兩種方式的結(jié)合，在2ms2ms的時(shí)間內(nèi)，把存貯單元分散地的時(shí)間內(nèi)，把存貯單元分散地刷新一遍。刷新一遍。 上例：上例： 32323232陣，陣，2ms/32=62.5 2ms/32=62.5

29、 s( (每行刷新的平均間隔每行刷新的平均間隔) )特點(diǎn)：特點(diǎn)：折中，使用較多折中，使用較多 另外，另外，異步刷新方式還可以采取異步刷新方式還可以采取不定期刷新方式不定期刷新方式，可以在，可以在主機(jī)主機(jī)不訪存不訪存的時(shí)間內(nèi)刷新，這種方式的時(shí)間內(nèi)刷新，這種方式取消了機(jī)器的死區(qū)取消了機(jī)器的死區(qū)，但刷，但刷新新控制線路極其復(fù)雜控制線路極其復(fù)雜。 35第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器注意：注意：1 1）刷新對(duì)刷新對(duì)CPUCPU是是透明透明的，原來存在的事物或?qū)傩?，從某個(gè)角度的，原來存在的事物或?qū)傩?，從某個(gè)角度看好象不存在了。看好象不存在了。2 2）刷新）刷新按行進(jìn)行按行進(jìn)行，不需列地址。不需列地址。3 3）

30、刷新與讀出刷新與讀出操作既相似又不同。操作既相似又不同。 讀出時(shí)，要對(duì)讀出時(shí)，要對(duì)C1C1或或C2C2充電，刷新時(shí)也要對(duì)其充電，但刷新充電，刷新時(shí)也要對(duì)其充電，但刷新時(shí)僅補(bǔ)充電荷，無需信息輸出。時(shí)僅補(bǔ)充電荷，無需信息輸出。4 4） 刷新和重寫（再生）是兩個(gè)完全不同的概念刷新和重寫（再生）是兩個(gè)完全不同的概念，切不可加以，切不可加以混淆。混淆。重寫是隨機(jī)的重寫是隨機(jī)的，某個(gè)存儲(chǔ)單元只有在破壞性讀出之后，某個(gè)存儲(chǔ)單元只有在破壞性讀出之后才需要重寫。而才需要重寫。而刷新是定時(shí)的刷新是定時(shí)的，即使許多記憶單元長期未被，即使許多記憶單元長期未被訪問，若不及時(shí)補(bǔ)充電荷的話，信息也會(huì)丟失。重寫一般是訪問，若

31、不及時(shí)補(bǔ)充電荷的話，信息也會(huì)丟失。重寫一般是按存儲(chǔ)單元進(jìn)行的，而刷新通常以存儲(chǔ)體矩陣中的一行為單按存儲(chǔ)單元進(jìn)行的，而刷新通常以存儲(chǔ)體矩陣中的一行為單位進(jìn)行的。位進(jìn)行的。 36第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器三、三、RAM芯片分析芯片分析 RAM芯片芯片 地址線，數(shù)據(jù)線，片選線，讀寫控制線，電源，地線地址線，數(shù)據(jù)線，片選線，讀寫控制線，電源，地線 2. 地址譯碼方式地址譯碼方式 單譯碼、雙譯碼單譯碼、雙譯碼37第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.2.2 半導(dǎo)體只讀存貯器半導(dǎo)體只讀存貯器ROM（Read Only Memory）ROMROM 二極管掩膜二極管掩膜固定掩膜型固定掩膜型MROMMROMMOSMOS

32、管掩膜管掩膜雙極型管掩膜雙極型管掩膜一次可編程型一次可編程型PROMPROM可改寫型可改寫型EPROMEPROM（紫外線）（紫外線）EEPROMEEPROM（電）（電）38第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器ROM存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 ROM，即只讀存儲(chǔ)器。它的特點(diǎn)是只能讀不能寫，即它存，即只讀存儲(chǔ)器。它的特點(diǎn)是只能讀不能寫，即它存儲(chǔ)的內(nèi)容不會(huì)被改寫，并且關(guān)機(jī)后也不會(huì)丟失。儲(chǔ)的內(nèi)容不會(huì)被改寫，并且關(guān)機(jī)后也不會(huì)丟失。1、 ROM 掩膜只讀存儲(chǔ)器（掩膜只讀存儲(chǔ)器（Masked ROM，MROM） 2、PROM PROM（Programmable ROM）即可編程即可編程ROM。它允許用戶根。它允許用戶根據(jù)自己的需要

33、，利用專門的寫據(jù)自己的需要，利用專門的寫ROM設(shè)備寫入內(nèi)容，但只允許寫設(shè)備寫入內(nèi)容，但只允許寫一次，使用起來仍然不方便。一次，使用起來仍然不方便。39第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器3、 EPROM EPROM（Erasable Programmable ROM）即可擦除可編程即可擦除可編程ROM。它允許用戶根據(jù)自己的需要，利用專門的。它允許用戶根據(jù)自己的需要，利用專門的EPROM寫入器寫入器改寫其內(nèi)容，可以多次改寫，更新程序比較方便。因此在早期改寫其內(nèi)容，可以多次改寫，更新程序比較方便。因此在早期的的PC機(jī)中都使用機(jī)中都使用EPROM作為作為BIOS程序的存儲(chǔ)器。程序的存儲(chǔ)器。 EPROM可以用可

34、以用紫外線照射紫外線照射擦除存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，用擦除存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，用EPROM編程器編程器進(jìn)行程序編寫和輸入。進(jìn)行程序編寫和輸入。40第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器4、 EEPROM EEPROM或或E2PROM（Electrical EPROM）即）即電可擦除電可擦除可編程可編程ROM。目前的主板都使用。目前的主板都使用EEPROM保存保存BIOS。EEPROM存儲(chǔ)器也存儲(chǔ)器也叫做叫做閃速存儲(chǔ)器閃速存儲(chǔ)器（Flash ROM），簡(jiǎn)稱為），簡(jiǎn)稱為閃存閃存BIOS。 閃存的特點(diǎn)是：閃存的特點(diǎn)是：程序改寫、升級(jí)方便，只需在機(jī)器運(yùn)行的程序改寫、升級(jí)方便，只需在機(jī)器運(yùn)行的正常情況下使用專門的應(yīng)用程序，將來自廠家或網(wǎng)站

35、上的最新正常情況下使用專門的應(yīng)用程序，將來自廠家或網(wǎng)站上的最新版本的版本的BIOS寫入閃存即可。寫入閃存即可。41第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器閃存的不足：閃存的不足： 閃存閃存BIOS的致命弱點(diǎn)很容易被的致命弱點(diǎn)很容易被CIH類的病毒改寫破壞，類的病毒改寫破壞，致使致使主板癱瘓主板癱瘓。為此，在主板上采取了。為此，在主板上采取了硬件跳線禁止寫硬件跳線禁止寫閃存閃存BIOS、軟件軟件COMS設(shè)置禁止寫設(shè)置禁止寫閃存閃存BIOS和和雙雙BIOS閃存芯片等閃存芯片等保護(hù)性措施。保護(hù)性措施。 CIH： 1998年的年的4月月26日，世界上首例破壞計(jì)算機(jī)硬件的計(jì)算機(jī)病日，世界上首例破壞計(jì)算機(jī)硬件的計(jì)算機(jī)病

36、毒毒CIH出現(xiàn)，病毒制造者出現(xiàn)，病毒制造者陳盈豪陳盈豪 。42第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.2.3 內(nèi)存內(nèi)存 內(nèi)存分類內(nèi)存分類 ROM：ROM、PROM、EPROM、Flash ROM RAMDRAM：內(nèi)存條內(nèi)存條SRAM：Cache43第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器RAM一般分為一般分為兩大類型兩大類型： SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)：讀取速度相當(dāng)快但造價(jià)高昴，主讀取速度相當(dāng)快但造價(jià)高昴，主要用作計(jì)算機(jī)中的高速緩存存儲(chǔ)器要用作計(jì)算機(jī)中的高速緩存存儲(chǔ)器(Cache)。 DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)：DRAM雖然讀取速度較慢，但它雖然讀取速度較慢，但它的造價(jià)低廉，集成度高，宜

37、于作為系統(tǒng)所需的大容量的造價(jià)低廉，集成度高，宜于作為系統(tǒng)所需的大容量“主主存存”。DRAM主要制造成計(jì)算機(jī)中的主要制造成計(jì)算機(jī)中的內(nèi)存條內(nèi)存條。44第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器1、DRAM （內(nèi)存條）（內(nèi)存條） DRAM（Dynamic RAM）即動(dòng)態(tài)即動(dòng)態(tài)RAM，因?yàn)樗募啥雀?、，因?yàn)樗募啥雀?、價(jià)格便宜且可讀可寫，因此價(jià)格便宜且可讀可寫，因此系統(tǒng)內(nèi)存系統(tǒng)內(nèi)存的主要容量空間是由的主要容量空間是由DRAM構(gòu)成的。構(gòu)成的。 DRAM存儲(chǔ)器需要存儲(chǔ)器需要刷新刷新，因此，因此，DRAM芯片的存取速度低，芯片的存取速度低，一般比一般比CPU低許多。低許多。45 DRAM內(nèi)存分類內(nèi)存分類 FPM FP

38、M（Fast Page Mode）DRAM即快速頁方式。即快速頁方式。FPM的的芯片速度可達(dá)芯片速度可達(dá)70ns，常用于，常用于486和和586主板。主板。 EDO EDO（Extended Data Output）DRAM即可擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出即可擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出方式。方式。EDO的芯片速度可達(dá)的芯片速度可達(dá)60ns，常用于，常用于586和早期和早期Pentium 主板。主板。第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器46 SDRAM SDRAM（Synchronous DRAM）即同步即同步DRAM，所謂，所謂“同步同步”是指這種是指這種存儲(chǔ)器能與系統(tǒng)總線時(shí)鐘同步工作存儲(chǔ)器能與系統(tǒng)總線時(shí)鐘同步工作。SDRAM存儲(chǔ)器

39、按存儲(chǔ)器按前端系統(tǒng)總線（前端系統(tǒng)總線（FSB）的時(shí)鐘分為的時(shí)鐘分為66MHz、100MHz和和133MHz等多種，分別標(biāo)記為等多種，分別標(biāo)記為PC100和和PC133。SDRAM芯片的讀寫速度可達(dá)芯片的讀寫速度可達(dá)10ns，甚至，甚至7ns，用于，用于Pentium 以上的主板。以上的主板。第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器47 RDRAM RDRAM（Rambus DRAM）是一種高性能的新型）是一種高性能的新型SDRAM存存儲(chǔ)器。它通過一個(gè)新型的高速儲(chǔ)器。它通過一個(gè)新型的高速RamBus總線傳輸數(shù)據(jù)，可以支總線傳輸數(shù)據(jù)，可以支持持300MHz總線時(shí)鐘，又由于是在總線時(shí)鐘，又由于是在時(shí)鐘信號(hào)的上升和

40、下降時(shí)鐘信號(hào)的上升和下降沿均沿均工作，實(shí)際上相當(dāng)于工作在工作，實(shí)際上相當(dāng)于工作在600MHz上。最新的上。最新的奔騰四主板以奔騰四主板以雙通道的雙通道的4個(gè)個(gè)RIMM插槽支持插槽支持RDRAM內(nèi)存。內(nèi)存。 DDR1/2/3 DDR（Double Data Rate）即雙數(shù)據(jù)率）即雙數(shù)據(jù)率DRAM，它也是一種，它也是一種新型的高速新型的高速SDRAM存儲(chǔ)器。它在時(shí)鐘脈沖的上升和下降沿都存儲(chǔ)器。它在時(shí)鐘脈沖的上升和下降沿都進(jìn)行操作，理論上也是目前進(jìn)行操作，理論上也是目前SDRAM速度的兩倍。速度的兩倍。 第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器48 雙通道內(nèi)存技術(shù)是一種內(nèi)存控制和管理技術(shù)，在理論上能雙通道內(nèi)存技

41、術(shù)是一種內(nèi)存控制和管理技術(shù)，在理論上能夠使兩條同等規(guī)格內(nèi)存所提供的帶寬增長一倍。夠使兩條同等規(guī)格內(nèi)存所提供的帶寬增長一倍。 對(duì)于采用對(duì)于采用i865和和i875芯片組的主板來說，目前該類型主板芯片組的主板來說，目前該類型主板大都具有大都具有4個(gè)個(gè)DIMM（Double In line Memory Module，雙列直雙列直插存儲(chǔ)器模塊插存儲(chǔ)器模塊）插槽，每?jī)筛唤M，每一組代表一個(gè)內(nèi)存通道，）插槽，每?jī)筛唤M，每一組代表一個(gè)內(nèi)存通道，只有當(dāng)兩組通道上都同時(shí)安裝了內(nèi)存時(shí)，才能使內(nèi)存工作在雙只有當(dāng)兩組通道上都同時(shí)安裝了內(nèi)存時(shí)，才能使內(nèi)存工作在雙通道模式下。通道模式下。 安裝內(nèi)存必須安裝內(nèi)存必須對(duì)稱

42、對(duì)稱（A通道第通道第1個(gè)插槽搭配個(gè)插槽搭配B通道第通道第1個(gè)插個(gè)插槽，或槽，或A通道第通道第2個(gè)插槽搭配個(gè)插槽搭配B通道第通道第2個(gè)插槽）。個(gè)插槽）。 雙通道內(nèi)存技術(shù)雙通道內(nèi)存技術(shù)49雙通道內(nèi)存安裝雙通道內(nèi)存安裝 必須必須對(duì)稱對(duì)稱（A通道第通道第1個(gè)插槽搭配個(gè)插槽搭配B通道第通道第1個(gè)插槽，或個(gè)插槽，或A通道第通道第2個(gè)插槽搭配個(gè)插槽搭配B通道第通道第2個(gè)插槽）。個(gè)插槽）。 DIMM1，2，3，4-1,3 2,4 如：如：i865和和i875主板，同色的組成雙通道主板，同色的組成雙通道-同色槽內(nèi)同色槽內(nèi) 有的廠家，有的廠家， A通道通道-一種顏色一種顏色 B通道通道-另一種顏色另一種顏色雙通道

43、內(nèi)存技術(shù)雙通道內(nèi)存技術(shù)50DDR1/2/3雙通道內(nèi)存技術(shù)雙通道內(nèi)存技術(shù)51DDR1/2/3工作頻率：工作頻率：主要有主要有100M， 133M，167M，200MHz 等等-沒變沒變數(shù)據(jù)傳輸位寬：數(shù)據(jù)傳輸位寬：DDR1/2/3-2/4/8（Prefetch）DDR2：數(shù)據(jù)傳輸位：數(shù)據(jù)傳輸位4bit，同時(shí)間傳遞數(shù)據(jù)是，同時(shí)間傳遞數(shù)據(jù)是DDR的兩倍，因的兩倍，因此也用此也用等效頻率等效頻率命名，分別為命名，分別為DDR2 400 533 667 800 DDR3：工作頻率不變，數(shù)據(jù)傳輸位寬變?yōu)椋汗ぷ黝l率不變，數(shù)據(jù)傳輸位寬變?yōu)?bit，為，為DDR2兩倍，兩倍，因此也在同樣工作頻率下達(dá)到更高帶寬，因

44、此用等效方式命名因此也在同樣工作頻率下達(dá)到更高帶寬，因此用等效方式命名DDR3 800 1066 1333 1600 。DDR1/2/3：內(nèi)存工作頻率沒有區(qū)別，只是由于傳輸數(shù)據(jù)位寬倍內(nèi)存工作頻率沒有區(qū)別，只是由于傳輸數(shù)據(jù)位寬倍增，導(dǎo)致帶寬的增加。增，導(dǎo)致帶寬的增加。 雙通道內(nèi)存技術(shù)雙通道內(nèi)存技術(shù)52內(nèi)存的核心頻率、時(shí)鐘頻率和數(shù)據(jù)傳輸頻率內(nèi)存的核心頻率、時(shí)鐘頻率和數(shù)據(jù)傳輸頻率核心頻率：核心頻率：內(nèi)存的內(nèi)存的工作頻率，工作頻率，100M， 133M，167M，200MHz時(shí)鐘頻率：時(shí)鐘頻率：到了到了DDR2和和DDR3才有時(shí)鐘頻率的概念，就是將才有時(shí)鐘頻率的概念，就是將核心頻率通過倍頻技術(shù)得到的一

45、個(gè)頻率。核心頻率通過倍頻技術(shù)得到的一個(gè)頻率。 DDR的核心頻率和時(shí)鐘頻率相同的核心頻率和時(shí)鐘頻率相同 DDR2將核心頻率倍頻將核心頻率倍頻2倍，時(shí)鐘頻率是核心頻率的倍，時(shí)鐘頻率是核心頻率的2倍倍 DDR3時(shí)鐘頻率是核心頻率的時(shí)鐘頻率是核心頻率的4倍倍數(shù)據(jù)傳輸頻率數(shù)據(jù)傳輸頻率（等效頻率）：等效頻率）： DDR2 400 533 667 800 DDR3 800 1066 1333 1600雙通道內(nèi)存技術(shù)雙通道內(nèi)存技術(shù)53外頻外頻（CPUCPU主板）主板）FSBFSB （CPUCPU內(nèi)存）內(nèi)存）內(nèi)存頻率內(nèi)存頻率 雙通道內(nèi)存技術(shù)雙通道內(nèi)存技術(shù)CPU內(nèi)內(nèi) 存存主主 板板FSB外外頻頻外外頻頻54 P4

46、：133MHZ外頻外頻（內(nèi)存主板）（內(nèi)存主板） 533MHZ FSB （CPU內(nèi)存）內(nèi)存） 266MHZ內(nèi)存頻率內(nèi)存頻率（DDR266）。 內(nèi)存拖了內(nèi)存拖了CPU的后腿的后腿雙通道內(nèi)存雙通道內(nèi)存 。 兩條內(nèi)存使用兩條通道一起工作，一起提供數(shù)據(jù)，等于兩條內(nèi)存使用兩條通道一起工作，一起提供數(shù)據(jù)，等于速度又增加一倍，兩條速度又增加一倍，兩條DDR266就有就有2662=533的速度，剛好的速度，剛好是是P4 CPU的前端總線速度，沒有拖后腿的問題。的前端總線速度，沒有拖后腿的問題。 QDR（四倍數(shù)據(jù)傳輸率）（四倍數(shù)據(jù)傳輸率） 雙通道內(nèi)存技術(shù)雙通道內(nèi)存技術(shù)55 內(nèi)存條內(nèi)存條 由由印刷電路板（印刷電路板

47、（PCB）和內(nèi)存芯片）和內(nèi)存芯片構(gòu)成，采用存儲(chǔ)器芯片構(gòu)成，采用存儲(chǔ)器芯片的多少由的多少由內(nèi)存條的容量和芯片的數(shù)據(jù)位數(shù)內(nèi)存條的容量和芯片的數(shù)據(jù)位數(shù)決定。決定。 比如：比如：1MB的內(nèi)存條，可由的內(nèi)存條，可由2個(gè)個(gè)1M4bit 的存儲(chǔ)芯片組成。的存儲(chǔ)芯片組成。 內(nèi)存條通過金手指與主板連接內(nèi)存條通過金手指與主板連接 內(nèi)存條正反兩面都帶有金手指。金手指上的導(dǎo)電觸片也習(xí)內(nèi)存條正反兩面都帶有金手指。金手指上的導(dǎo)電觸片也習(xí)慣稱為慣稱為引腳數(shù)或線數(shù)引腳數(shù)或線數(shù)（Pin），金手指線數(shù)必須同內(nèi)存插槽的），金手指線數(shù)必須同內(nèi)存插槽的插孔數(shù)一致，插孔數(shù)一致，內(nèi)存插槽內(nèi)存插槽的規(guī)格與金手指上的線數(shù)有關(guān)。的規(guī)格與金手指上

48、的線數(shù)有關(guān)。 第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器56 內(nèi)存條的接口類型內(nèi)存條的接口類型 SIMM（Single In line Memory Module）單列直插存儲(chǔ)器模塊單列直插存儲(chǔ)器模塊 30線、線、72線線 DIMM（Double In line Memory Module）雙列直插存儲(chǔ)器模塊雙列直插存儲(chǔ)器模塊 168線、線、184線、線、 240線。線。早期的早期的EDO和和SDRAM內(nèi)存，使用過內(nèi)存，使用過SIMM和和DIMM兩種插槽，但從兩種插槽，但從SDRAM開始，就以開始，就以DIMM插槽為主，插槽為主，而到了而到了DDR和和DDR2時(shí)代，時(shí)代，SIMM插槽已經(jīng)很少見了。插槽已經(jīng)很少

49、見了。 RIMMRIMM是是Rambus公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的RDRAM內(nèi)存所采用的接口類型，內(nèi)存所采用的接口類型，RIMM內(nèi)存與內(nèi)存與DIMM的外型尺寸差不多，金手指同樣也是雙面的。的外型尺寸差不多，金手指同樣也是雙面的。 第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器57 PC機(jī)常見內(nèi)存條機(jī)常見內(nèi)存條72線線SIMM內(nèi)存：內(nèi)存：在后期在后期486和早期的和早期的586主板上比較常用主板上比較常用 168線線DIMM內(nèi)存：內(nèi)存： 金手指每面金手指每面84線，兩面共線，兩面共168線線 特征是兩個(gè)突棱，將內(nèi)存插槽分為三段，特征是兩個(gè)突棱，將內(nèi)存插槽分為三段，SDRAM內(nèi)存采內(nèi)存采用，用，16M、32M、64M、12

50、8M184線線DIMM內(nèi)存：內(nèi)存： 特征是一個(gè)突棱，將內(nèi)存插槽分為兩段，特征是一個(gè)突棱，將內(nèi)存插槽分為兩段， DDR內(nèi)存采用，內(nèi)存采用，128M、256M、512M、1024M240線線DIMM內(nèi)存：內(nèi)存：DDR2內(nèi)存采用，金手指每面有內(nèi)存采用，金手指每面有120Pin。 2G第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器58 DDR2（Double Data Rate 2）：）： 與與DDR內(nèi)存技術(shù)一樣，內(nèi)存技術(shù)一樣，采用了在時(shí)鐘的上升采用了在時(shí)鐘的上升/下降延同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕痉绞剑陆笛油瑫r(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕痉绞?，但但DDR2內(nèi)存卻擁有內(nèi)存卻擁有兩倍于兩倍于DDR內(nèi)存預(yù)讀取能力（即：內(nèi)存預(yù)讀取能力（即：

51、4bit數(shù)數(shù)據(jù)讀預(yù)?。?。即據(jù)讀預(yù)取）。即DDR2內(nèi)存每個(gè)時(shí)鐘能夠以內(nèi)存每個(gè)時(shí)鐘能夠以4倍外部總線的速度倍外部總線的速度讀讀/寫數(shù)據(jù)，并且能夠以內(nèi)部控制總線寫數(shù)據(jù)，并且能夠以內(nèi)部控制總線4倍的速度運(yùn)行。倍的速度運(yùn)行。 第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器右圖：三星推出右圖：三星推出的的2GB DDR2內(nèi)內(nèi)存條（存條（240Pin）59第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器60第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器612、SRAM （Static RAM） SRAM是由靜態(tài)是由靜態(tài)MOS管構(gòu)成，它的體積大、集成度比管構(gòu)成，它的體積大、集成度比DRAM低、容量?。▎纹瑸榈?、容量?。▎纹瑸?12Kbits到到512KB）和價(jià)格高。）和

52、價(jià)格高。 SRAM的速度遠(yuǎn)高于的速度遠(yuǎn)高于DRAM，目前可達(dá)幾個(gè)，目前可達(dá)幾個(gè)ns，因此它被，因此它被用來構(gòu)成主板的系統(tǒng)用來構(gòu)成主板的系統(tǒng)高速緩沖存儲(chǔ)器，高速緩沖存儲(chǔ)器，以解決以解決低速主存與高速低速主存與高速CPU不匹配的瓶頸不匹配的瓶頸問題。問題。 在在CMOS Setup中設(shè)置系統(tǒng)中設(shè)置系統(tǒng)Cache586主板，一般都裝有主板，一般都裝有512 KB的的SRAM存儲(chǔ)器芯片構(gòu)成的存儲(chǔ)器芯片構(gòu)成的Cache 高速緩存技術(shù)也用于圖形加速卡、硬盤、光驅(qū)、掃描儀和高速緩存技術(shù)也用于圖形加速卡、硬盤、光驅(qū)、掃描儀和數(shù)碼相機(jī)等高速設(shè)備。數(shù)碼相機(jī)等高速設(shè)備。 第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器62第五章第五章

53、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.3 5.3 存儲(chǔ)器的組織及其與存儲(chǔ)器的組織及其與CPUCPU的連接的連接時(shí)序匹配：讀寫關(guān)系已確定，時(shí)序定時(shí)序匹配：讀寫關(guān)系已確定，時(shí)序定線路正確線路正確存貯器組織存貯器組織字長擴(kuò)展字長擴(kuò)展字?jǐn)?shù)擴(kuò)展字?jǐn)?shù)擴(kuò)展地址線地址線數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線片選信號(hào)線片選信號(hào)線讀寫控制線讀寫控制線與與CPUCPU連接連接存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 CPU地址線地址線地址線地址線數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線MREQCSWRWE63第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器例例1 1：用用1K1K4 4的的21142114組成組成1K1K8 8的存儲(chǔ)器，并與的存儲(chǔ)器，并與CPUCPU連接連接, ,并寫并寫出每片芯片的地址范圍。出每片芯片的地址范

54、圍。分析：分析：地址范圍：地址范圍：0，1片：片： 00000000001111111111 0000H03FFH A09WRCPUD03D470(1K4)1 (1K4)D03D47A09WEMREQCS64第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器例例2 2：用用1K1K4 4的的21142114組成組成8K8K8 8的存儲(chǔ)器，并與的存儲(chǔ)器，并與CPUCPU連接，并寫連接，并寫出每片芯片的地址范圍。出每片芯片的地址范圍。 A09WRCPUD03D47A1012D03D47A09WE10MREQCS01514CS7000000111111。地址范圍：地址范圍：8K8K，1313位位 0,1片：片：000 00

55、00000000000 1111111111 0000H03FFH 2,3片：片：001 0000000000001 1111111111 0400H07FFH4,5片：片： 010 0000000000010 1111111111 0800H0BFFH6,7片：片： 011 0000000000011 1111111111 0C00H0FFFH A09WRCPUD03D47A1012D03D47A09WE10MREQCS01514CS7000000111111。66第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.4 5.4 提高存貯器性能的技術(shù)提高存貯器性能的技術(shù)一、雙端口存儲(chǔ)器一、雙端口存儲(chǔ)器 二、主存多體

56、交叉存取方式二、主存多體交叉存取方式三、高速緩沖存貯器三、高速緩沖存貯器CacheCache四、虛擬存貯器（四、虛擬存貯器（Virtual MemoryVirtual Memory）67第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.5 5.5 提高存貯器性能的技術(shù)提高存貯器性能的技術(shù)一、雙端口存儲(chǔ)器一、雙端口存儲(chǔ)器 68第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器二、二、主存多體交叉存取方式主存多體交叉存取方式 思想：思想：將一個(gè)大容量的將一個(gè)大容量的主存分成多個(gè)容量相同的主存分成多個(gè)容量相同的個(gè)體，每個(gè)個(gè)體相互獨(dú)立，個(gè)體，每個(gè)個(gè)體相互獨(dú)立，交叉編址，每個(gè)個(gè)體有自交叉編址，每個(gè)個(gè)體有自己的地址寄存器，數(shù)據(jù)寄己的地址寄存器，數(shù)據(jù)

57、寄存器，讀寫電路等，這樣存器，讀寫電路等，這樣每個(gè)個(gè)體都可與每個(gè)個(gè)體都可與CPUCPU交換交換信息。信息。這樣，這樣，CPUCPU可在一個(gè)存取可在一個(gè)存取周期內(nèi)分時(shí)訪問每個(gè)個(gè)體周期內(nèi)分時(shí)訪問每個(gè)個(gè)體“相關(guān)相關(guān)” ”問題問題 69第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器三、高速三、高速緩沖存貯器緩沖存貯器CacheCache. .問題的提出問題的提出 目的：提高內(nèi)存速度，解決內(nèi)存與目的：提高內(nèi)存速度，解決內(nèi)存與CPUCPU速度不匹配的問題。速度不匹配的問題。CPU內(nèi)內(nèi)存存Cache70第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器2.Cache2.Cache的理論基礎(chǔ)的理論基礎(chǔ)-程序的局部性程序的局部性原理原理 時(shí)間上的局部性時(shí)

58、間上的局部性 如果某一地址空間的程序被訪問，則近期它可能還會(huì)被如果某一地址空間的程序被訪問，則近期它可能還會(huì)被再次訪問。再次訪問。如：循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序如：循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序 空間上的局部性空間上的局部性 如果某一地址空間的程序被訪問，則它附近的程序有可如果某一地址空間的程序被訪問，則它附近的程序有可能被訪問，能被訪問，如：順序結(jié)構(gòu)程序如：順序結(jié)構(gòu)程序 71第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器3.3.工作原理工作原理 容量容量 太大：太大：從內(nèi)存與從內(nèi)存與CacheCache交換的信息量大，影響交換的信息量大，影響CPUCPU效率且效率且硬件線路復(fù)雜硬件線路復(fù)雜, ,太?。禾。好新实兔新实?命中率：命中率

59、：CPUCPU在在CacheCache中取到的有效信息的次數(shù)與訪問中取到的有效信息的次數(shù)與訪問CacheCache的總次數(shù)的比率。的總次數(shù)的比率。 N NC C+N+Nm m為為CPUCPU訪存總次數(shù)訪存總次數(shù) N NC C、N Nm m為在為在CacheCache、主存中命中的次數(shù)、主存中命中的次數(shù)NmNcNch72第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器Cache/主存系統(tǒng)的平均訪問時(shí)間主存系統(tǒng)的平均訪問時(shí)間Ta ： Tc命中時(shí)的命中時(shí)的Cache訪問時(shí)間訪問時(shí)間 Tm 未命中時(shí)的主存訪問時(shí)間未命中時(shí)的主存訪問時(shí)間 1-h未命中率未命中率 訪問效率訪問效率 e： r=Tm/Tc 主存慢于主存慢于Cach

60、e的倍率的倍率 h)Tm-(1TchTah)r-(1h1h)Tm-(1hTcTcTaTce73第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器例：例：0909年真題單選題年真題單選題212121. 21. 假設(shè)某計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)由假設(shè)某計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)由CacheCache和主存組成，和主存組成，某程序執(zhí)行過程中訪存某程序執(zhí)行過程中訪存10001000次，其中訪問次，其中訪問CacheCache缺缺失（未命中）失（未命中）5050次，則次，則CacheCache的命中率是：的命中率是：A.5% B.9.5% C.50% D.95%A.5% B.9.5% C.50% D.95%答案：答案： D D74第五章第五章 存