內(nèi)部存儲(chǔ)器講義課件

第四章內(nèi)部存儲(chǔ)器本章主要講述內(nèi)部存儲(chǔ)器的功能、組成、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的工作原理，介紹PC機(jī)中常用的內(nèi)存類(lèi)型。

存儲(chǔ)系統(tǒng)概述存儲(chǔ)系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的重要組成部分,用來(lái)存儲(chǔ)微型計(jì)算機(jī)工作時(shí)使用的信息（程序和數(shù)據(jù)）的部件，正是因?yàn)橛辛舜鎯?chǔ)器，計(jì)算機(jī)才有信息記憶功能。計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器可分為兩大類(lèi)：內(nèi)部存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱內(nèi)存或主存）外部存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱外存）計(jì)算機(jī)工作時(shí)，一般先由只讀存儲(chǔ)器中的引導(dǎo)程序啟動(dòng)系統(tǒng)，再?gòu)耐獯嬷凶x取系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序送到內(nèi)存中運(yùn)行。

微機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

內(nèi)存的分類(lèi)ErasableProgrammableROMProgrammableROMElectricallyErasableProgrammableROMROM和RAM按使用技術(shù)的不同，內(nèi)存器件通?？煞譃?只讀存儲(chǔ)器ROM

隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM

兩種。ROM和RAMROM中寫(xiě)入輸入的數(shù)據(jù)無(wú)法輕易改變，也不會(huì)在掉電是丟失，因此常用于存放系統(tǒng)啟動(dòng)程序和啟動(dòng)參數(shù)。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM是一種易失性存儲(chǔ)器，其中的存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)會(huì)在斷電后丟失。和ROM相比，它具有擦寫(xiě)方便，速度快的特點(diǎn)，其讀寫(xiě)操作也是均等、隨意進(jìn)行的，不比依賴專用工具和軟件。內(nèi)存的主要技術(shù)指標(biāo)存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)器可以容納的二進(jìn)制信息量稱為存儲(chǔ)容量。存取周期：兩次獨(dú)立的存取操作之間所需的最短時(shí)間稱為存儲(chǔ)周期。錯(cuò)誤校驗(yàn)：內(nèi)存常用的錯(cuò)誤校驗(yàn)方式有Parity(奇偶校驗(yàn))、ECC(ErrorCheckingandCorrecting)和SPD(SPD(SerialPresenceDetect串行存在探測(cè))。金手指內(nèi)存腳缺口SPD芯片內(nèi)存固定缺口內(nèi)存顆粒內(nèi)存顆?？瘴籔CB板圖4.1.1內(nèi)存的基本組成

內(nèi)存主要由3部分組成，即PCB板、內(nèi)存芯片和SPD芯片，還有外圍電子元器件，如電容、電阻等，內(nèi)存條的結(jié)構(gòu)（5）內(nèi)存芯片。內(nèi)存芯片俗稱內(nèi)存顆粒，內(nèi)存芯片是內(nèi)存條的關(guān)鍵元件，它的性能決定了內(nèi)存條的性能。內(nèi)存的性能、速度、容量都是由內(nèi)部芯片決定的。不同廠商的內(nèi)存芯片在速度、性能上也不同。常見(jiàn)的內(nèi)存芯片有HY(韓國(guó)現(xiàn)代)，Kingmax(臺(tái)灣勝創(chuàng))，KingBox(臺(tái)灣黑金剛)，Winbond等。

（6）內(nèi)存顆?？瘴?。?？吹絻?nèi)存條中間有個(gè)空位，這是預(yù)留了一個(gè)內(nèi)存芯片為其他采用這種封裝模式的內(nèi)存使用的。內(nèi)存芯片芯片類(lèi)型取決于內(nèi)存芯片的工作方式，常用的內(nèi)存芯片類(lèi)型有以下幾種：EDODRAMSDRAM-明日黃花RDRAM-昔日貴族

DDRSDRAM-中流砥柱

SDRAM

SDRAM的中文名字是“同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器”，這就是著名的PC100和PC133規(guī)范所廣泛使用的內(nèi)存類(lèi)型，它的帶寬為64bit，3.3V電壓，最高速度可達(dá)5ns。它是與CPU使用相同的時(shí)鐘頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，它的工作頻率是與CPU的外頻同步的，不存在延遲或等待時(shí)間。

Rambus內(nèi)存

Rambus內(nèi)存，也就是RDRAM內(nèi)存，“接口動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器”，是由美國(guó)Rambus公司研發(fā)的高速DRAM技術(shù)。它將RISC（精簡(jiǎn)指令集）引入其中，依靠高時(shí)鐘頻率來(lái)簡(jiǎn)化每個(gè)時(shí)鐘周期的數(shù)據(jù)量。它具有相對(duì)SDRAM較高的工作頻率（不低于300MHz），當(dāng)工作時(shí)鐘為400MHz時(shí)，Rambus利用時(shí)鐘的上沿和下沿分別傳輸數(shù)據(jù)，因此它的數(shù)據(jù)傳輸率能達(dá)到400x16x2/8=1.6GB/S，若是兩個(gè)通道，就是3.2GB/S。從技術(shù)上看，RDRAM是一種比較先進(jìn)的內(nèi)存，但由于工藝復(fù)雜，Rambus公司還要收取相應(yīng)的權(quán)利金，導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格過(guò)高，最終未能獲得廠商的支持，沒(méi)有流行起來(lái)。其它產(chǎn)商根據(jù)RDRAM雙向脈沖的特點(diǎn)，提出了現(xiàn)在主流的DDRSDRAM。Rambus內(nèi)存DDRSDRAM內(nèi)存

DDRSDRAM（DualdaterateSDRSM）：簡(jiǎn)稱DDR，是“雙倍速率SDRAM”的意思，由于它可以在時(shí)鐘觸發(fā)沿的上、下沿都能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所以即使在133MHz的總線頻率下的帶寬也能達(dá)到2.128GB/S。它仍然可以沿用現(xiàn)有SDRAM的生產(chǎn)體系，制造成本比SDRAM略高一些（約為10%左右），但仍要遠(yuǎn)小于RAMBUS的價(jià)格。兩種內(nèi)存接口類(lèi)型

SIMM和DIMM是最常用內(nèi)存接口類(lèi)型。

SIMM是Single-InLineMemoryMedule的簡(jiǎn)寫(xiě)，即單邊接觸內(nèi)存模組，這是5X86及其較早的PC機(jī)中常用的內(nèi)存接口方式。

DIMM是英語(yǔ)“DualIn－LineMemoryModule”的縮寫(xiě)，雙邊接觸內(nèi)存模組。也就是說(shuō)這種類(lèi)型接口內(nèi)存的插板兩邊都有數(shù)據(jù)接口觸片，這種接口模式的內(nèi)存廣泛應(yīng)用于現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)中。SIMM就是一種兩側(cè)金手指都提供相同信號(hào)的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，它多用于早期，最初一次只能傳輸8bif數(shù)據(jù)，后來(lái)逐漸發(fā)展出16bit、32bit的SIMM模組，其中8bit和16bitSIMM使用30pin接口，32bit的則使用72pin接口。在內(nèi)存發(fā)展進(jìn)入SDRAM時(shí)代后，SIMM逐漸被DIMM技術(shù)取代。DIMM與SIMM相當(dāng)類(lèi)似，不同的只是DIMM的金手指兩端不像SIMM那樣是互通的，它們各自獨(dú)立傳輸信號(hào)，因此可以滿足更多數(shù)據(jù)信號(hào)的傳送需要。同樣采用DIMM，SDRAM的接口與DDR內(nèi)存的接口也略有不同有關(guān)內(nèi)存的規(guī)范及參數(shù)

內(nèi)存條的數(shù)據(jù)位

內(nèi)存條的數(shù)據(jù)位數(shù)是指內(nèi)存條“金手指”所同時(shí)聯(lián)接的數(shù)據(jù)總線位數(shù)，例如常用的168和184線內(nèi)存條的數(shù)據(jù)位寬度都是64位，而586級(jí)電腦CPU和內(nèi)存之間交換數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線也是64位（不包括ECC校驗(yàn)位），因此電腦使用168或184線的DIMM內(nèi)存條時(shí)可以只裝一根，如果使用數(shù)據(jù)位只有32位的SIMM（72線）內(nèi)存條時(shí)就必須同時(shí)安裝兩根才能使電腦正常工作。

RIMM（RambusDRAM）內(nèi)存條的數(shù)據(jù)位只有16位，工作方式與傳統(tǒng)的SIMM和DIMM內(nèi)存不同。使用RIMM內(nèi)存時(shí)主板上內(nèi)存插槽不能有空槽，如果內(nèi)存條不夠需加裝無(wú)內(nèi)存芯片的替代條。

有關(guān)內(nèi)存的規(guī)范及參數(shù)“CASLatency”參數(shù)

在SDRAM內(nèi)存條中還有一個(gè)“CASLatency”參數(shù)，它表示電腦對(duì)內(nèi)存發(fā)出相關(guān)列地址的尋址信號(hào)后還需等待多長(zhǎng)時(shí)間（用工作時(shí)鐘頻率的周期作單位）才能讀出數(shù)據(jù)，因此CASLatency周期數(shù)越少越好。CASLatency根據(jù)具體內(nèi)存條的技術(shù)規(guī)范而定，例如按技術(shù)規(guī)范要求PC－133內(nèi)存條的“CASLatency”應(yīng)該≤3，如果實(shí)際使用時(shí)可在“CMOS”將內(nèi)存條的“CASLatency”設(shè)為“2”的前提下正常運(yùn)行則表明該內(nèi)存條質(zhì)量不錯(cuò)、超頻性能好。內(nèi)存上應(yīng)注意的工藝內(nèi)存芯片PCB印刷電路板-通常采用電氣性能更加穩(wěn)定的6層PCB。金手指-實(shí)際上是在一層銅皮上通過(guò)特殊工藝再覆上一層金，利用金的不易氧化的特性是銅具有更強(qiáng)的導(dǎo)電性。SPD-具有8個(gè)針腳的芯片，容量為256字節(jié)。存儲(chǔ)為內(nèi)存預(yù)設(shè)的參數(shù)，以便主板BIOS識(shí)別內(nèi)存的信息。DDR2DDR2內(nèi)存的基本根本工作原理類(lèi)似于DDRSDRAM。DDRSDRAM每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可通過(guò)總線傳輸兩次數(shù)據(jù)，而DDR2SDRAM則可以傳統(tǒng)4次數(shù)據(jù)。DDR2使用一樣的內(nèi)存cell，但是使用多路技術(shù)使得帶寬加倍。DDR2的工作電壓從DDR的2.5伏降到1.8伏，具有更快的速度和更低的功耗。主要內(nèi)存品牌介紹內(nèi)存品牌主要有Kingston（金士頓）、Kingmax（勝創(chuàng)）、現(xiàn)代（Hynix）、Apacer（宇瞻）、Geil（金邦）等。主要內(nèi)存品牌介紹2.Apacer宇瞻內(nèi)存的前身是acer宏基內(nèi)存，而比Kingston便宜幾十元的差價(jià)無(wú)疑提供了極為出色的性價(jià)比。獨(dú)特的TinyBGA封裝是Kingmax內(nèi)存標(biāo)志。與傳統(tǒng)的TSOP封裝相比，T－BGA封裝有更好的電器性能，可以應(yīng)付更高的運(yùn)行頻率。兼容性一直是Kingmax的詬病。GEIL金邦千禧條

獨(dú)特的TinyBGA封裝是Kingmax的一大特色

打開(kāi)內(nèi)存雙通道？相同的內(nèi)存才能建立雙通道，此外要將內(nèi)存插入對(duì)應(yīng)的DIMM1+3或2+4時(shí)才能真正建立起雙通道模式。目前大部分雙通道主板將對(duì)稱的內(nèi)存插槽以不同的顏色標(biāo)示出來(lái)，用戶只要把內(nèi)存安裝在顏色相同的DIMM插槽上即可。但也有個(gè)別廠商將同通道的內(nèi)存槽做成相同的顏色（如IwillP4SE、精英PF1），大家必須牢牢記住，最重要的是插內(nèi)存的原則和說(shuō)明書(shū)的要求，顏色只是參考。有的主板(nForce2主板)要求不是那么嚴(yán)格，其關(guān)鍵就是要有一根內(nèi)存插入獨(dú)立的DIMM1中，其他的內(nèi)存插入另外一通道的DIMM2或3中，就能進(jìn)入雙通道狀態(tài)。此外還有一種情況是早期主板上具有兩種內(nèi)存插槽，分別支持SDRAM和DDRSDRAM，這種主板上兩種內(nèi)存插槽的顏色往往也不相同，但兩種內(nèi)存不能同時(shí)工作，而且其工作模式也為單通道（支持SDRAM和DDRSDRAM的主板上內(nèi)存插槽按單通道模式工作MSIK9NU一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)主板安裝好雙通道內(nèi)存后，系統(tǒng)就會(huì)直接打開(kāi)雙通道內(nèi)存模式，但為了防止萬(wàn)一，我們最好在BIOS中把雙通道模式（DDRDualChannelFunction）選項(xiàng)設(shè)為“Enable”兩條512MB單純的提升內(nèi)存位寬只能在理論測(cè)試中占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。在日常應(yīng)用還是需要增加內(nèi)存容量來(lái)配合，才能發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。對(duì)于小內(nèi)存用戶來(lái)說(shuō)，最先考慮的就是增加容量。建議512MB是最低配置；如果經(jīng)常進(jìn)行3D游戲和多任務(wù)應(yīng)用等高負(fù)荷運(yùn)算，1GB以上的內(nèi)存則是比較理想的。在增加容量時(shí)，模式的選擇還是要根據(jù)相應(yīng)的用途頂多。如果您的愛(ài)機(jī)是以游戲娛樂(lè)為主，大可選擇單通道配中高檔顯卡，已達(dá)到最佳性價(jià)比；如果您平時(shí)要進(jìn)行大量的多任務(wù)處理，雙通道大容量?jī)?nèi)存還是值得升級(jí)的。內(nèi)存常見(jiàn)故障的處理由于內(nèi)存安裝不當(dāng)或有嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題往往會(huì)導(dǎo)致開(kāi)機(jī)“內(nèi)存報(bào)警”，是內(nèi)存最常見(jiàn)的故障之一。在開(kāi)機(jī)的時(shí)候，聽(tīng)到的不是平時(shí)“嘀”的一聲，而是“嘀...”響個(gè)不停，顯示器也沒(méi)有圖像顯示。這種故障多數(shù)時(shí)候是因?yàn)殡娔X的使用環(huán)境不好，濕度過(guò)大，在長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)程中，內(nèi)存的金手指表面氧化，造成內(nèi)存金手指與內(nèi)存插槽的接觸電阻增大，阻礙電流通過(guò)而導(dǎo)致內(nèi)存自檢錯(cuò)誤。這類(lèi)內(nèi)存故障現(xiàn)象比較明顯，也很容易通過(guò)重新安裝或者替換另外的內(nèi)存條加以確認(rèn)并解決。啟動(dòng)系統(tǒng)，或運(yùn)行應(yīng)用程序時(shí)，如果出現(xiàn)系統(tǒng)提示“Memorywrite/readfailure”或“Memoryallocationerror”或“Paritycheckerror”等信息，都屬內(nèi)存出現(xiàn)故障。另外，如果系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)，或啟動(dòng)后立即死機(jī)，以及啟動(dòng)后出現(xiàn)花屏和亂碼等現(xiàn)象，都有可能是由于內(nèi)存故障引起的，也應(yīng)對(duì)內(nèi)存進(jìn)行仔細(xì)分析和檢查。系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)“籃屏死機(jī)”和“注冊(cè)表?yè)p壞”錯(cuò)誤或者Windows經(jīng)常自動(dòng)進(jìn)入安全模式等。遇到“注冊(cè)表錯(cuò)誤”時(shí)，我們可以進(jìn)入安全模式，在運(yùn)行中敲入“MSCONFIG”命令，將“啟動(dòng)”項(xiàng)中的ScanRegistry前面的“V”去除，然后再重新啟動(dòng)電腦。如果故障排除，說(shuō)明該問(wèn)題真的是由注冊(cè)表錯(cuò)誤引起的；如果故障仍然存在，基本上就可以斷定該機(jī)器內(nèi)存有問(wèn)題，這時(shí)需要使用替換法，換上性能良好的內(nèi)存條檢驗(yàn)是否存在同樣的故障。有時(shí)候，長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行磁盤(pán)碎片整理，沒(méi)有進(jìn)行錯(cuò)誤檢查時(shí)，也會(huì)造成系統(tǒng)錯(cuò)誤而提示注冊(cè)表錯(cuò)誤，但對(duì)于此類(lèi)問(wèn)題在禁止運(yùn)行ScanRegistry后，系統(tǒng)就可以正常運(yùn)行，但速度會(huì)明顯的變慢。解決此類(lèi)故障除了更換內(nèi)存條以外，還可以先嘗試調(diào)整主板BIOS中內(nèi)存的相關(guān)參數(shù)。如果內(nèi)存品質(zhì)達(dá)不到在BIOS中設(shè)置的各項(xiàng)指標(biāo)要求，會(huì)使內(nèi)存工作在非穩(wěn)定狀態(tài)下，建議在BIOS中逐項(xiàng)降低CAS、RAS等參數(shù)的設(shè)置數(shù)值。假如您的內(nèi)存并非名牌優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，最好選擇默認(rèn)設(shè)置為“SPD”，即“自動(dòng)偵測(cè)模式”。在SPD模式下，系統(tǒng)自動(dòng)從內(nèi)存的SPD芯片中獲取信息，所以理論上說(shuō)，此時(shí)內(nèi)存的工作狀態(tài)是最穩(wěn)定的。

常見(jiàn)的引起內(nèi)存故障的原因1.內(nèi)存條接觸不良，可檢查主板上內(nèi)存插槽兩端的彈簧卡子是否完好，內(nèi)存條金屬引腳是否有銹斑或其它異物，然后作相應(yīng)處理。內(nèi)存的速度與主板的速度不匹配。2.如果使用的內(nèi)存條的速度較低，則會(huì)發(fā)生系統(tǒng)不穩(wěn)定或死機(jī)現(xiàn)象。3.內(nèi)存條特性不良。

有些內(nèi)存條設(shè)計(jì)不佳，或使用的材質(zhì)不良，或工藝有缺陷，尤其是大容量的內(nèi)存條就會(huì)挑主板，挑CPU的品牌，而造成系統(tǒng)不穩(wěn)。4.不同容量，或不同速度的內(nèi)存條插入同一個(gè)BANK中，造成內(nèi)存特性不一致，而使系統(tǒng)工作不穩(wěn)