历史兰陵王简介 内存 内存-简介,内存-历史

内存是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存(Memory)也被称为内存储器,其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中,CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算,当运算完成后CPU再将结果传送出来,内存的运行也决定了计算机的稳定运行。内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。

内存_内存 -简介


内存

内存简单的说就是存储程序以及数据的地方,可以分为物理内存和虚拟内存,通常我们所说的都是指机器的物理内存,当物理RAM满时(实际上,在RAM满之前),计算机就会用硬盘空间做内存来弥补计算机RAM空间的缺乏。虚拟内存就在硬盘上创建了。在计算机的组成结构中,有一个很重要的部分,就是存储器。

存储器是用来存储程序和数据的部件,对于计算机来说,有了存储器,才有记忆功能,才能保证正常工作。存储器的种类很多,按其用途可分为主存储器和辅助存储器,主存储器又称内存储器(简称内存),辅助存储器又称外存储器(简称外存)。外存通常是磁性介质或光盘,像硬盘,软盘,磁带,CD等,能长期保存信息,并且不依赖于电来保存信息,但是由机械部件带动,速度与CPU相比就显得慢的多。内存指的就是主板上的存储部件,是CPU直接与之沟通,并用其存储数据的部件,存放当前正在使用的(即执行中)的数据和程序,它的物理实质就是一组或多组具备数据输入输出和数据存储功能的集成电路,内存只用于暂时存放程序和数据,一旦关闭电源或发生断电,其中的程序和数据就会丢失。

内存_内存 -历史

随着电脑数据总线宽度的增加,电脑对内存数据线的宽度要求也不断提高。内存数据线的宽度从早期的1bit提高到4bit、8bit、32bit和目前的64bit。内存接插形式也经历了DIP内存、SIMM内存和DIMM内存时代。
1、DIP内存DIP内存即普通双列直插内存芯片,主要应用于数据宽度为8bit的Apple机、PC机、PC/XT机时代。DIP内存直接焊接在主板上或插在主板的DIP插座上,早期的DIP仅有1bit数据,需以9片为一组安装,其中8片为数据位,一片为校验位。
2、SIMM内存SIMM(Single-InLineMemoryModule),单边接插内存模块。SIMM内存是一条焊有多片内存芯片的印刷电路板,插在主板内存插槽中,它分30线SIMM和72线SIMM两种类型。30线SIMM内存条诞生于286时代,有8bit数据位(部分另加有1位校验位)。对16bit数据总线的286、386SX主板均以两条为一组安装,对32bit数据总线的386DX、486主板则需以四条为一组安装,30线内存条常见容量有256KB、1MB和4MB。72线SIMM内存条诞生于486时代后期,有32bit数据位。对32bit数据总线的486主板,可以一条为一组安装;对有64bit内存数据总线的586主板,需以二条为一组安装。72线内存条常容量有4MB、8MB、16MB和32MB。
3、DIMM内存DIMM(DualIn-LineMemoryModule)双边接插内存模块。主板上的DIMM内存插槽两边均有金属引脚线,每边84线双边共有84*2=168条引脚,故而常称其为168线内存条。168线DIMM内存条有64bit数据位,在586级主板上安装一条即能工作。目前大多主板均采用DIMM内存条。168线内存条的常见容量有32MB、64MB、128MB。
技术的发展历程
作为电脑主存储器的DRAM存储器问世以来,存储器制造技术也不断在提高,先后出现了FPMDRAM、EDODRAM、BEDODRAM、SDRAM、DDRDRAM、RambusDRAM等多种存储器,主要技术向高集成度、高速度、高性能方向发展。
FPMDRAM:又叫快页内存,是传统DRAM的改进型产品,在Intel286、386时代很流行。其主要特点是采用了不同于早期DRAM的列地址读出方式,以30pin的FPMDRAM为例,每秒刷新率可以达到几百次,在当时是非常惊人的,从而提高了内存的传输速率。但由于FPMDRAM使用了同一电路来存取数据的方式,因此也带来一些弊端,例如FPMDRAM在存取时间上会有一定的时间间隔,而且在FPMDRAM中,由于存储地址空间是按页排列的,因此当访问到某一页面后,再切换到另一页面会占用额外的时钟周期。
在Intel286、386时代,我们常常可以看到一块PCB电路板上有着2至3枚双排针脚的内存芯片,容量只有1MB或2MB,因此可以说早期的FPM内存容量是非常低的,这样的容量摆到现在看来,几乎是不可想象的,但当时就是这样,能有4MB内存的电脑已是极高的配置了。进入Intel486时代以后,电脑的各个部分也都在飞速发展着,从电脑内部总线到操作系统没有一处不在发生着变化。至此大容量内存的发展由此进入快车道。新的FPMDRAM内存开始采用72PIN接口,由4/8颗内存芯片组成的4MB、8MB、16MB容量内存条逐渐大量面世,到了后期,32MB内存也渐露身影,按理说72pinSIMMFPM是32bit产品,比30pinSIMMFPM性能更好些,但当时72pinSIMMFPM价格相对较高,个人用户考虑价格问题减缓了新品的推广。至此,内存的类型也开始发生新的变化。
EDODRAM:一种被称为EDO的采用新的寻址方式的内存开始流行。EDO内存(ExtendedDAtaOut)也称“扩展数据输出内存”。它的工作原理基本与FPMDRAM类似,取消了扩展数据输出内存与传输内存两个存储周期之间的时间间隔,可在把数据发给CPU的同时去访问下一个页面,故而速度要比普通的DRAM快出15%~30%。EDODRAM的工作电压是5V,带宽32bit,其接口方式多为72pin的SIMM类型,但也有168pin的DIMM类型。由于Pentium及其以上级别系统的数据总线宽度都是64bit的,所以EDODRAM与FPMDRAM都必须以一对一组的形式同时安装,共同组成一个Bank。486后期的有些主板和大多586主板均支持EDODRAM。除了速度快、主板支持率高的特点外,EDODRAM在制造上只是在原来DRAM基础上增加了少量EDO逻辑电路,因此成本与FPMDRAM相差不大,于是EDODRAM一上市就得到了很好的推广,直到更高性能的SDRAM出现之后,EDODRAM才退出市场。
SD内存
SDRAM:当个人电脑进入IntelPentium时代后,SDRAM开始为大家所熟悉了,并一直流行到至今。SD(SynchronousDynamic)RAM也称为“同步动态内存”,都是168线的,带宽为64bit,工作电压为3.3V,目前最快的速度可达6ns。它的工作原理是将RAM与CPU以相同的时钟频率进行控制,使RAM和CPU的外频同步,彻底取消等待时间,所以它的数据传输速度比EDORAM又至少快了13%。采用64bit的数据宽,所以只需一根内存条就可以安装使用。
对SDRAM的支持是从Intel的VX控制芯片组开始的。VX芯片组集成了许多新的功能,其中包括支持168pin的SDRAM,在VX主板中,我们一般可以看到有四根可插72pin内存的SIMM内存插槽,此外还有一根可以插168pin的DIMM内存插槽,这也说明VX控制芯片是初次尝试支持SDRAM,不过VX控制芯片只是过渡时期的产品,真正能够完美支持SDRAM的是后来Intel发布的TX控制芯片,再来看TX主板,一般SIMM已被缩减至一组,甚至没有,而DIMM都有二根甚至三根。
在当前,因为CPU的超频是很多人的共同话题,在经过CPU的再三发展后,外频的概念慢慢地被建立起来。内存与CPU是有着极强联系的,CPU的外频有了66MHz、100MHz等,于是内存的工作时钟也被确立起来。因为,内存需要工作在CPU的外频下,所以也就有了所谓的PC66、PC100等内存规范,甚至到后来的PC133规范。因为主频越高,工作的速度也就越快,所以SDRAM相对于EDO等各型内存,其存取周期所花的时间大大缩短,常见的一般有10ns、8ns、7ns等。在CPU被超频的同时,我们还接触到了一个CL问题。CL是CASLatency的简称,CAS是指内存在存取数据的延迟时间,那么这个数据就代表着内存的反应速度。一般在主板的BIOS中,我们可以看到CL参数的调协,选项有2或3,数字小代表内存的反应速度较快,可以快速响应CPU给予的指令,并在高速下作。这也是衡量SDRAM优劣与否的重要标志之一。
随着内存的进一步规范,我们可以看到在SDRAM内存条上有一个极小的芯片,一般以内存右下或右上的位置。这块极小的芯片被称为SPD。这块SPD其实就是一块2K的EPROM,它是在内存出厂时,由厂家将该内存的性能指标写入其中,用户在使用中,由主板将其内容读出,并在BIOS中内存类型为Auto的条件上,按SPD的内容来调整工作参数,以加强系统稳定性。
DDRDRAM:DDR(DoubleDataRateDRAM),双速率DRAM是DRAM技术的延续,与DRAM的主要区别是DDRDRAM能利用时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据,因此不需提高工作频率就能成倍提高DRAM的速度,而且制成本并不高。此技术可应用于SDRAM和SGRAM,使得实际带宽增加了两倍。就实际功能来看,在100MHz下DDRSDRAM的理论带宽甚至可以达到1.66GB/s,在133MHz下可达到2.1GB/s,200MHz更可达到3.2GB/s。可以看到DDRDRAM在未来的高速PC系统和服务器中有着极大的应用前景。目前威盛和其它一些内存厂商正大力推广DDRSDRAM,欲使其成为下一代内存主流。AMD、VIA等厂商也在探讨其下一代主板芯片组中应用DDRSDRAM的可能性。
DDR内存现在渐渐成为内存市场中新的宠儿,因其合理的性价比从其诞生以来一直受到人们热烈的期望,希望这一新的内存产品全面提升系统的处理速度和带宽,就连对Rambus抱有无限希望的Intel公司也向外界宣布将以最快的速度生产支持DDR内存的新一代P4系统。不难看出,DDR真的是大势所趋。近来市场上已闻诸多厂商开始陆续推出自己的DDR内存产品,国际上少数内存生产商之一的金士顿公司(Kingston)其实在去年年底就已完成了批量生产DDR内存的生产线的建设,现在金士顿公司(Kingston)已准备开始向全球接受订单开始大量供货了。那么究竟什么是DDR内存呢?其技术优势又在何处呢?请让我们先了解一下这样新的事物。DDR是DoubleDataRateSDRAM的缩写(双倍数据速率)。DDRSDRAM内存技术是从主流的PC66,PC100,PC133SDRAM技术发展而来。这一新技术使新一代的高性能计算机系统成为可能,包括台式机、工作站、服务器、便携式,也包括新的通信产品,如路由器。DDR内存目前被广泛应用于高性能图形适配器。
DDRDIMMs与SDRAMDIMMs的物理元数相同,但两侧的线数不同,DDR应用184pins,而SDRAM则应用168pins。因此,DDR内存不向后兼容SDRAM,要求专为DDR设计的主板与系统。DDR内存技术是成熟的PC100和PC133SDRAM技术的革命性进步。DDR内存芯片由半导体制造商用现有的晶圆片,程序及测试设备生产,从而降低了内存芯片的成本。Kingston能够利用其现有的制造与测试设备在全球范围内提供DDR模块。主要的技术及芯片公司,包括Intel,AMD,ViaTechnology,AcerLabs(Ali),SiliconIntegratedSystems(SiS),nVidia,ATI,及ServerWorks都已宣布支持DDR内存。主板及系统支持DDR内存在2000的Q4中已获引进,在2001年将被大量采用。DDRDIMM的规范由JEDEC定案。JEDEC是电子行业联盟的半导体工业标准化组织。大约300家会员公司提交行业中每一环节的标准,积极合作来发展符合行业需求的标准体系。Kingston是JEDEC的长期会员,并且是JEDEC的理事会成员。

内存_内存 -分类

各种内存


内存这里需要明确的是,我们讨论的不同内存的概念是建立在寻址空间上的。IBM推出的第一台PC机采用的CPU是8088芯片,它只有20根地址线,也就是说,它的地址空间是1MB。
PC机的设计师将1MB中的低端640KB用作RAM,供DOS及应用程序使用,高端的384KB则保留给ROM、视频适配卡等系统使用。从此,这个界限便被确定了下来并且沿用至今。低端的640KB就被称为常规内存即PC机的基本RAM区。保留内存中的低128KB是显示缓冲区,高64KB是系统BIOS(基本输入/输出系统)空间,其余192KB空间留用。从对应的物理存储器来看,基本内存区只使用了512KB芯片,占用0000至7FFFF这512KB地址。显示内存区虽有128KB空间,但对单色显示器(MDA卡)只需4KB就足够了,因此只安装4KB的物理存储器芯片,占用了B0000至B0FFF这4KB的空间,如果使用彩色显示器(CGA卡)需要安装16KB的物理存储器,占用B8000至BBFFF这16KB的空间,可见实际使用的地址范围都小于允许使用的地址空间。
在当时(1980年末至1981年初)这么“大”容量的内存对PC机使用者来说似乎已经足够了,但是随着程序的不断增大,图象和声音的不断丰富,以及能访问更大内存空间的新型CPU相继出现,最初的PC机和MS-DOS设计的局限性变得越来越明显。

扩充内存

到1984年,即286被普遍接受不久,人们越来越认识到640KB的限制已成为大型程序的障碍,这时,Intel和Lotus,这两家硬、软件的杰出代表,联手制定了一个由硬件和软件相结合的方案,此方法使所有PC机存取640KB以上RAM成为可能。而Microsoft刚推出Windows不久,对内存空间的要求也很高,因此它也及时加入了该行列。
在1985年初,Lotus、Intel和Microsoft三家共同定义了LIM-EMS,即扩充内存规范,通常称EMS为扩充内存。当时,EMS需要一个安装在I/O槽口的内存扩充卡和一个称为EMS的扩充内存管理程序方可使用。但是I/O插槽的地址线只有24位(ISA总线),这对于386以上档次的32位机是不能适应的。所以,现在已很少使用内存扩充卡。现在微机中的扩充内存通常是用软件如DOS中的EMM386把扩展内存模拟或扩充内存来使用。所以,扩充内存和扩展内存的区别并不在于其物理存储器的位置,而在于使用什么方法来读写它。下面将作进一步介绍。
前面已经说过扩充存储器也可以由扩展存储器模拟转换而成。EMS的原理和XMS不同,它采用了页帧方式。页帧是在1MB空间中指定一块64KB空间(通常在保留内存区内,但其物理存储器来自扩展存储器),分为4页,每页16KB。EMS存储器也按16KB分页,每次可交换4页内容,以此方式可访问全部EMS存储器。符合EMS的驱动程序很多,常用的有EMM386.EXE、QEMM、TurboEMS、386MAX等。DOS和Windows中都提供了EMM386.EXE。

扩展内存


扩展内存图解我们知道,286有24位地址线,它可寻址16MB的地址空间,而386有32位地址线,它可寻址高达4GB的地址空间,为了区别起见,我们把1MB以上的地址空间称为扩展内存XMS(eXtendmemory)。
在386以上档次的微机中,有两种存储器工作方式,一种称为实地址方式或实方式,另一种称为保护方式。在实方式下,物理地址仍使用20位,所以最大寻址空间为1MB,以便与8086兼容。保护方式采用32位物理地址,寻址范围可达4GB。DOS系统在实方式下工作,它管理的内存空间仍为1MB,因此它不能直接使用扩展存储器。为此,Lotus、Intel、AST及Microsoft公司建立了MS-DOS下扩展内存的使用标准,即扩展内存规范XMS。我们常在Config.sys文件中看到的Himem.sys就是管理扩展内存的驱动程序。
扩展内存管理规范的出现迟于扩充内存管理规范。

高端内存区


高端内存在实方式下,内存单元的地址可记为:
段地址:段内偏移通常用十六进制写为XXXX:XXXX。实际的物理地址由段地址左移4位再和段内偏移相加而成。若地址各位均为1时,即为FFFF:FFFF。其实际物理地址为:FFF0+FFFF=10FFEF,约为1088KB(少16字节),这已超过1MB范围进入扩展内存了。这个进入扩展内存的区域约为64KB,是1MB以上空间的第一个64KB。我们把它称为高端内存区HMA(HighMemoryArea)。HMA的物理存储器是由扩展存储器取得的。因此要使用HMA,必须要有物理的扩展存储器存在。此外HMA的建立和使用还需要XMS驱动程序HIMEM.SYS的支持,因此只有装入了HIMEM.SYS之后才能使用HMA。

上位内存

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为了解释上位内存的概念,我们还得回过头看看保留内存区。保留内存区是指640KB~1024KB(共384KB)区域。这部分区域在PC诞生之初就明确是保留给系统使用的,用户程序无法插足。但这部分空间并没有充分使用,因此大家都想对剩余的部分打主意,分一块地址空间(注意:是地址空间,而不是物理存储器)来使用。于是就得到了又一块内存区域UMB。
UMB(UpperMemoryBlocks)称为上位内存或上位内存块。它是由挤占保留内存中剩余未用的空间而产生的,它的物理存储器仍然取自物理的扩展存储器,它的管理驱动程序是EMS驱动程序。

影子内存

对于细心的读者,可能还会发现一个问题:即是对于装有1MB或1MB以上物理存储器的机器,其640KB~1024KB这部分物理存储器如何使用的问题。由于这部分地址空间已分配为系统使用,所以不能再重复使用。为了利用这部分物理存储器,在某些386系统中,提供了一个重定位功能,即把这部分物理存储器的地址重定位为1024KB~1408KB。这样,这部分物理存储器就变成了扩展存储器,当然可以使用了。但这种重定位功能在当今高档机器中不再使用,而把这部分物理存储器保留作为Shadow存储器。Shadow存储器可以占据的地址空间与对应的ROM是相同的。Shadow由RAM组成,其速度大大高于ROM。当把ROM中的内容(各种BIOS程序)装入相同地址的ShadowRAM中,就可以从RAM中访问BIOS,而不必再访问ROM。这样将大大提高系统性能。因此在设置CMOS参数时,应将相应的Shadow区设为允许使用(Enabled)。

奇偶校验

奇/偶校验(ECC)是数据传送时采用的一种校正数据错误的一种方式,分为奇校验和偶校验两种。
如果是采用奇校验,在传送每一个字节的时候另外附加一位作为校验位,当实际数据中“1”的个数为偶数的时候,这个校验位就是“1”,否则这个校验位就是“0”,这样就可以保证传送数据满足奇校验的要求。在接收方收到数据时,将按照奇校验的要求检测数据中“1”的个数,如果是奇数,表示传送正确,否则表示传送错误。
同理偶校验的过程和奇校验的过程一样,只是检测数据中“1”的个数为偶数。

CL延迟

CL反应时间是衡定内存的另一个标志。CL是CASLatency的缩写,指的是内存存取数据所需的延迟时间,简单的说,就是内存接到CPU的指令后的反应速度。一般的参数值是2和3两种。数字越小,代表反应所需的时间越短。在早期的PC133内存标准中,这个数值规定为3,而在Intel重新制订的新规范中,强制要求CL的反应时间必须为2,这样在一定程度上,对于内存厂商的芯片及PCB的组装工艺要求相对较高,同时也保证了更优秀的品质。因此在选购品牌内存时,这是一个不可不察的因素。
还有另的诠释:内存延迟基本上可以解释成是系统进入数据进行存取操作就序状态前等待内存响应的时间。打个形象的比喻,就像你在餐馆里用餐的过程一样。你首先要点菜,然后就等待服务员给你上菜。同样的道理,内存延迟时间设置的越短,电脑从内存中读取数据的速度也就越快,进而电脑其他的性能也就越高。这条规则双双适用于基于英特尔以及AMD处理器的系统中。由于没有比2-2-2-5更低的延迟,因此国际内存标准组织认为以现在的动态内存技术还无法实现0或者1的延迟。
通常情况下,我们用4个连着的阿拉伯数字来表示一个内存延迟,例如2-2-2-5。其中,第一个数字最为重要,它表示的是CASLatency,也就是内存存取数据所需的延迟时间。第二个数字表示的是RAS-CAS延迟,接下来的两个数字分别表示的是RAS预充电时间和Act-to-Precharge延迟。而第四个数字一般而言是它们中间最大的一个。

内存_内存 -适用类型


台式机内存根据内存条所应用的主机不同,内存产品也各自不同的特点。
1、台式机内存是DIY市场内最为普遍的内存,价格也相对便宜。笔记本内存则对尺寸、稳定性、散热性方面有一定的要求,价格要高于台式机内存。而应用于服务器的内存,则对稳定性以及内存纠错功能要求严格,同样稳定性也是着重强调的。
2、笔记本内存,就是应用于笔记本电脑的内存产品。笔记本内存只是使用的环境与台式机内存不同,在工作原理方面,并没有什么区别。只是因为笔记本电脑对内存的稳定性、体积、散热性方面的需求,笔记本内存在这几方面要优于台式机内存,价格方面也要高于台式机内存。
笔记本诞生于台式机的486年代,在那个时代的笔记本电脑,所采用的内存各不相同,各种品牌的机型,使用的内存千奇百怪,甚至同一机型的不同批次也有不同的内存,规格极其复杂,有的机器甚至使用PCMICA闪存卡来做内存。进入到台式机的586时代,笔记本厂商开始推广72针的SODIMM标准笔记本内存,而市场上还同时存在着多种规格的笔记本内存,诸如:72针5伏的FPM;72针5伏的EDO;72针3.3伏的FPM;72针3.3伏的EDO。此几种类型的笔记本内存都已成为“古董”级的宝贝,早已在市场内消失了。在进入到“奔腾”时代,144针的3.3伏的EDO是标准笔记本内存。在往后,随着台式机内存中SDRAM的普及,笔记本内存也出现了144针的SDRAM。现在,DDR的笔记本内存也在市面中较为普遍了,而在一些轻薄笔记本内,还有些机型使用与普通机型不同的MicroDIMM接口内存。对于多数的笔记本电脑,都并没有配备单独的显存,而是采用内存共享的形式,内存要同时负担内存和显存的存储作用。因此,内存对于笔记本电脑性能的影响很大。

3、服务器是企业信息系统的核心,因此对内存的可靠性非常敏感。服务器上运行着企业的关键业务,内存错误,可能造成服务器错误并使数据永久丢失。因此,服务器内存在可靠性方面的要求很高,所以服务器内存大多都带有Buffer(缓存器)、Register(寄存器)、ECC(错误纠正代码),以保证把错误发生的可能性降到最低。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。

内存_内存 -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。
目前,市面上已推出的内存产品中,最高能达到560MHz的主频,而较为主流的是333MHz和400MHz的DDR内存。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。

内存_内存 -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、DDR SDRAM和RDRAM三种。其中,DDR SDRAM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Synchronous DRAM(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DDR SDRAM,人们习惯称为DDR。部分初学者也常看到DDR SDRAM,就认为是SDRAM。DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM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(Delay Locked Loop,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(Rambus DRAM)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(Double Data Rate 2)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。


DDR和DDR2技术对比的数据

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Post CAS。
1)OCD(Off-Chip Driver):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DDR SDRAM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)Post CAS:它是为了提高DDR II内存的利用效率而设定的。在Post CAS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(Additive Latency)后面保持有效。原来的tRCD(RAS到CAS和延迟)被AL(Additive Latency)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。

内存_内存 -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(connecting finger)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(Dual ln-line Package,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(Single Inline Memory Module,SIMM)或双列直插内存模块(Dual Inline Memory Module,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。


SIMM 逐渐被 DIMM 技术取代

3、内存模块

1)SIMM

SIMM(Single Inline Memory Module,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EDD DRAM,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。


内存

2)DIMM

DIMM(Dual Inline Memory Module,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,SDRAM DIMM为168Pin DIMM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;DDR DIMM则采用184Pin DIMM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。DDR2 DIMM为240pin DIMM结构,金手指每面有120Pin,与DDR DIMM一样金手指一样,也只有一个卡口,但是卡口的位置与DDR DIMM稍微有一些不同。因此,DDR 内存是插不进DDR2 DIMM的,同理DDR2内存也是插不进DDR DIMM的。因此,在一些同时具有DDR DIMM和DDR2 DIMM 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(Small Outline DIMM Module)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Mini Registered DIMM两种接口。MicroDIMM接口的DDR为172pin,DDR2为214pin;Mini Registered DIMM接口为244pin,主要用于DDR2内存。

3)RIMM
RIMM(Rambus Inline Memory Module)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184 Pin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。

内存_内存 -内存容量

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1G或2G,64MB、128MB、256M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。

内存_内存 -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;DDR SDRAM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DDR2 SDRAM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、DDR SDRAM内存2.5伏、DDR2 SDRAM内存1.8伏的基本要求,在允许的范围内浮动。

内存_内存 -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,也起到至关重要的作用。
随着光电、微电制造工艺技术的飞速发展,电子产品始终在朝着更小、更轻、更便宜的方向发展、因此,芯片元件的封装形式,也不断得到改进。芯片的封装技术,多种多样,有DIP、POFP、TSOP、BGA、QFP、CSP等等,种类不下三十种,经历了从DIP、TSOP到BGA的发展历程。芯片的封装技术已经历了几代的变革,性能日益先进,芯片面积与封装面积之比越来越接近,适用频率越来越高,耐温性能越来越好,以及引脚数增多,引脚间距减小,重量减小,可靠性提高,使用更加方便。


TSOP封装内存

1)DIP封装

上个世纪的70年代,芯片封装基本都采用DIP(Dual ln-line Package,双列直插式封装)封装,此封装形式在当时具有适合PCB(印刷电路板)穿孔安装,布线和操作较为方便等特点。DIP封装的结构形式,多种多样,包括多层陶瓷双列直插式DIP,单层陶瓷双列直插式DIP,引线框架式DIP等。但DIP封装形式的封装效率是很低的,其芯片面积和封装面积之比为1:1.86。这样,封装产品的面积较大。内存条PCB板的面积是固定的,封装面积越大,在内存上安装芯片的数量就越少,内存条容量也就越小。同时,较大的封装面积,对内存频率、传输速率、电器性能的提升都有影响。理想状态下,芯片面积和封装面积之比为1:1将是最好的,但这是无法实现的,除非不进行封装。但随着封装技术的发展,这个比值日益接近,现在已经有了1:1.14的内存封装技术。

2)TSOP封装

到了上个世纪 80 年代,内存第二代的封装技术 TSOP 出现,得到了业界广泛的认可,时至今日,仍旧是内存封装的主流技术。TSOP 是“Thin Small Outline Package”的缩写,意思是薄型小尺寸封装。TSOP 内存是在芯片的周围做出引脚,采用 SMT 技术(表面安装技术)直接附着在 PCB 板的表面。TSOP 封装外形尺寸时,寄生参数(电流大幅度变化时,引起输出电压扰动)减小,适合高频应用,操作比较方便,可靠性也比较高。同时,TSOP 封装具有成品率高、价格便宜等优点,因此,得到了极为广泛的应用。

TSOP 封装方式中,内存芯片是通过芯片引脚焊接在 PCB 板上的,焊点和 PCB 板的接触面积较小,使得芯片向 PCB 传热就相对困难。而且 TSOP 封装方式的内存,在超过 150MHz 后,会产生较大的信号干扰和电磁干扰。


BGA 封装内存

3) BGA 封装

20 世纪 90 年代随着技术的进步,芯片集成度不断提高,I/O 引脚数急剧增加,功耗也随之增大,对集成电路封装的要求也更加严格。为了满足发展的需要,BGA 封装开始被应用于生产。BGA 是英文 Ball Grid Array Package 的缩写,即球栅阵列封装。

采用 BGA 技术封装的内存,可以使内存在体积不变的情况下,内存容量提高两到三倍,BGA 与 TSOP 相比,具有更小的体积,更好的散热性能和电性能。BGA 封装技术,使每平方英寸的存储量有了很大提升,采用 BGA 封装技术的内存产品,在相同容量下,体积只有 TSOP 封装的三分之一。另外,与传统 TSOP 封装方式相比,BGA 封装方式有更加快速和有效的散热途径。

BGA 封装的 I/O 端子,以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面,BGA 技术的优点是,I/O 引脚数虽然增加了,但引脚间距并没有减小反而增加了,从而提高了组装成品率;虽然它的功耗增加,但 BGA 能用可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善它的电热性能;厚度和重量都较以前的封装技术有所减少;寄生参数减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高;组装可用共面焊接,可靠性高。


TinyBGA 封装内存

说到 BGA 封装,就不能不提Kingmax 公司的专利 TinyBGA 技术。TinyBGA 英文全称为 Tiny Ball Grid Array(小型球栅阵列封装),属于是 BGA 封装技术的一个分支。是 Kingmax 公司于 1998 年 8 月开发成功的。其芯片面积与封装面积之比,不小于 1:1.14,可以使内存在体积不变的情况下,内存容量提高 2~3 倍,与 TSOP 封装产品相比,其具有更小的体积、更好的散热性能和电性能。
采用 TinyBGA 封装技术的内存产品,在相同容量情况下,体积只有 TSOP 封装的 1/3。TSOP 封装内存的引脚是由芯片四周引出的,而 TinyBGA 则是由芯片中心方向引出。这种方式,有效地缩短了信号的传导距离,信号传输线的长度,仅是传统的 TSOP 技术的 1/4。因此,信号的衰减也随之减少。这样,不仅大幅提升了芯片的抗干扰、抗噪性能,而且提高了电性能。采用 TinyBGA 封装芯片,可抗高达 300MHz 的外频,而采用传统 TSOP 封装技术,最高只可抗 150MHz 的外频。

TinyBGA 封装的内存,其厚度也更薄(封装高度小于 0.8mm),从金属基板到散热体的有效散热路径,仅有 0.36mm。因此,TinyBGA 内存拥有更高的热传导效率,非常适用于长时间运行的系统,稳定性极佳。


CSP 封装内存

4) CSP 封装

CSP(Chip Scale Package),是芯片级封装的意思。CSP 封装是最新一代的内存芯片封装技术,其技术性能又有了新的提升。CSP 封装可以让芯片面积与封装面积之比超过 1:1.14,已经相当接近 1:1 的理想情况,绝对尺寸也仅有 32 平方毫米,约为普通的 BGA 的 1/3,仅仅相当于 TSOP 内存芯片面积的 1/6。与 BGA 封装相比,同等空间下 CSP 封装,可以将存储容量提高三倍。

CSP 封装内存不但体积小,同时也更薄,其金属基板到散热体的最有效散热路径,仅有 0.2 毫米,大大提高了内存芯片在长时间运行后的可靠性,线路阻抗显著减小,芯片速度也随之得到大幅度提高。

CSP 封装内存芯片的中心引脚形式,有效地缩短了信号的传导距离,其衰减随之减少,芯片的抗干扰、抗噪性能也能得到大幅提升,这也使得 CSP 的存取时间比 BGA 改善 15%-20%。在 CSP 的封装方式中,内存颗粒是通过一个个锡球焊接在 PCB 板上,由于焊点和 PCB 板的接触面积较大,所以内存芯片在运行中所产生的热量可以很容易地传导到 PCB 板上并散发出去。CSP 封装可以从背面散热,且热效率良好,CSP 的热阻为 35℃/W,而 TSOP 热阻 40℃/W。

内存_内存 -传输标准

内存是计算机内部最为关键的部件之一,其有很严格的制造要求。而其中的传输标准,则代表着对内存速度方面的标准。不同类型的内存,无论是 SDRAM、DDR SDRAM,还是 RDRAM 都有不同的规格,每种规格的内存,在速度上是各不相同的。传输标准是内存的规范,只有完全符合该规范,才能说该内存采用了此传输标准。比如说传输标准 PC3200 内存,代表着此内存为工作频率 200MHz,等效频率为 400MHz 的 DDR 内存,也就是常说的 DDR-400。

传输标准是购买内存的首要选择条件之一,它代表着该内存的速度。目前市场中所有的内存传输标准,有 SDRAM 的 PC100、PC133;还有 DDR SDRAM 的 PC1600、PC2100、PC2700、PC3200、PC3500、PC3700;以及 RDRAM 的 PC600、PC800 和 PC1066 等。
1、SDRAM 传输标准
1) PC100
PC100 是由 JEDEC 和英特尔共同制订的一个 SDRAM 内存条的标准,符合该标准的内存都称为 PC100,其中的 100 代表该内存工作频率可达 100MHz。JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council),电子元件工业联合会。JEDEC 是由生产厂商们制定的国际性协议,主要为计算机内存制定。工业标准的内存,通常指的是符合 JEDEC 标准的一组内存。大多数人认为的 PC100 内存,就是该内存能正常工作在前端总线(FSB)100MHz 的系统中。其实 PC100 是一组很严格的规范,它包含有:内存时钟周期,在 100MHZ 外频工作时值为 10ns;存取时间小于 6ns;PCB 必须为六层板;内存上必须有 SPD 等多方面的规定。

PC100 中,还详细的规定了内存条上电路的各部分线长最大值与最小值;电路线宽与间距的精确规格;保证 6 层 PCB 板制作(分别为:信号层、电源层、信号层、基层、信号层),具备完整的电源层与地线层;具备每层电路板间距离的详细规格;精确符合发送、载入、终止等请求的时间;详细的 EEPROM 编程规格;详细的 SDRAM 组成规格;特殊的标记要求;电磁干扰抑制;可选镀金印刷电路板等等。由此可见,传输标准是一套相当复杂的内存标准,但具体的内存规范定义,我们没有必要去详细了解,只要了解内存符合这个规范,那么它的数据传输能到达多大,它所能提供的性能怎么样那就足够了。
从性能的角度来说,PC100 的内存在主板设置在 100MHZ 外频,且在主板的 BIOS 选项中 CL 设置为 2,此内存可以稳定的工作。

2) PC133

PC133 是威盛公司联合了三星、现代、日立、西门子、Micron 和 NEC 等数家著名 IT 厂商联合推出的内存标准,其中的 133 指的是该内存工作频率可达 133MHz。PC133 SDRAM 的数据传输速率,可以达到 1.06GB/s。

严格地说,PC133 和 PC100 内存在制造工艺上没有什么太大的不同,区别只是在制造 PC133 内存时多了一道“筛选”工序,把内存颗粒中外频超过 133 MHz 的挑选出来,焊接成高档一些的内存。

2、DDR 传输标准

PC1600 如果按照传统习惯传输标准的命名,PC1600(DDR200)应该是 PC200。在当时 DDR 内存正在与 RDRAM 内存进行下一代内存标准之争,此时的 RDRAM 按照频率命名,应该叫 PC600 和 PC800。这样,对于不是很了解的人来说,自然会认为 PC200 远远落后于 PC600,而 JEDEC 基于市场竞争的考虑,将 DDR 内存的命名规范进行了调整。传统习惯是按照内存工作频率来命名,而 DDR 内存则以内存传输速率命名。因此,才有了今天的 PC1600、PC2100、PC2700、PC3200、PC3500 等。

PC1600 的实际工作频率是 100 MHz,而等效工作频率是 200 MHz,那么,它的数据传输率就为“数据传输率=频率*每次传输的数据位数”,也就是 200MHz*64bit=12800Mb/s,再除以 8 就换算为 MB 为单位,就是 1600MB/s,从而命名为 PC1600。

3、DDR2 传输标准

DDR2 可以看作是DDR 技术标准的一种升级和扩展。DDR 的核心频率与时钟频率相等,但数据频率为时钟频率的两倍,也就是说,在一个时钟周期内,必须传输两次数据。而 DDR2 采用“4 bit Prefetch(4 位预取)”机制,核心频率仅为时钟频率的一半,时钟频率再为数据频率的一半。这样,即使核心频率还在 200MHz,DDR2 内存的数据频率也能达到 800MHz,也就是所谓的 DDR2 800。

目前,已有的标准 DDR2 内存分为 DDR2 400 和 DDR2 533,今后还会有 DDR2 667 和 DDR2 800,其核心频率分别为 100MHz、133MHz、166MHz 和 200MHz,其总线频率(时钟频率)分别为 200MHz、266MHz、333MHz 和 400MHz,等效的数据传输频率分别为 400MHz、533MHz、667MHz 和 800MHz,其对应的内存传输带宽分别为 3.2GB/sec、4.3GB/sec、5.3GB/sec 和 6.4GB/sec,按照其内存传输带宽分别标注为 PC2 3200、PC2 4300、PC2 5300 和 PC2 6400。

4、RDRAM 传输标准
1) PC600
RDRAM 仍旧采用习惯的内存频率来命名。PC600 的工作频率为 300 MHz,而其也是时钟上升期和下降期都传输数据,因此其等效频率为 600 MHz,所以命名为 PC600。
2) PC800
PC800 的工作频率为 400 MHz,而其也是时钟上升期和下降期都传输数据,因此其等效频率为 800 MHz,所以命名为 PC800。
3) PC1066
PC1066 的工作频率为 533 MHz,而其也是时钟上升期和下降期都传输数据,因此其等效频率为 1066 MHz,所以命名为 PC1066。

内存_内存 -内存带宽

1.何谓内存带宽
从功能上理解,我们可以将内存看作是内存控制器(一般位于北桥芯片中)与CPU之间的桥梁或与仓库。显然,内存的容量决定“仓库”的大小,而内存的带宽决定“桥梁”的宽窄,两者缺一不可,这也就是我们常常说道的“内存容量”与“内存速度”。除了内存容量与内存速度,延时周期也是决定其性能的关键。当CPU需要内存中的数据时,它会发出一个由内存控制器所执行的要求,内存控制器接著将要求发送至内存,并在接收数据时向CPU报告整个周期(从CPU到内存控制器,内存再回到CPU)所需的时间。毫无疑问,缩短整个周期也是提高内存速度的关键,这就好比在桥梁上工作的警察,其指挥疏通能力也是决定通畅度的因素之一。更快速的内存技术对整体性能表现有重大的贡献,但是提高内存带宽只是解决方案的一部分,数据在CPU以及内存间传送所花的时间通常比处理器执行功能所花的时间更长,为此缓冲区被广泛应用。其实,所谓的缓冲器就是CPU中的一级缓存与二级缓存,它们是内存这座“大桥梁”与CPU之间的“小桥梁”。事实上,一级缓存与二级缓存采用的是SRAM,我们也可以将其宽泛地理解为“内存带宽”,不过现在似乎更多地被解释为“前端总线”,所以我们也只是简单的提一下。事先预告一下,“前端总线”与“内存带宽”之间有着密切的联系,我们将会在后面的测试中有更加深刻的认识。

  

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