電腦硬件基礎(chǔ)篇內(nèi)存(內(nèi)存工作原理及作用_特性參數(shù)及型號和位置)
內(nèi)存是計算機中重要的部件之一,它是與CPU進(jìn)行溝通的橋梁。計算機中所有程序的運行都是在內(nèi)存中進(jìn)行的,因此內(nèi)存的性能對計算機的影響非常大。內(nèi)存(Memory)也被稱為內(nèi)存儲器,其作用是用于暫時存放CPU中的運算數(shù)據(jù),以及與硬盤等外部存儲器交換的數(shù)據(jù)。只要計算機在運行中,CPU就會把需要運算的數(shù)據(jù)調(diào)到內(nèi)存中進(jìn)行運算,當(dāng)運算完成后CPU再將結(jié)果傳送出來,內(nèi)存的運行也決定了計算機的穩(wěn)定運行。內(nèi)存是由內(nèi)存芯片、電路板、金手指等部分組成的。
內(nèi)存的工作原理
既然內(nèi)存是用來存放當(dāng)前正在使用的(即執(zhí)行中)的數(shù)據(jù)和程序,那么它是怎么工作的呢?我們平常所提到的計算機的內(nèi)存指的是動態(tài)內(nèi)存(即DRAM),動態(tài)內(nèi)存中所謂的動態(tài),指的是當(dāng)我們將數(shù)據(jù)寫入DRAM后,經(jīng)過一段時間,數(shù)據(jù)會丟失,因此需要一個額外設(shè)電路進(jìn)行內(nèi)存刷新操作。以相同速度高速地、隨機地寫入和讀出數(shù)據(jù)(寫入速度和讀出速度可以不同)的一種半導(dǎo)體存儲器。
簡稱RAM。RAM的優(yōu)點是存取速度快、讀寫方便,缺點是數(shù)據(jù)不能長久保持,斷電后自行消失,因此主要用于計算機主存儲器等要求快速存儲的系統(tǒng)。按工作方式不同,可分為靜態(tài)和動態(tài)兩類。
靜態(tài)隨機存儲器(SRAM)的單元電路是觸發(fā)器,存入的信息在規(guī)定的電源電壓下便不會改變。SRAM速度快,使用方便。
動態(tài)隨機存儲器(DRAM)的單元由一個金屬-氧化物-半導(dǎo)體(MOS)電容和一個MOS晶體管構(gòu)成,數(shù)據(jù)以電荷形式存放在電容之中,需每隔2~4毫秒對單元電路存儲信息重寫一次(刷新)。DRAM存儲單元器件數(shù)量少,集成度高,應(yīng)用廣泛。
內(nèi)存的作用
內(nèi)存是電腦中的主要部件,它是相對于外存而言的。我們平常使用的程序,如Windows98系統(tǒng)、打字軟件、游戲軟件等,一般都是安裝在硬盤等外存上的,但僅此是不能使用其功能的,必須把它們調(diào)入內(nèi)存中運行,才能真正使用其功能,我們平時輸入一段文字,或玩一個游戲,其實都是在內(nèi)存中進(jìn)行的。通常我們把要永久保存的、大量的數(shù)據(jù)存儲在外存上,而把一些臨時的或少量的數(shù)據(jù)和程序放在內(nèi)存上。 內(nèi)存分為DRAM和ROM兩種,前者又叫動態(tài)隨機存儲器,它的一個主要特征是斷電后數(shù)據(jù)會丟失,我們平時說的內(nèi)存就是指這一種;后者又叫只讀存儲器,我們平時開機首先啟動的是存于主板上ROM中的BIOS程序,然后再由它去調(diào)用硬盤中的Windows98或Windows95系統(tǒng),ROM的一個主要特征是斷電后數(shù)據(jù)不會丟失。
內(nèi)存的參數(shù)
關(guān)于內(nèi)存人們普遍關(guān)心的各種技術(shù)指標(biāo),一般包括引腳數(shù)、容量、速度、奇偶校驗等。內(nèi)存條通常有8MB、16MB、32MB、64MB、128MB、256MB、512MB、1GMB等容量級別,其中512GMB內(nèi)存已成為當(dāng)前的主流配置。內(nèi)存條芯片的存取時間是內(nèi)存的另一個重要指標(biāo),其單位以納秒(ns)表示。內(nèi)存條有無奇偶校驗位是人們常常忽視的問題,奇偶校驗對于保證數(shù)據(jù)的正確讀寫起到很關(guān)鍵的作用,尤其是在進(jìn)行數(shù)據(jù)量非常大的計算中。標(biāo)準(zhǔn)型的內(nèi)存條有的有校驗位,有的沒有;非標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)存條均有奇偶校驗位。
對于SDRAM,我們必須通過至少3個參數(shù)來評估其性能的好壞。
(1)系統(tǒng)時鐘循環(huán)周期---他表示了SDRAM能運行的最大頻率。譬如:一塊系統(tǒng)時鐘頻率為10ns的SDRAM的芯片,他可以運行在100MHz的頻率下。絕大多數(shù)的SDRAM芯片能達(dá)到這個要求。顯然,這個數(shù)字越小,SDRAM芯片所能運行的頻率就越高。對于現(xiàn)代(Hyundai)PC-100 SDRAM,它的芯片上所刻的-10代表了其運行的時鐘周期為10ns,他可以跑100MHz的外頻。根據(jù)現(xiàn)代的產(chǎn)品數(shù)據(jù)表我們可以知道這種芯片的存取數(shù)據(jù)的時間(以下會講到該指標(biāo))為6ns。
(2)存取時間---類似于EDO/FPM DRAM,他代表了讀取數(shù)據(jù)所延遲的時間。絕大多數(shù)SDRAM芯片的存取時間為6,7,8或10ns。可是千萬不要和系統(tǒng)時鐘頻率所混淆。許多人都把存取時間當(dāng)作這塊SDRAM芯片所能跑的外頻。對于高士達(dá)(GOLDSTAR)PC-100 SDRAM,它的芯片上所刻的-7代表了其存取時間為7ns。然而他的系統(tǒng)時鐘頻率仍然為10ns,外頻為100MHz。
(3)CAS(縱向地址脈沖)反應(yīng)時間---CAS的延遲時間。某些SDRAM能夠運行在CAS Latency(CL)2或3模式。也就是說他們讀取數(shù)據(jù)所延遲的時間既可以是二個時鐘周期也可以是三個時鐘周期。我們可以把這個性能寫入SDRAM的EEPROM中,這樣PC的BIOS會檢查此項內(nèi)容,并且以CL=2模式這一較快的速度運行。
然而,以上三個性能指標(biāo)是互相制約的。換句話說,當(dāng)你有較快的存取時間,你就必須犧牲CAS latency的性能。因此,評估和比較SDRAM的性能時,我們必須綜合考慮以上三個指標(biāo)不能僅從芯片上所刻的-6,-7,-8或-10來評價。
也就是一旦芯片廠商稱其產(chǎn)品為PC-100。其芯片符合PC-100的標(biāo)準(zhǔn)。那幺-6,-7,-10就只是一個符號。并不說明-6比-7快。因此,三星(SAMSUNG)為了防止人們的誤解,不再用這個數(shù)據(jù)代表存取時間,而用字母表示存取時間。
內(nèi)存型號說明
Samsung
具體含義解釋:
例:SAMSUNG K4H280838B-TCB0
主要含義:
第1位——芯片功能K,代表是內(nèi)存芯片。
第2位——芯片類型4,代表DRAM。
第3位——芯片的更進(jìn)一步的類型說明,S代表SDRAM、H代表DDR、G代表SGRAM。
第4、5位——容量和刷新速率,容量相同的內(nèi)存采用不同的刷新速率,也會使用不同的編號。64、62、63、65、66、67、6A代表64Mbit的容量;28、27、2A代表128Mbit的容量;56、55、57、5A代表256Mbit的容量;51代表512Mbit的容量。
第6、7位——數(shù)據(jù)線引腳個數(shù),08代表8位數(shù)據(jù);16代表16位數(shù)據(jù);32代表32位數(shù)據(jù);64代表64位數(shù)據(jù)。
第11位——連線“-”。
第14、15位——芯片的速率,如60為6ns;70為 7ns;7B為7.5ns (CL=3);7C為7.5ns (CL=2) ;80為 8ns;10 為10ns (66MHz)。
知道了內(nèi)存顆粒編碼主要數(shù)位的含義,拿到一個內(nèi)存條后就非常容易計算出它的容量。例如一條三星DDR內(nèi)存,使用18片SAMSUNG K4H280838B-TCB0顆粒封裝。顆粒編號第4、5位“28”代表該顆粒是128Mbits,第6、7位“08”代表該顆粒是8位數(shù)據(jù)帶寬,這樣我們可以計算出該內(nèi)存條的容量是128Mbits(兆數(shù)位) × 16片/8bits=256MB(兆字節(jié))。
注:“bit”為“數(shù)位”,“B”即字節(jié)“byte”,一個字節(jié)為8位則計算時除以8。關(guān)于內(nèi)存容量的計算,文中所舉的例子中有兩種情況:一種是非ECC內(nèi)存,每8片8位數(shù)據(jù)寬度的顆粒就可以組成一條內(nèi)存;另一種ECC內(nèi)存,在每64位數(shù)據(jù)之后,還增加了8位的ECC校驗碼。通過校驗碼,可以檢測出內(nèi)存數(shù)據(jù)中的兩位錯誤,糾正一位錯誤。所以在實際計算容量的過程中,不計算校驗位,具有ECC功能的18片顆粒的內(nèi)存條實際容量按16乘。在購買時也可以據(jù)此判定18片或者9片內(nèi)存顆粒貼片的內(nèi)存條是ECC內(nèi)存。
Hynix(Hyundai)現(xiàn)代
現(xiàn)代內(nèi)存的含義:
HY5DV641622AT-36
HY XX X XX XX XX X X X X X XX
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1、HY代表是現(xiàn)代的產(chǎn)品
2、內(nèi)存芯片類型:(57=SDRAM,5D=DDR SDRAM);
3、工作電壓:空白=5V,V=3.3V,U=2.5V
4、芯片容量和刷新速率:16=16Mbits、4K Ref;64=64Mbits、8K Ref;65=64Mbits、4K Ref;128=128Mbits、8K Ref;129=128Mbits、4K Ref;256=256Mbits、16K Ref;257=256Mbits、8K Ref
5、代表芯片輸出的數(shù)據(jù)位寬:40、80、16、32分別代表4位、8位、16位和32位
6、BANK數(shù)量:1、2、3分別代表2個、4個和8個Bank,是2的冪次關(guān)系
7、I/O界面:1 :SSTL_3、 2 :SSTL_2
8、芯片內(nèi)核版本:可以為空白或A、B、C、D等字母,越往后代表內(nèi)核越新
9、代表功耗:L=低功耗芯片,空白=普通芯片
10、內(nèi)存芯片封裝形式:JC=400mil SOJ,TC=400mil TSOP-Ⅱ,TD=13mm TSOP-Ⅱ,TG=16mm TSOP-Ⅱ
11、工作速度:55 :183MHZ、5 :200MHZ、45 :222MHZ、43 :233MHZ、4 :250MHZ、33 :300NHZ、L :DDR200、H :DDR266B、 K :DDR266A
Infineon(億恒)
Infineon是德國西門子的一個分公司,目前國內(nèi)市場上西門子的子公司Infineon生產(chǎn)的內(nèi)存顆粒只有兩種容量:容量為128Mbits的顆粒和容量為256Mbits的顆粒。編號中詳細(xì)列出了其內(nèi)存的容量、數(shù)據(jù)寬度。Infineon的內(nèi)存隊列組織管理模式都是每個顆粒由4個Bank組成。所以其內(nèi)存顆粒型號比較少,辨別也是最容易的。
HYB39S128400即128MB/ 4bits,“128”標(biāo)識的是該顆粒的容量,后三位標(biāo)識的是該內(nèi)存數(shù)據(jù)寬度。其它也是如此,如:HYB39S128800即128MB/8bits;HYB39S128160即128MB/16bits;HYB39S256800即256MB/8bits。
Infineon內(nèi)存顆粒工作速率的表示方法是在其型號最后加一短線,然后標(biāo)上工作速率。
-7.5——表示該內(nèi)存的工作頻率是133MHz;
-8——表示該內(nèi)存的工作頻率是100MHz。
例如:
1條Kingston的內(nèi)存條,采用16片Infineon的HYB39S128400-7.5的內(nèi)存顆粒生產(chǎn)。其容量計算為: 128Mbits(兆數(shù)位)×16片/8=256MB(兆字節(jié))。
1條Ramaxel的內(nèi)存條,采用8片Infineon的HYB39S128800-7.5的內(nèi)存顆粒生產(chǎn)。其容量計算為: 128Mbits(兆數(shù)位) × 8 片/8=128MB(兆字節(jié))。
KINGMAX、kti
KINGMAX內(nèi)存的說明
Kingmax內(nèi)存都是采用TinyBGA封裝(Tiny ball grid array)。并且該封裝模式是專利產(chǎn)品,所以我們看到采用Kingmax顆粒制作的內(nèi)存條全是該廠自己生產(chǎn)。Kingmax內(nèi)存顆粒有兩種容量:64Mbits和128Mbits。在此可以將每種容量系列的內(nèi)存顆粒型號列表出來。
容量備注:
KSVA44T4A0A——64Mbits,16M地址空間 × 4位數(shù)據(jù)寬度;
KSV884T4A0A——64Mbits,8M地址空間 × 8位數(shù)據(jù)寬度;
KSV244T4XXX——128Mbits,32M地址空間 × 4位數(shù)據(jù)寬度;
KSV684T4XXX——128Mbits,16M地址空間 × 8位數(shù)據(jù)寬度;
KSV864T4XXX——128Mbits,8M 地址空間 × 16位數(shù)據(jù)寬度。
Kingmax內(nèi)存的工作速率有四種狀態(tài),是在型號后用短線符號隔開標(biāo)識內(nèi)存的工作速率:
-7A——PC133 /CL=2;
-7——PC133 /CL=3;
-8A——PC100/ CL=2;
-8——PC100 /CL=3。
例如一條Kingmax內(nèi)存條,采用16片KSV884T4A0A-7A 的內(nèi)存顆粒制造,其容量計算為: 64Mbits(兆數(shù)位)×16片/8=128MB(兆字節(jié))。
Micron(美光)
以MT48LC16M8A2TG-75這個編號來說明美光內(nèi)存的編碼規(guī)則。
含義:
MT——Micron的廠商名稱。
48——內(nèi)存的類型。48代表SDRAM;46 代表DDR。
LC——供電電壓。LC代表3V;C 代表5V;V 代表2.5V。
16M8——內(nèi)存顆粒容量為128Mbits,計算方法是:16M(地址)×8位數(shù)據(jù)寬度。
A2——內(nèi)存內(nèi)核版本號。
TG——封裝方式,TG即TSOP封裝。
-75——內(nèi)存工作速率,-75即133MHz;-65即150MHz。
實例:一條Micron DDR內(nèi)存條,采用18片編號為MT46V32M4-75的顆粒制造。該內(nèi)存支持ECC功能。所以每個Bank是奇數(shù)片內(nèi)存顆粒。
其容量計算為:容量32M ×4bit ×16 片/ 8=256MB(兆字節(jié))。
Winbond(華邦)
含義說明:
W XX XX XX XX
1 2 3 4 5
1、W代表內(nèi)存顆粒是由Winbond生產(chǎn)
2、代表顯存類型:98為SDRAM,94為DDR RAM
3、代表顆粒的版本號:常見的版本號為B和H;
4、代表封裝,H為TSOP封裝,B為BGA封裝,D為LQFP封裝
5、工作頻率:0:10ns、100MHz;8:8ns、125MHz;Z:7.5ns、133MHz;Y:6.7ns、150MHz;6:6ns、166MHz;5:5ns、200MHz
內(nèi)存的位置
內(nèi)存條的位置均在主板之上,筆記本與臺式機的內(nèi)存位置稍有不同。
1、筆記本內(nèi)存位置(筆記本一般可插2根內(nèi)存條,紅框內(nèi)的白色部分為內(nèi)存插槽,綠色的為內(nèi)存條);
2、臺式機內(nèi)存位置(臺式機一般可插4根內(nèi)存條,紅框內(nèi)的黃色與藍(lán)色部分為內(nèi)存插槽,綠色的為內(nèi)存條)。
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( 發(fā)表人:金巧 )