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文檔簡介
1、內存知識大全DDR2 DDR2的定義: DDR2(Double Data Rate 2) SDRAM是由JEDEC(電子設備工程聯合委員會)進行開發的新生代內存技術標準,它與上一代DDR內存技術標準最大的不同就是,雖然同是采用了在時鐘的上升/下降延同時進行數據傳輸的基本方式,但DDR2內存卻擁有兩倍于上一代DDR內存預讀取能力(即:4bit數據讀預取)。換句話說,DDR2內存每個時鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫數據,并且能夠以內部控制總線4倍的速度運行。 此外,由于DDR2標準規定所有DDR2內存均采用FBGA封裝形式,而不同于目前廣泛應用的TSOP/TSOP-II封裝形式,FBGA封裝可以
2、提供了更為良好的電氣性能與散熱性,為DDR2內存的穩定工作與未來頻率的發展提供了堅實的基礎。回想起DDR的發展歷程,從第一代應用到個人電腦的DDR200經過DDR266、DDR333到今天的雙通道DDR400技術,第一代DDR的發展也走到了技術的極限,已經很難通過常規辦法提高內存的工作速度;隨著Intel最新處理器技術的發展,前端總線對內存帶寬的要求是越來越高,擁有更高更穩定運行頻率的DDR2內存將是大勢所趨。 DDR2與DDR的區別: 在了解DDR2內存諸多新技術前,先讓我們看一組DDR和DDR2技術對比的數據。 1、延遲問題: 從上表可以看出,在同等核心頻率下,DDR2的實際工作頻率是DD
3、R的兩倍。這得益于DDR2內存擁有兩倍于標準DDR內存的4BIT預讀取能力。換句話說,雖然DDR2和DDR一樣,都采用了在時鐘的上升延和下降延同時進行數據傳輸的基本方式,但DDR2擁有兩倍于DDR的預讀取系統命令數據的能力。也就是說,在同樣100MHz的工作頻率下,DDR的實際頻率為200MHz,而DDR2則可以達到400MHz。 這樣也就出現了另一個問題:在同等工作頻率的DDR和DDR2內存中,后者的內存延時要慢于前者。舉例來說,DDR200和DDR2-400具有相同的延遲,而后者具有高一倍的帶寬。實際上,DDR2-400和DDR400具有相同的帶寬,它們都是3.2GB/s,但是DDR400
4、的核心工作頻率是200MHz,而DDR2-400的核心工作頻率是100MHz,也就是說DDR2-400的延遲要高于DDR400。2、封裝和發熱量: DDR2內存技術最大的突破點其實不在于用戶們所認為的兩倍于DDR的傳輸能力,而是在采用更低發熱量、更低功耗的情況下,DDR2可以獲得更快的頻率提升,突破標準DDR的400MHZ限制。DDR內存通常采用TSOP芯片封裝形式,這種封裝形式可以很好的工作在200MHz上,當頻率更高時,它過長的管腳就會產生很高的阻抗和寄生電容,這會影響它的穩定性和頻率提升的難度。這也就是DDR的核心頻率很難突破275MHZ的原因。而DDR2內存均采用FBGA封裝形式。不同
5、于目前廣泛應用的TSOP封裝形式,FBGA封裝提供了更好的電氣性能與散熱性,為DDR2內存的穩定工作與未來頻率的發展提供了良好的保障。 DDR2內存采用1.8V電壓,相對于DDR標準的2.5V,降低了不少,從而提供了明顯的更小的功耗與更小的發熱量,這一點的變化是意義重大的。 DDR2采用的新技術: 除了以上所說的區別外,DDR2還引入了三項新的技術,它們是OCD、ODT和Post CAS。 OCD(Off-Chip Driver):也就是所謂的離線驅動調整,DDR II通過OCD可以提高信號的完整性。DDR II通過調整上拉(pull-up)/下拉(pull-down)的電阻值使兩者電壓相等。
6、使用OCD通過減少DQ-DQS的傾斜來提高信號的完整性;通過控制電壓來提高信號品質。 ODT:ODT是內建核心的終結電阻器。我們知道使用DDR SDRAM的主板上面為了防止數據線終端反射信號需要大量的終結電阻。它大大增加了主板的制造成本。實際上,不同的內存模組對終結電路的要求是不一樣的,終結電阻的大小決定了數據線的信號比和反射率,終結電阻小則數據線信號反射低但是信噪比也較低;終結電阻高,則數據線的信噪比高,但是信號反射也會增加。因此主板上的終結電阻并不能非常好的匹配內存模組,還會在一定程度上影響信號品質。DDR2可以根據自已的特點內建合適的終結電阻,這樣可以保證最佳的信號波形。使用DDR2不但
7、可以降低主板成本,還得到了最佳的信號品質,這是DDR不能比擬的。 Post CAS:它是為了提高DDR II內存的利用效率而設定的。在Post CAS操作中,CAS信號(讀寫/命令)能夠被插到RAS信號后面的一個時鐘周期,CAS命令可以在附加延遲(Additive Latency)后面保持有效。原來的tRCD(RAS到CAS和延遲)被AL(Additive Latency)所取代,AL可以在0,1,2,3,4中進行設置。由于CAS信號放在了RAS信號后面一個時鐘周期,因此ACT和CAS信號永遠也不會產生碰撞沖突。 總的來說,DDR2采用了諸多的新技術,改善了DDR的諸多不足,雖然它目前有成本高
8、、延遲慢能諸多不足,但相信隨著技術的不斷提高和完善,這些問題終將得到解決 接口類型 接口類型是根據內存條金手指上導電觸片的數量來劃分的,金手指上的導電觸片也習慣稱為針腳數(Pin)。因為不同的內存采用的接口類型各不相同,而每種接口類型所采用的針腳數各不相同。筆記本內存一般采用144Pin、200Pin接口;臺式機內存則基本使用168Pin和184Pin接口。對應于內存所采用的不同的針腳數,內存插槽類型也各不相同。目前臺式機系統主要有SIMM、DIMM和RIMM三種類型的內存插槽,而筆記本內存插槽則是在SIMM和DIMM插槽基礎上發展而來,基本原理并沒有變化,只是在針腳數上略有改變。 金手指 金
9、手指(connecting finger)是內存條上與內存插槽之間的連接部件,所有的信號都是通過金手指進行傳送的。金手指由眾多金黃色的導電觸片組成,因其表面鍍金而且導電觸片排列如手指狀,所以稱為“金手指”。金手指實際上是在覆銅板上通過特殊工藝再覆上一層金,因為金的抗氧化性極強,而且傳導性也很強。不過因為金昂貴的價格,目前較多的內存都采用鍍錫來代替,從上個世紀90年代開始錫材料就開始普及,目前主板、內存和顯卡等設備的“金手指”幾乎都是采用的錫材料,只有部分高性能服務器/工作站的配件接觸點才會繼續采用鍍金的做法,價格自然不菲。 內存金手指 內存處理單元的所有數據流、電子流正是通過金手指與內存插槽的
10、接觸與PC系統進行交換,是內存的輸出輸入端口,因此其制作工藝對于內存連接顯得相當重要。 內存插槽 最初的計算機系統通過單獨的芯片安裝內存,那時內存芯片都采用DIP(Dual ln-line Package,雙列直插式封裝)封裝,DIP芯片是通過安裝在插在總線插槽里的內存卡與系統連接,此時還沒有正式的內存插槽。DIP芯片有個最大的問題就在于安裝起來很麻煩,而且隨著時間的增加,由于系統溫度的反復變化,它會逐漸從插槽里偏移出來。隨著每日頻繁的計算機啟動和關閉,芯片不斷被加熱和冷卻,慢慢地芯片會偏離出插槽。最終導致接觸不好,產生內存錯誤。 早期還有另外一種方法是把內存芯片直接焊接在主板或擴展卡里,這樣
11、有效避免了DIP芯片偏離的問題,但無法再對內存容量進行擴展,而且如果一個芯片發生損壞,整個系統都將不能使用,只能重新焊接一個芯片或更換包含壞芯片的主板,此種方法付出的代價較大,也極為不方便。 對于內存存儲器,大多數現代的系統都已采用單內聯內存模塊(Single Inline Memory Module,SIMM)或雙內聯內存模塊(Dual Inline Memory,DIMM)來替代單個內存芯片。這些小板卡插入到主板或內存卡上的特殊連接器里。 DIMM與SIMM相當類似,不同的只是DIMM的金手指兩端不像SIMM那樣是互通的,它們各自獨立傳輸信號,因此可以滿足更多數據信號的傳送需要。同樣采用D
12、IMM,SDRAM 的接口與DDR內存的接口也略有不同,SDRAM DIMM為168PinDIMM結構,金手指每面為84Pin,金手指上有兩個卡口,用來避免插入插槽時,錯誤將內存反向插入而導致燒毀;DDRDIMM則采用184Pin DIMM結構,金手指每面有92Pin,金手指上只有一個卡口。卡口數量的不同,是二者最為明顯的區別。DDR2 DIMM為240pin DIMM結構,金手指每面有120Pin,與DDR DIMM一樣金手指上也只有一個卡口,但是卡口的位置與DDR DIMM稍微有一些不同,因此DDR內存是插不進DDR2 DIMM的,同理DDR2內存也是插不進DDRDIMM的,因此在一些同時
13、具有DDR DIMM和DDR2 DIMM的主板上,不會出現將內存插錯插槽的問題。 不同針腳DIMM接口對比 為了滿足筆記本電腦對內存尺寸的要求,SO-DIMM(Small Outline DIMM Module)也開發了出來,它的尺寸比標準的DIMM要小很多,而且引腳數也不相同。同樣SO-DIMM也根據SDRAM和DDR內存規格不同而不同,SDRAM的SO-DIMM只有144pin引腳,而DDR的SO-DIMM擁有200pin引腳。此外筆記本內存還有MicroDIMM和Mini Registered DIMM兩種接口。MicroDIMM接口的DDR為172pin,DDR2為214pin;Min
14、i Registered DIMM接口為244pin,主要用于DDR2內存。 RIMM是Rambus公司生產的RDRAM內存所采用的接口類型,RIMM內存與DIMM的外型尺寸差不多,金手指同樣也是雙面的。RIMM有也184 Pin的針腳,在金手指的中間部分有兩個靠的很近的卡口。RIMM非ECC版有16位數據寬度,ECC版則都是18位寬。由于RDRAM內存較高的價格,此類內存在DIY市場很少見到,RIMM接口也就難得一見了。 RDRAM內存 內存容量是指該內存條的存儲容量,是內存條的關鍵性參數。內存容量以MB作為單位,可以簡寫為M。內存的容量一般都是2的整次方倍,比如64MB、128MB、256
15、MB等,一般而言,內存容量越大越有利于系統的運行。目前臺式機中主流采用的內存容量為256MB或512MB,64MB、128MB的內存已較少采用。 系統對內存的識別是以Byte(字節)為單位,每個字節由8位二進制數組成,即8bit(比特,也稱“位”)。按照計算機的二進制方式,1Byte=8bit;1KB=1024Byte;1MB=1024KB;1GB=1024MB;1TB=1024GB。 系統中內存的數量等于插在主板內存插槽上所有內存條容量的總和,內存容量的上限一般由主板芯片組和內存插槽決定。不同主板芯片組可以支持的容量不同,比如Inlel的810和815系列芯片組最高支持512MB內存,多余的
16、部分無法識別。目前多數芯片組可以支持到2GB以上的內存。此外主板內存插槽的數量也會對內存容量造成限制,比如使用128MB一條的內存,主板由兩個內存插槽,最高可以使用256MB內存。因此在選擇內存時要考慮主板內存插槽數量,并且可能需要考慮將來有升級的余地。 內存電壓 內存正常工作所需要的電壓值,不同類型的內存電壓也不同,但各自均有自己的規格,超出其規格,容易造成內存損壞。SDRAM內存一般工作電壓都在3.3伏左右,上下浮動額度不超過0.3伏;DDR SDRAM內存一般工作電壓都在2.5伏左右,上下浮動額度不超過0.2伏;而DDR2 SDRAM內存的工作電壓一般在1.8V左右。具體到每種品牌、每種
17、型號的內存,則要看廠家了,但都會遵循SDRAM內存3.3伏、DDR SDRAM內存2.5伏、DDR2 SDRAM內存1.8伏的基本要求,在允許的范圍內浮動。 顆粒封裝 顆粒封裝其實就是內存芯片所采用的封裝技術類型,封裝就是將內存芯片包裹起來,以避免芯片與外界接觸,防止外界對芯片的損害。空氣中的雜質和不良氣體,乃至水蒸氣都會腐蝕芯片上的精密電路,進而造成電學性能下降。不同的封裝技術在制造工序和工藝方面差異很大,封裝后對內存芯片自身性能的發揮也起到至關重要的作用。 隨著光電、微電制造工藝技術的飛速發展,電子產品始終在朝著更小、更輕、更便宜的方向發展,因此芯片元件的封裝形式也不斷得到改進。芯片的封裝
18、技術多種多樣,有DIP、POFP、TSOP、BGA、QFP、CSP等等,種類不下三十種,經歷了從DIP、TSOP到BGA的發展歷程。芯片的封裝技術已經歷了幾代的變革,性能日益先進,芯片面積與封裝面積之比越來越接近,適用頻率越來越高,耐溫性能越來越好,以及引腳數增多,引腳間距減小,重量減小,可靠性提高,使用更加方便。 • DIP封裝 • TSOP封裝 • BGA封裝 • CSP封裝 DIP封裝 上個世紀的70年代,芯片封裝基本都采用DIP(Dual ln-line Package,雙列直插式封裝)封裝,此封裝形式在當
19、時具有適合PCB(印刷電路板)穿孔安裝,布線和操作較為方便等特點。DIP封裝的結構形式多種多樣,包括多層陶瓷雙列直插式DIP,單層陶瓷雙列直插式DIP,引線框架式DIP等。但DIP封裝形式封裝效率是很低的,其芯片面積和封裝面積之比為1:1.86,這樣封裝產品的面積較大,內存條PCB板的面積是固定的,封裝面積越大在內存上安裝芯片的數量就越少,內存條容量也就越小。同時較大的封裝面積對內存頻率、傳輸速率、電器性能的提升都有影響。理想狀態下芯片面積和封裝面積之比為1:1將是最好的,但這是無法實現的,除非不進行封裝,但隨著封裝技術的發展,這個比值日益接近,現在已經有了1:1.14的內存封裝技術。 TSO
20、P封裝 到了上個世紀80年代,內存第二代的封裝技術TSOP出現,得到了業界廣泛的認可,時至今日仍舊是內存封裝的主流技術。TSOP是“Thin Small Outline Package”的縮寫,意思是薄型小尺寸封裝。TSOP內存是在芯片的周圍做出引腳,采用SMT技術(表面安裝技術)直接附著在PCB板的表面。TSOP封裝外形尺寸時,寄生參數(電流大幅度變化時,引起輸出電壓擾動) 減小,適合高頻應用,操作比較方便,可靠性也比較高。同時TSOP封裝具有成品率高,價格便宜等優點,因此得到了極為廣泛的應用。 TSOP封裝內存 TSOP封裝方式中,內存芯片是通過芯片引腳焊接在PCB板上的,焊點和PCB板的
21、接觸面積較小,使得芯片向PCB辦傳熱就相對困難。而且TSOP封裝方式的內存在超過150MHz后,會產品較大的信號干擾和電磁干擾。 GA封裝 20世紀90年代隨著技術的進步,芯片集成度不斷提高,I/O引腳數急劇增加,功耗也隨之增大,對集成電路封裝的要求也更加嚴格。為了滿足發展的需要,BGA封裝開始被應用于生產。BGA是英文Ball Grid Array Package的縮寫,即球柵陣列封裝。 采用BGA技術封裝的內存,可以使內存在體積不變的情況下內存容量提高兩到三倍,BGA與TSOP相比,具有更小的體積,更好的散熱性能和電性能。BGA封裝技術使每平方英寸的存儲量有了很大提升,采用BGA封裝技術的
22、內存產品在相同容量下,體積只有TSOP封裝的三分之一;另外,與傳統TSOP封裝方式相比,BGA封裝方式有更加快速和有效的散熱途徑。 BGA封裝內存 BGA封裝的I/O端子以圓形或柱狀焊點按陣列形式分布在封裝下面,BGA技術的優點是I/O引腳數雖然增加了,但引腳間距并沒有減小反而增加了,從而提高了組裝成品率;雖然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,從而可以改善它的電熱性能;厚度和重量都較以前的封裝技術有所減少;寄生參數減小,信號傳輸延遲小,使用頻率大大提高;組裝可用共面焊接,可靠性高。 說到BGA封裝就不能不提Kingmax公司的專利TinyBGA技術,TinyBGA英文全稱為Tiny
23、 Ball Grid Array(小型球柵陣列封裝),屬于是BGA封裝技術的一個分支。是Kingmax公司于1998年8月開發成功的,其芯片面積與封裝面積之比不小于1:1.14,可以使內存在體積不變的情況下內存容量提高23倍,與TSOP封裝產品相比,其具有更小的體積、更好的散熱性能和電性能。 TinyBGA封裝內存 采用TinyBGA封裝技術的內存產品在相同容量情況下體積只有TSOP封裝的1/3。TSOP封裝內存的引腳是由芯片四周引出的,而TinyBGA則是由芯片中心方向引出。這種方式有效地縮短了信號的傳導距離,信號傳輸線的長度僅是傳統的TSOP技術的1/4,因此信號的衰減也隨之減少。這樣不僅
24、大幅提升了芯片的抗干擾、抗噪性能,而且提高了電性能。采用TinyBGA封裝芯片可抗高達300MHz的外頻,而采用傳統TSOP封裝技術最高只可抗150MHz的外頻。 TinyBGA封裝的內存其厚度也更薄(封裝高度小于0.8mm),從金屬基板到散熱體的有效散熱路徑僅有0.36mm。因此,TinyBGA內存擁有更高的熱傳導效率,非常適用于長時間運行的系統,穩定性極佳。 CSP(Chip Scale Package),是芯片級封裝的意思。CSP封裝最新一代的內存芯片封裝技術,其技術性能又有了新的提升。CSP封裝可以讓芯片面積與封裝面積之比超過1:1.14,已經相當接近1:1的理想情況,絕對尺寸也僅有3
25、2平方毫米,約為普通的BGA的1/3,僅僅相當于TSOP內存芯片面積的1/6。與BGA封裝相比,同等空間下CSP封裝可以將存儲容量提高三倍。 CSP封裝內存 CSP封裝內存不但體積小,同時也更薄,其金屬基板到散熱體的最有效散熱路徑僅有0.2毫米,大大提高了內存芯片在長時間運行后的可靠性,線路阻抗顯著減小,芯片速度也隨之得到大幅度提高。 CSP封裝內存芯片的中心引腳形式有效地縮短了信號的傳導距離,其衰減隨之減少,芯片的抗干擾、抗噪性能也能得到大幅提升,這也使得CSP的存取時間比BGA改善15%20%。在CSP的封裝方式中,內存顆粒是通過一個個錫球焊接在PCB板上,由于焊點和PCB板的接觸面積較大
26、,所以內存芯片在運行中所產生的熱量可以很容易地傳導到PCB板上并散發出去。CSP封裝可以從背面散熱,且熱效率良好,CSP的熱阻為35/W,而TSOP熱阻40/W。 傳輸標準 內存是計算機內部最為關鍵的部件之一,其有很嚴格的制造要求。而其中的傳輸標準則代表著對內存速度方面的標準。不同類型的內存,無論是SDRAM、DDR SDRAM,還是RDRAM都有不同的規格,每種規格的內存在速度上是各不相同的。傳輸標準是內存的規范,只有完全符合該規范才能說該內存采用了此傳輸標準。比如說傳輸標準PC3200內存,代表著此內存為工作頻率200MHz,等效頻率為400MHz的DDR內存,也就是常說的DDR400。
27、傳輸標準術購買內存的首要選擇條件之一,它代表著該內存的速度。目前市場中所有的內存傳輸標準有SDRAM的PC100、PC133;DDR SDRAM的PC1600、PC2100、PC2700、PC3200、PC3500、PC3700;RDRAM的PC600、PC800和PC1066等。 • SDRAM傳輸標準 • DDR傳輸標準 • DDR2傳輸標準 • RDRAM傳輸標準 SDRAM傳輸標準 PC100 PC100是由JEDEC和英特爾共同制訂的一個SDRAM內存條的標準,符合該標準的內存都稱為PC100,其中的10
28、0代表該內存工作頻率可達100MHz。JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council),電子元件工業聯合會。JEDEC是由生產廠商們制定的國際性協議,主要為計算機內存制定。工業標準的內存通常指的是符合JEDEC標準的一組內存。大多數人認為的PC100內存,就是該內存能正常工作在前端總線(FSB)100MHz的系統中。其實PC100是一組很嚴格的規范,它包含有:內存時鐘周期,在100MHZ外頻工作時值為10ns;存取時間小于6ns;PCB必須為六層板;內存上必須有SPD等多方面的規定。 PC100中還詳細的規定了,內存條上電路的各部分線長最大值與
29、最小值;電路線寬與間距的精確規格;保證6層PCB板制作(分別為:信號層、電源層、信號層、基層、信號層),具備完整的電源層與地線層;具備每層電路板間距離的詳細規格;精確符合發送、載入、終止等請求的時間;詳細的EEPROM編程規格;詳細的SDRAM組成規格;特殊的標記要求;電磁干擾抑制;可選鍍金印刷電路板等等。由此可見傳輸標準是一套相當復雜的內存標準,但具體的內存規范定義,我們沒有必要去詳細了解,只要了解內存符合這個規范,那么它的數據傳輸能到達多大,它所能提供的性能怎么樣那就足夠了。 從性能的角度來說,PC100的內存在主板設置在100MHZ外頻,且在主板的BIOS選項中CL設置為2,此內存可以穩
30、定的工作。 PC133 PC133是威盛公司聯合了三星、現代、日立、西門子、Micron和NEC等數家著名IT廠商聯合推出的內存標準,其中的133指的是該內存工作頻率可達133MHz。PC133 SDRAM的數據傳輸速率可以達到1.06GB/s。 嚴格地說,PC133和PC100內存在制造工藝上沒有什么太大的不同,區別只是在制造PC133內存時多了一道"篩選"工序,把內存顆粒中外頻超過133 MHz的挑選出來,焊接成高檔一些的內存。 DDR傳輸標準 PC1600如果按照傳統習慣傳輸標準的命名,PC1600(DDR200)應該是PC200。在當時DDR內存正在與RDRAM內存
31、進行下一代內存標準之爭,此時的RDRAM按照頻率命名應該叫PC600和PC800。這樣對于不是很了解的人來說,自然會認為PC200遠遠落后于PC600,而JEDEC基于市場競爭的考慮,將DDR內存的命名規范進行了調整。傳統習慣是按照內存工作頻率來命名,而DDR內存則以內存傳輸速率命名。因此才有了今天的PC1600、PC2100、PC2700、PC3200、PC3500等。 PC1600的實際工作頻率是100 MHz,而等效工作頻率是200 MHz,那么它的數據傳輸率就為“數據傳輸率頻率*每次傳輸的數據位數”,就是200MHz*64bit=12800Mb/s,再除以8就換算為MB為單位,就是16
32、00MB/s,從而命名為PC1600。 DDR2傳輸標準 DDR2可以看作是DDR技術標準的一種升級和擴展:DDR的核心頻率與時鐘頻率相等,但數據頻率為時鐘頻率的兩倍,也就是說在一個時鐘周期內必須傳輸兩次數據。而DDR2采用“4 bit Prefetch(4位預取)”機制,核心頻率僅為時鐘頻率的一半、時鐘頻率再為數據頻率的一半,這樣即使核心頻率還在200MHz,DDR2內存的數據頻率也能達到800MHz-也就是所謂的DDR2 800。 目前,已有的標準DDR2內存分為DDR2 400和DDR2 533,今后還會有DDR2 667和DDR2 800,其核心頻率分別為100MHz、133MHz、1
33、66MHz和200MHz,其總線頻率(時鐘頻率)分別為200MHz、266MHz、333MHz和400MHz,等效的數據傳輸頻率分別為400MHz、533MHz、667MHz和800MHz,其對應的內存傳輸帶寬分別為3.2GB/sec、4.3GB/sec、5.3GB/sec和6.4GB/sec,按照其內存傳輸帶寬分別標注為PC2 3200、PC2 4300、PC2 5300和PC2 6400。 RDRAM傳輸標準 PC600 RDRAM仍舊采用習慣的內存頻率來命名。PC600的工作頻率為300 MHz,而其也是時鐘上升期和下降期都傳輸數據,因此其等效頻率為600 MHz,所以命名為PC600。
34、 PC800 PC800的工作頻率為400 MHz,而其也是時鐘上升期和下降期都傳輸數據,因此其等效頻率為800 MHz,所以命名為PC800。 PC1066 PC1066的工作頻率為533 MHz,而其也是時鐘上升期和下降期都傳輸數據,因此其等效頻率為1066 MHz,所以命名為PC1066。 內存負責向CPU提供運算所需的原始數據,而目前CPU運行速度超過內存數據傳輸速度很多,因此很多情況下CPU都需要等待內存提供數據,這就是常說的“CPU等待時間”。內存傳輸速度越慢,CPU等待時間就會越長,系統整體性能受到的影響就越大。因此,快速的內存是有效提升CPU效率和整機性能的關鍵之一。 在實際工
35、作時,無論什么類型的內存,在數據被傳輸之前,傳送方必須花費一定時間去等待傳輸請求的響應,通俗點說就是傳輸前傳輸雙方必須要進行必要的通信,而這種就會造成傳輸的一定延遲時間。CL設置一定程度上反映出了該內存在CPU接到讀取內存數據的指令后,到正式開始讀取數據所需的等待時間。不難看出同頻率的內存,CL設置低的更具有速度優勢。 上面只是給大家建立一個基本的CL概念,而實際上內存延遲的基本因素絕對不止這些。內存延遲時間有個專門的術語叫“Latency”。要形象的了解延遲,我們不妨把內存當成一個存儲著數據的數組,或者一個EXCEL表格,要確定每個數據的位置,每個數據都是以行和列編排序號來標示,在確定了行、
36、列序號之后該數據就唯一了。內存工作時,在要讀取或寫入某數據,內存控制芯片會先把數據的列地址傳送過去,這個RAS信號(Row Address Strobe,行地址信號)就被激活,而在轉化到行數據前,需要經過幾個執行周期,然后接下來CAS信號(Column Address Strobe,列地址信號)被激活。在RAS信號和CAS信號之間的幾個執行周期就是RAS-to-CAS延遲時間。在CAS信號被執行之后同樣也需要幾個執行周期。此執行周期在使用標準PC133的SDRAM大約是2到3個周期;而DDR RAM則是4到5個周期。在DDR中,真正的CAS延遲時間則是2到2.5個執行周期。RAS-to-CAS
37、的時間則視技術而定,大約是5到7個周期,這也是延遲的基本因素。 CL設置較低的內存具備更高的優勢,這可以從總的延遲時間來表現。內存總的延遲時間有一個計算公式,總延遲時間=系統時鐘周期×CL模式數+存取時間(tAC)。首先來了解一下存取時間(tAC)的概念,tAC是Access Time from CLK的縮寫,是指最大CAS延遲時的最大數輸入時鐘,是以納秒為單位的,與內存時鐘周期是完全不同的概念,雖然都是以納秒為單位。存取時間(tAC)代表著讀取、寫入的時間,而時鐘頻率則代表內存的速度。 舉個例子來計算一下總延遲時間,比如一條DDR333內存其存取時間為6ns,其內存時鐘周期為6ns
38、(DDR內存時鐘周期1X2/內存頻率,DDR333內存頻率為333,則可計算出其時鐘周期為6ns)。我們在主板的BIOS中將其CL設置為2.5,則總的延遲時間6ns X2.56ns21ns,而如果CL設置為2,那么總的延遲時間6ns X26ns18 ns,就減少了3ns的時間。 從總的延遲時間來看,CL值的大小起到了很關鍵的作用。所以對系統要求高和喜歡超頻的用戶通常喜歡購買CL值較低的內存。目前各內存顆粒廠商除了從提高內存時鐘頻率來提高DDR的性能之外,已經考慮通過更進一步的降低CAS延遲時間來提高內存性能。不同類型內存的典型CL值并不相同,例如目前典型DDR的CL值為2.5或者2,而大部分D
39、DR2 533的延遲參數都是4或者5,少量高端DDR2的CL值可以達到3。 不過,并不是說CL值越低性能就越好,因為其它的因素會影響這個數據。例如,新一代處理器的高速緩存較有效率,這表示處理器比較少地直接從內存讀取數據。再者,列的數據會比較常被存取,所以RAS-to-CAS的發生幾率也大,讀取的時間也會增多。最后,有時會發生同時讀取大量數據的情形,在這種情形下,相鄰的內存數據會一次被讀取出來,CAS延遲時間只會發生一次。 選擇購買內存時,最好選擇同樣CL設置的內存,因為不同速度的內存混插在系統內,系統會以較慢的速度來運行,也就是當CL2.5和CL2的內存同時插在主機內,系統會自動讓兩條內存都工
40、作在CL2.5狀態,造成資源浪費 ECC校驗 ECC內存即糾錯內存,簡單的說,其具有發現錯誤,糾正錯誤的功能,一般多應用在高檔臺式電腦/服務器及圖形工作站上,這將使整個電腦系統在工作時更趨于安全穩定。 內存是一種電子器件,在其工作過程中難免會出現錯誤,而對于穩定性要求高的用戶來說,內存錯誤可能會引起致命性的問題。內存錯誤根據其原因還可分為硬錯誤和軟錯誤。硬件錯誤是由于硬件的損害或缺陷造成的,因此數據總是不正確,此類錯誤是無法糾正的;軟錯誤是隨機出現的,例如在內存附近突然出現電子干擾等因素都可能造成內存軟錯誤的發生。 為了能檢測和糾正內存軟錯誤,首先出現的是內存“奇偶校驗”。內存中最小的單位是比
41、特,也稱為“位”,位有只有兩種狀態分別以1和0來標示,每8個連續的比特叫做一個字節(byte)。不帶奇偶校驗的內存每個字節只有8位,如果其某一位存儲了錯誤的值,就會導致其存儲的相應數據發生變化,進而導致應用程序發生錯誤。而奇偶校驗就是在每一字節(8位)之外又增加了一位作為錯誤檢測位。在某字節中存儲數據之后,在其8個位上存儲的數據是固定的,因為位只能有兩種狀態1或0,假設存儲的數據用位標示為1、1、1、0、0、1、0、1,那么把每個位相加(111001015),結果是奇數。對于偶校驗,校驗位就定義為1,反之則為0;對于奇校驗,則相反。當CPU讀取存儲的數據時,它會再次把前8位中存儲的數據相加,計
42、算結果是否與校驗位相一致。從而一定程度上能檢測出內存錯誤,奇偶校驗只能檢測出錯誤而無法對其進行修正,同時雖然雙位同時發生錯誤的概率相當低,但奇偶校驗卻無法檢測出雙位錯誤。 ECC(Error Checking and Correcting,錯誤檢查和糾正)內存,它同樣也是在數據位上額外的位存儲一個用數據加密的代碼。當數據被寫入內存,相應的ECC代碼與此同時也被保存下來。當重新讀回剛才存儲的數據時,保存下來的ECC代碼就會和讀數據時產生的ECC代碼做比較。如果兩個代碼不相同,他們則會被解碼,以確定數據中的那一位是不正確的。然后這一錯誤位會被拋棄,內存控制器則會釋放出正確的數據。被糾正的數據很少會
43、被放回內存。假如相同的錯誤數據再次被讀出,則糾正過程再次被執行。重寫數據會增加處理過程的開銷,這樣則會導致系統性能的明顯降低。如果是隨機事件而非內存的缺點產生的錯誤,則這一內存地址的錯誤數據會被再次寫入的其他數據所取代。 使用ECC校驗的內存,會對系統的性能造成不小的影響,不過這種糾錯對服務器等應用而言是十分重要的,帶ECC校驗的內存價格比普通內存要昂貴許多。內存基本知識大全內存是主板上重要的部件之一,它是存儲CPU與外圍設備溝通的數據與程序的部件。在主機中,內存所存儲的數據或程序有些是永久的,有些是暫時的,所以內存就有不同形式的功能與作用,而且存儲數據的多少也關系著內存的容量大小,傳送數據的
44、快慢也關系著內存的速度,這些都跟內存的種類與功能有關。現將內存重要的分類介紹如下: 內存的品牌 內存有許多不同的品牌,這些不同的品牌加載于主板上,它們的排列組合就關系著主板的性能和整個系統的穩定性。除了CPU、主板外,內存是一個關鍵的部件。每家廠商對于內存的規格、容量以及電路的特性都有不同的要求,所以對于在主板上使用的內存是否有不良的反應都應留意,尤其是高容量、高速度、新規格的內存,在選用時更應注意其特性,現將世界各國生產內存的廠商列出如下 日本系列: Panasonic(松下)代號:MN NEC(日本電器)代號:MC Mitsubishi(三菱)代號: MH Fujitsu (富士通)代號:
45、MB Hitachi(日立)代號: HM Toshiba (東芝)代號: TMM OkI(沖電氣)代號:MSM Sharp(夏普)代號: LH Sanyo(三洋)代號:LC Seiko(精工)代號:SRM Sony(索尼)代號:CXK 美國系列: Motorola (摩托羅拉)代號:MCM NS(國民半導體)代號: NS TI( 德州儀器)代號: TMS Micron(美光)代號:MT AMD(美國超微)代號: AM Performance 代號:P IDT(艾迪特)代號:IDT 歐洲系列:Semens(德國西門于)代號:Semens SGS(意大利湯拇遜)代號:T 臺灣系列:聯華 代號: U
46、MC 茂矽 代號:Mosel(MX) 德基 代號: Texas 矽成 代號:Is 華邦 代號:Winboard 華撇隆 代號:HMC 韓國系列: Samsung(三星)代號:KM Goldstar(金星)代號: GOldStar Hyundai( 韓國現代)代號: HY 兩種內存新技術動態 為了充分挖掘內存中更多的性能,幾種內存新技術正進入高檔微機。這些新內存的特點是: 1.EDO DRAM 方案 EDO(Extend Data Out,擴充數據輸出)DRAM是一種操作效率更高的單周期內存,它在CAS周期處延遲數據的滯留,因為可維持更長的數據有效時間,這樣無需拓寬數據總線也增加了帶寬。 EDO
47、內存是目前奔騰機中運用最多的一種內容,這種內存在工作時,允許CPU高效地用上次訪問的尾部覆蓋某次內存訪問的首部;單個內存訪問并沒有更快,但一連串內存訪問的完成時間比標準的快頁模式DRAM要少。 2、同步高速內存 我們常說的高速緩存一般采用異步SRAM,它的訪問速度相對DRAM來說已大大提高了,但相對CPU來說仍較慢。目前,有一種更新的同步SRAM的高速緩存出現在奔騰機的主板上。例如,在120MHz和更快的奔騰微機的主板上,均采用了Intel的Triton芯片組,該芯片組支持一種稱為流水線突發(pipelined burst)高速緩存的特殊同步高速緩存,其中訪問速度大大地提高。 除了上述兩種新技
48、術外,還有新型的同步DRAM技術和RambusDRAM的系統,這種技術采用25OMHz時鐘速度極快地傳送大批突發數據。 內存的速度 內存的存取速度關系著CPU對內存讀寫的時間,所以不同型號規格的內存就有不同的速度,如ROM就有27010-20,27010-15等不同的速度。DRAM也有411000-7、4110006等不同的速度,這些編號后面的20代表200ns,-15代表150ns,-7代表70ns,-6代表60ns,所以RAM的速度比ROM的速度快很多。當電腦一啟動時,把BIOS RoM中的程序拷貝至DRAM內,以后CPU直接與較快的DRAM聯絡即可,這就是我們所謂的ShadowRAM。
49、內存有它不同的規格和速度,在不同電路、不同設備也有不同的單位,現將它的應用說明如下: ms, Milli Second(毫妙) us: Micro Second(微秒) ns: Nano Second (納秒) 數據的傳送速度: 以ms為單位,如硬盤的平均存取速度17ms、12ms等。 以us為單位,如DRAM每隔15us更新充電一次。 以ns為單位、如內存的存取速度: RAM: 41256-8,8即表示80ns。 411000-7,7即表示70ns。 411000-6,6即表示60ns。 ROM: 27256-20, 20即表示200ns。 27512-15,15即表示150ns。 常規內存
50、(Conventional Memory)常規內存在內存分配表中占用最前面的位置,從0KB到640KB(地址000000H109FFFFH),共占640KB的容量。因為它在內存的最前面并且在DOS可管理的內存區,我們又稱之為Low Dos Memory(低DOS內存),或稱為基本內存(Base Memory),使用此空間的程序有BIOS操作系統、DOS操作系統、外圍設備的驅動程序、中斷向量表、一些常駐的程序、空閑可用的內存空間、以及一般的應用軟件等都可在此空間執行。由此可見,在DOS下的應用程序及其操作系統,擠在如此狹窄擁擠的空間里,640KB的容量已經不夠使用,這是因為最早使用的CPU是80
51、88,其尋址的地址信號線只有20條線,能夠尋址的空間只有lMB,也就是祖先留下的祖產不多,受到先天硬件CPU尋址的限制。因此在規劃內存給各個系統以及DOS下的一些套裝應用軟件使用時,在先天內存不足環境下,“省吃儉用”來分配這點內存, MS-DOS可以控制和管理1MB的內存空間,常規內存占了640KB,其他的384KB保留給BIOS ROM及其他各種擴展卡使用。這640KB的常規內存基本上分兩部分,一部分給各種不同的操作系統程序使用,另一部分給數據、程序的使用。 上位內存(UMB) UMB是英文Upper Memory Block的縮寫,是常規內存上面一層的內存(64OKB1024KB),我們又
52、稱之為DOS高端內存(地址為0A0000H0FFFFFH)。由于PC的老祖先把DOS使用的內存限定在640KB的框框里,所以大家都想盡辦法要突破640KB的緊箍罩以擺脫640KB的限制,讓DOS的一些程序擺脫640KB藩籬。在DOS可以控制的1MB內存空間中,常規內存占了640KB,其余的384KB的上位內存(UMB)保留給BIOS ROM、顯示卡和其他各種擴展卡使用,但是還有一些保留空間未使用,所以在DOS 5.0以上的版本,即有突破640KB的能耐,允許使用常規內存上面的384KB的上位內存UMB(地址0A0000HOFFFFFlH),但是要超越傳統的640KB,必須有一些條件和操作,其條件和操作如下: 386以上的電腦和384KB以上的擴展內存。 DOS 50以上的版本。 CONFIG.SYS設置Devuce=C:DOSHIMEM.SYS(擴展內存XMS驅動程序)。 CONFIG.SYS設置Device=C:DOSEMM386EXE, NOEMS(擴充內存EMS模擬驅動程序)。 CONFIG.SYS設置DOS=HIGH,UMB。 高端內存區(HMA) HMA是英文High Memory Area的縮寫。它是1024KB至1088KB之間的64KB內存,稱為高端內存區,其
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