《计算机组装与维护》教案第3章内存储器

第三章内存储器一、教学目的：1、了解内存储器的概念和发展、结构和性能指标。2、掌握内存条的区分、选购和测试。二、教学内容第一节内存简介…………………………………………………………………2一、内存的作用……………………………………………………………………2二、内存的组成……………………………………………………………………3三、内存芯片的封装………………………………………………………………5第二节内存的分类………………………………………………………………91、SDRAM…………………………………………………………………………92、DDRSDRAM…………………………………………………………………93、DDR2SDRAM………………………………………………………………104、DDR3SDRAM…………………………………………………………………10DDR内存的命名规则……………………………………………………………11第三节内存的技术指标…………………………………………………………13一、内存的性能指标………………………………………………………………13二、内存应用技术…………………………………………………………………17第四节内存的选购………………………………………………………………19一、选购内存的原则………………………………………………………………19二、内存选购实战…………………………………………………………………20《计算机组装与维修》教案第三章内存储器周皝潇2第一节内存简介一、内存的作用在电脑的组成结构中，存储器是相当重要的一个组成部分。它是用来存储程序和数据的部件，有了它，电脑才能保证正常工作。存储器的种类很多，按用途可以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）。内存是用来存储当前正在使用或随时要调用的程序或数据，正在编辑的数据也由程序控制存放在内存中（比如WORD文档编辑程序）。计算机运行所需的程序和数据全部存储在外存上（硬盘），当计算机运行时，CPU需要从硬盘上读取数据来进行运算，因为硬盘的速度远远跟不上CPU的运算速度，频繁地读取硬盘数据便造成CPU运算时间的浪费。于是在CPU与硬盘之间添加了随机存储器（RAM：RandomAccessMemory），也就是内存，内存的数据存取速度比硬盘快，但又比CPU慢，它就相当于一个数据中转站，担负着将计算机运行所需的程序、数据从硬盘上读取出来，以供给CPU运算时调用。当计算机运行时，内存中便存放着当前正在使用的（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。内存作用举例：可以把内存比作是上课时老师所用的黑板，上课时不停的记录相关信息，下课后就擦掉。也就是说，电脑处于运行状态时就在上课，这个时候内存不停的记录老师想对学生表达的知识，而下课后电脑就处于关机状态，这个时候内存就像下课的黑板一样被值班的学生擦得干干净净。《计算机组装与维修》教案第三章内存储器周皝潇3二、内存的组成内存主要由内存芯片、SPD芯片、PCB电路板、金手指组成。1、PCB电路板内存的PCB电路板用于承载和焊接内存芯片、排阻、电容等元件。PCB电路板虽然成本不高，但它直接负责内存芯片与主板之间的通讯，起到了“信号桥梁”的作用。PCB电路板一般为4层或6层，多层板实际上是由蚀刻好的几块单面板或双面板经过层压、粘合而成的，然后在PCB的绝缘层上打孔，然后在孔壁上镀铜，就可以连通内外层电路了，这种孔称为过孔，通孔或者贯孔等。PCB层数越多，相应的信号抗干扰能力越好，内存工作也就越稳定。2、内存芯片内存芯片也称为内存颗粒，是内存中最重要的元件，用于临时存储数据。内存的容量、频率等都由内存芯片决定的。内存芯片分布在PCB的单侧或两侧，由多个内存芯片组成内存条的存储模块。当有两条相等容量且一条单面芯片一条为双面芯片时，单面内存条的单个内存芯片比双面芯片的内存条的单个内存芯片存储容量大。比如两条同样是256M的内存条，一条是单面8粒芯片，那么这条内存的颗粒32M×8；另一条是双面16粒芯片，那么这条内存的颗粒容量为16M×16。内存颗粒的生产厂商目前主要有三星(SAMSUNG)、现代(Hynix)、英飞凌(Infineon)、美光(Micron)、勤茂(TwinMOS)、南亚(NANYA)、华邦(Winbond)和茂矽(MOSEL)等等。这些内存颗粒厂商都具有相当实力，其中在价格和性能上排前三名的是三星、现代以及美光。内存卡槽金手指内存芯片内存缺口电路板《计算机组装与维修》教案第三章内存储器周皝潇43、SPD芯片SPD（SerialPresenceDetect，串行存在探测），它是一个8针的SOIC封装256字节的EEPROM（电可擦写可编程只读存储器）芯片。一般处在内存条正面的右侧，里面记录了诸如内存的速度、容量、电压与行、列地址带宽等参数信息。当开机时PC的BIOS将自动读取SPD中记录的信息，并为内存设置最优化的工作方式，它是识别PC100内存的一个重要标志。在平时使用时，尽管内存没有SPD芯片不会影响的正常工作，但如果内存有了SPD芯片，在启动计算机后，主板BIOS会读取内存SPD芯片中的信息，主板北桥芯片组会根据SPD芯片中的信息自动配置相应的内存工作时序与控制寄存器，从而可以充分发挥内存条的性能。从内存性能的品质角度来说，SPD芯片是识别内存好坏的重要标志之一，如果内存不具备SPD芯片，那么该内存千万不要购买，此外，就算内存具备了SPD芯片，如果SPD芯片内的参数值设置不合理，不但不能起到优化内存的作用，反而还会引起系统工作不稳定，甚至死机。4、触点（金手指：connectingfinger）金手指的作用：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。5、排阻和电容《计算机组装与维修》教案第三章内存储器周皝潇5排阻也称桥路电阻，是内存条上的重要元器件，在内存颗粒和金手指之间排成一排，之间没有什么联系，排阻的作用是使内存工作更稳定，出现地址错误的可能性更低。将4个相同的电阻做成排组的主要原因是用分离的电阻会很麻烦并很难布线。内存在处理、传输数据时会产生大小不一的工作电流。而在内存颗粒走线的必经之处安装一排电阻，则能够帮助内存起到稳压作用，让内存工作更稳定。从而提升内存的稳定性，增强内存使用寿命。内存上的电阻有10欧和22欧两种，使用10欧的电阻的内存信号很强，对主板的兼容性较好，但其阻抗也低，经常因信号过强导致系统死机，而使用22欧电阻的内存，优缺点与前者正好相反，信号会弱一些，对主板兼容性差，但系统稳定性高。内存厂家往往从成本考虑使用10欧电阻。电容在内存上的作用是用于滤除高频干扰。品牌内存在排阻和电容的选料上极为考究，而一般的散装内存或杂牌内存厂家为了节约成本，在这方面偷工减料，一根内存上甚至就没有集成桥路电阻，PCB板面上仅有稀稀拉拉的几个小电容，这种内存长期工作极易发生错误。6、内存缺口为防止内存与主板上的内存插槽插错，在内存金手指中设计了一个或两个的缺口，刚好与主板上的内存插槽中凸出的位置相对应。安装内存时，应该对准插槽上的缺口，安装时用两大拇指按住内存条的两头，用力往下按压，只到一声清脆的声音后，即安装到位。当发现不能正常安装时，不能用力按下内存条，一不小心便会折断内存条或内存条与插槽接反而导致内存条烧毁！三、内存芯片的封装内存主要由内存芯片．．．．和电路板．．．两部分组成，并通过集成电路封装技术将其组成为一根完整的内存条，这种集成电路封装技术就是内存芯片的封装技术。内存颗粒的封装其实就是内存芯片所采用的封装技术类型，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。它不仅担任放置、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，并且芯片上的焊接点用导线连接到封装外壳的导线上，这些导线又通过印刷电路板上的导线与其他部件建立《计算机组装与维修》教案第三章内存储器周皝潇6连接。芯片的封装技术经历了从DIP、TSOP到BGA的发展历程，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1，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。内存芯片的封装方式可分为以下几类：1、DIP封装(DualIn-LinePackage双列直插式封装、双入线封装)上个世纪的70年代，芯片封装基本都采用DIP，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（ThinSmallOutlinePackage，薄型小尺寸封装）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是大部分SDRAM内存芯片和DDR内存芯片所采用的一种封装方式。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办传热就相对困难。而且TSOP封装方式的内存在超过150MHz后，会产品较大的信号干扰和电磁干扰。3、BGA封装（BallGridArrayPackage，球栅阵列封装）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《计算机组装与维修》教案第三章内存储器周皝潇7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。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。4、TinyBGA（TinyBallGridArray，小型球栅阵列封装）TinyBGA是Kingmax公司的专利技术，是属于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