17第4章 内存

第3章内存4.1内存条的分类、结构和封装自1970年英特尔(Intel)发表最早的商用DRAM芯片－Intel1103开始，随着半导体技术的进步与科技产品的演进，DRAM标准也从异步的DIP、EDODRAM、同步的SDRM(SynchronousDRAM)、进展到上下缘皆可触发的DDRDRAM(Double-DataRateDRAM)。每一代新的标准，目的不外乎是针对前一代做以下的改进：单位面积可容纳更多的内存、数据传输的速度更快、以及更少的耗电量。更小、更快、更省电，是半导体产业永不停息的追求目标，当然DRAM也不例外。第3章内存4.1.1内存条的分类为了节省主板空间，增强配置的灵活性，现在主板均采用内存模块结构，其中条形结构是现在最常用的模块结构。条形存储器是把存储器芯片、电容、电阻等元件焊在一小条印制电路板上，形成大容量的内存模块，简称内存条。1．按内存条的技术标准（接口类型）分类根据内存条的不同技术标准或称内存接口类型，可分为DDR、DDR2、DDR3、DDR4等。目前主板上使用的主流内存类型仍然是DDR3。2．按内存条的使用机型分类按内存条的使用机型可分为台式机内存条和笔记本电脑内存条。（1）台式机内存条台式机内存条使用标准DIMM（DualInlineMemoryModule，双边接触内存模组），这种类型接口的内存条两边都有引脚。184线的DDRSDRAM、240线的DDR2SDRAM和DDR3SDRAM、284线的DDR4SDRAM内存都属于DIMM接口类型。所谓内存线数是指引脚数。第3章内存（2）笔记本电脑内存条笔记本电脑采用一种改良型的DIMM模块，称为SO-DIMM应用于笔记型电脑、打印机、传真机等设备。SO-DIMMDDR有184针脚，DDR2有200针脚，DDR3有204针脚。如图4-2所示是DDR2、DDR3SO-DIMM内存条的外观。第3章内存4.1.2内存条的结构下面以如图4-3所示的DDR3SDRAM为例，介绍内存条的结构。第3章内存1．PCB2．金手指（针脚）3．内存条固定卡缺口4．金手指缺口5．内存芯片6．SPD芯片7．内存颗粒空位8．电容9．电阻10．标签11．散热器第3章内存4.1.3内存芯片的封装1．TSOP封装2．BGA封装第3章内存3．CSP封装第3章内存4.2内存条的技术发展和标准4.2.1内存条的技术发展内存条经历了从第1代的SIMM内存条，到EDODRAM内存条，以及1999年市场主流的SDRAM内存条，直到2002年进入DDR（200~400Mbps）时代，在2006年大量使用DDR2（400~800Mbps）内存，2010年，DDR3（800~2133Mbps）成为市场主流。预计2016年DDR4（2133~4266Mbps）将取代DDR3成为主流。DDRDRAM各标准的数据传输率，如图4-9所示。第3章内存4.2.2内存条的技术标准根据内存条的不同技术标准或称内存接口类型，DRAM又可分为不同的类型，SDRAM家族的内存包括DDRSDRAM、DDR2SDRAM、DDR3SDRAM、DDR4SDRAM等类型，下面主要介绍后4种内存条。1．DDRSDRAM内存条DDRSDRAM（简称DDR）内存条是在SDRAM内存条基础上发展而来的，仍然沿用SDRAM生产体系。DDR内存条有184个引脚，常见容量有128MB、256MB、512MB等，其外观如图4-10所示。第3章内存内存带宽也叫数据传输速率（DataRate），是指单位时间内通过内存的数据量，通常以MB/S表示。计算内存带宽的公式为内存最大带宽（MB/S）=【最大外部频率（MHz）每个时钟周期内交换的数据包个数总线宽度（bit）】/8如果内存是SDRAM，“每个时钟周期内交换的数据包个数”为1；如果是DDR，则为2；如果是DDR2，则为4；如果是DDR3，则为8。例如，在100MHz下，DDR内存理论带宽为（100MHz264bit）/8=1.6GB/S，在133MHz下可达到（133MHz264bit）/8=2.1GB/S。此处，除以8是将位（bit）换算成字节（B）。第3章内存2．DDR2SDRAM内存条DDR2SDRAM（简称DDR2）内存条有240个引脚，内存条的SPD芯片与DDR内存不同，通常被焊在内存条的中间位置，DDR2内存条的外观如图4-11所示。常见容量有256MB、512MB、1GB、2GB等。第3章内存3．DDR3SDRAM内存条DDR3SDRAM（简称DDR3）内存条是当前主流内存产品。DDR3与DDR2一样，也有240个针脚，但DDR3针脚隔断槽口与DDR2不同，DDR3内存左、右两侧安装插口与DDR2不同，DDR3的外观如图4-12所示。DDR3常见容量有1GB、2GB、4GB等。第3章内存4．DDR4SDRAM内存条由于DDR3已经到达其性能和带宽的上限，为了继续满足人们对更高性能和增加带宽的需求，新一代DDRSDRAM——DDR4应运而生。2012年9月，DDR4内存标准规范（DDR4SDRAMSTANDARD）正式公布，DDR4的性能更高、DIMM容量更大、数据完整性更强且能耗更低。DDR4最重要的使命当然是提高频率和带宽。DDR4内存的每个针脚都可以提供2Gbps(256MB/s)的带宽，DDR4-3200那就是51.2GB/s，比之DDR3-1866高出了超过70％。DDR4内存沿袭了DDR的本质架构，最关键的使命就是提升频率，它的起跳数据传输率为1600Mbps（1.6GT/s），也就是相当于最低DDR4-1600；初期最高值为3.2GT/s，最高DDR4-3200。DDR4将标准电压降低到了1.2V，前三代的电压标准分别为2.5V、1.8V、1.5V。DDR、DDR2、DDR3分别是2n、4n、8n预取，每一代都翻番，但是DDR4依然停留在了8n预取上，也就是内部数据率是外部频率的1/8。bankgroup可选两个或四个，这可以让DDR4内存在每个独立的bankgroup内单独执行激活、读取、写入或者刷新操作，也能提升整体内存效率和带宽，尤其是在小容量内存颗粒的时候。DDR4还提供了三种数据宽度x4、x8、x16，单个内存颗粒容量2Gb-16Gb。除了加速，降压也是每一代DDR内存的任务，DDR4又一次将标准电压降低到了1.2V，也就是新的JEDECPOD12标准。前三代的电压标准分别为2.5V、1.8V、1.5V，不过DDR4现在似乎还没有低压版本。第3章内存第3章内存终于开花结果！内存即将进入DDR4时代时代将来临DDR4与DDR3区别解析第3章内存4.3内存时间参数4.3.1内存的参数1．CASLatency（CL或tCL）CASLatency（ColumnAddressStrobeLatency，列地址选通脉冲时间延迟，简称CL或tCL）是指内存接收到一条数据读取指令后要等待多少个时钟周期才实际执行该指令，也就是内存存取数据所需的延迟时间。2．RAStoCASDelay（tRCD）RAStoCASDelay（timeofRAStoCASDelay，行地址传输到列地址的延迟时间，简称tRCD）是指内存RAS（行地址选通脉冲信号）与CAS（列地址选通脉冲信号）之间的延迟。该参数可以控制DRAMRAS信号与CAS信号之间的延迟，参数越小速度越快。可选值有2、3和4。3．RASPrecharge（tRP）RASPrecharge（timeofRASPrecharge，内存行地址选通脉冲预充电时间，简称tRP）是指内存RAS预充电的时间。该参数可以控制在进行DRAM刷新操作之前RAS预充电所需要的时钟周期数，数值越小速度越快。可选值有2、3和4。4．RASActiveDelay（tRAS）RASActiveDelay（tRAS）也称CycleTime或ActtoPrechargeDelay，是指内存行地址选通延迟时间，数值越小速度越快。可选值范围为5～12。第3章内存4.3.2内存的参数标识在内存条的标签上，通常会给出该内存的重要参数，如CL，有些内存条会给出更加详细的参数序列，通常按CL-tRCD-tRP-tRAS（有时省略tRAS）的顺序列出这4个参数。如图4-14所示，从内存条标签可看出，它的频率为1333MHz，CL参数为9-9-9-24，电压为1.5V。第3章内存如图4-15所示是BIOS设置选项。第3章内存4.4内存双通道技术1．双通道内存控制技术的概念第3章内存2．实现双通道内存条的安装第3章内存4.5内存条的选购1．主板是否支持该类型内存2．选择合适的内存容量3．频率要搭配4．内存颗粒5．产品做工要精良6．检测SPD信息7．小心假冒或返修产品8．建议优先选购品牌内存条第3章内存4.6实训4.6.1内存条的安装和拆卸4.6.1内存条的安装和拆卸第3章内存4.6.2查看内存默认频率及默认SPD参数谢谢！