计算机维护教案第4章.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第4章 内存,第,1,节,内存的类型,内存是一组，或多组具有数据输入,/,输出和数据存储功能的集成电路。,内存根据其存储信息的特点，主要有两种基本类型：,第一种类型是只读存储器,ROM,（,Read Only Memory,），,只读存储器强调其只读性，这种内存里面存放一次性写入的程序和数据，只能读出，不能写入；,第二种类型是随机存取存储器,RAM,（,Random Access Memory,），,它允许程序通过指令随机地读写其中的数据。,。,4.1.1,只读存储器,ROM,存储在,ROM,中的数据理论上是永久的，既使在关机后，保存在,ROM,中的数据也不会丢失。因此，,ROM,中常用于存储微型机的重要信息，如主板上的,BIOS,等。只读存储器通常又分为,ROM,、,PROM,、,EPROM,、,EEPROM,和,Flash Memory,等类型。,1.,ROM,这是标准,ROM,，,用于存储不随外界的因素变化而永久性保存的数据。在,ROM,中，信息是被永久性融刻在,ROM,单元中的，这使得,ROM,在完成融刻工作之后，不可能将其中的信息改变。,2.,PROM,（,Programmable Rom,）,即可编程,ROM,，,它的工作情况与,CD-R,相似，允许一次性地写入其中的数据，一旦信息被写入,PROM,后，数据也将被永久性地融刻其中了，其他方面与上面介绍的,ROM,就没有什么两样了。,3.,EPROM,（Erasable Programmable Rom）,即可擦写、可编程,ROM，,它可以通过特殊的装置（通常是紫外线）反复擦除，并重写其中的信息。,4.,EEPROM,（,Electrically Erasable Programmable Rom,）,即电可擦写、可编程,ROM,，,可以使用电信号来对其进行擦写。因此便于对其中的信息升级，常用于存放系统的程序和数据。,5.,Flash Memory,Flash Memory,即闪存存储器，又称闪存，是目前取代传统的,EPROM,和,EEPROM,的主要非挥发性存储器，目前主板上的,BIOS,都是使用,Flash Memory。,它采用一种非挥发性存储技术，若不对其施加大电压进行擦除，可一直保持其状态，在不加电状态下，可安全保存信息达十年。它的存取时间仅为30,ns，,并具有体积小，高密度，低成本和控震性能好的优点，是目前为数不多的同时具有大容量、高速度、非易失性、可在线擦写特性的存储器。,Flash Memory,除用于系统的,BIOS,外，在移动存储器和,HUB、,路由器等网络设备中也得到了广泛的应用。,4.1.2,随机存取存储器,RAM,随机存储器,RAM,主要用来存放系统中正在运行的程序、数据和中间结果，以及用于与外部设备交换的信息。它的存储单元根据需要可以读出、也可以写入，但它只能用于暂时存放信息，一旦关闭电源，或发生断电，其中的数据就会丢失。,1.,SDRAM,（,Synchronous DRAM,）,SDRAM（Synchronous DRAM）,的中文名字是“同步动态随机存储器”，它是,PC100,和,PC133,规范所广泛使用的内存类型，其接口为168线的,DIMM,类型(,这种类型接口内存插板的两边都有数据接口触片),，最高速度可达5,ns，,工作电压3.3,V。SDRAM,与系统时钟同步，以相同的速度同步工作，即在一个,CPU,周期内来完成数据的访问和刷新，因此数据可在脉冲周期开始传输。,SDRAM,也采用了多体（,Bank）,存储器结构和突发模式，能传输一整块而不是一段数据，大大提高了数据传输率，最大可达133,MHz。,2.,DDR SDRAM（Double Data Rate SDRAM）,DDR,就是双倍数据传输率（,Double Data Rate,），,DDR SDRAM,就是双倍,数据传输率的,SDRAM,，,DDR,内存是,SDRAM,的升级版本，它是更先进的,SDRAM,。,SDRAM,只在时钟周期的上升沿传输指令、地址和数据。而,DDR,SDRAM,的数据线有特殊的电路，可以让它在时钟的上下沿都传输数据。,DDR SDRAM,与普通,SDRAM,的另一个比较明显的不同点在于电压，普通,SDRAM,的额定电压为,3.3,V,，,而,DDR SDRAM,则为,2.5,V,。在物理结构上，,DDR,SDRAM,采用采用,184,针（,pin,），,金手指部分只有一个缺槽，与,SDRAM,的模,块并不兼容。,DDR SDRAM,在命名原则上，也与,SDRAM,不同。,SDRAM,的命,名是按照时钟频率来命名的，例如,PC100,与,PC133,，,而,DDR SDRAM,则是以数,据传输量作为命名原则，例如,PC1600,以及,PC2100,，,分别表示其数据传速率为,1600,MB/s,和,2100,MB/s,。,3.RDRAM（,Rambus,DRAM）,RDRAM（,Rambus,DRAM）,是,Rambus,公司开发出的具有系统带宽、芯片到芯片接口设计的新型,DRAM，,它能在很高的频率范围内通过一个简单的总线传输数据。,Rambus,通过进行上升、下降沿分别触发，使原有的,400,Mhz,的频率转变为8,00,Mhz,。,其带宽为,1.6,GB/s,。,其管脚数为,184,，使用,2.5,V,电压。,Rambus,要求,RIMM,槽中必须全部插满，空余的,RIMM,槽要用专用的,Rambus,终结器插满,Rambus,之所以可以达到400,Mhz,的时钟频率，是因为它使用了铜线连接内存控制器和内存模块，并且通过减少铜线数量和长度，降低电磁干扰。但是，这会是内存的发热量大大提高，为此，为,Rambus,设计了活动、待命、休眠和关闭四个状态。,Rambus,在活动状态下才会以全速工作，工作结束后进入待命状态，此时仅保持响应的能耗。,4.高速缓冲存储器（,Cache）,高速缓冲存储器是位于,CPU,和主内存,DRAM,之间的规模较小、但速度很高的存储器，通常由,SRAM,组成。,把在一段时间内一定地址范围被频繁访问的信息集合，成批地从主存中读到一个能高速存取的小容量存储器中存放起来，供程序在这段时间内随时采用，而减少，或不再去访问速度较慢的主存，就可以加快程序的运行速度。这个介于,CPU,和主存之间的高速小容量存储器就称之为高速缓冲存储器，简称,Cache,。,显然，程序访问的局部化性质是,Cache,得以实现的基础。目前，,CPU,一般设有一级缓存（,L1 Cache,）,和二级缓存（,L2 Cache,）。,Cache,的基本操作有读和写，其衡量指标为命中率，即在有,Cache,的系统中，,CPU,访问数据时，在,Cache,中能直接找到的概率，它是,Cache,的一个重要指标，与,Cache,的大小、替换算法、程序特性等因素有关。由于,Cache,加快了,CPU,访问主存的速度，,所以,Cache,的大小对系统整体速度的提高十分显著。同理，构造硬盘光驱等外部存储器的高速缓存（简称磁盘,Cache,），,也将提高系统的整体运行速度。,第2节 内存的性能指标和规范,4.2.1,内存的性能指标,1.,存储容量,存储容量是内存的一项重要指标，因为它将直接制约系统的整体性能。内存条通常有,32,MB,、,64MB,、,128MB,、,256MB,、,512MB,等容量级别，其中,256,MB,、,512MB,内存已成为当前的主流配置，而较高配置的微型机的内存容量已高达,1,GB,。,2.,接口类型,目前内存的主要接口类型是,184,（,DDR,内存）和,168,（,SD,内存）线的,DIMM,类型接口，较早的,EDO-RAM,内存条使用的,72,线的,SIMM,类型接口已经很少见了。,DIMM,内存插板的两边都有数据接口触片，一般是,84,或,92,针，双边共,84*2=168,或,92*2=184,针，所以通常把这种内存称为,168/184,线内存。而,SIMM,内存为,72,线内存。是,5,X86,及其较早的,PC,中常采用的内存接口方式。,3.,系统时钟周期,（,Tck,）,、,最大延迟时间,（,tAC,）,和,CAS,延迟时间,（,CL,）,tCK,（,TCLK,）,系统时钟周期，它代表,SDRAM,所能运行的最大频率。数字越小说明,SDRAM,芯片所能运行的频率就越高。最大延迟时间,tAC,（,Access Time from CLK,）,是最大,CAS,延迟时的最大输入时钟数，,PC100,规范要求在,CL=3,时,tAC,不大于,6,ns,。,目前大多数,SDRAM,芯片的存取时间为,5,、,6,、,7,、,8,或,10,ns,。,CAS,的延迟时间,CL,（,CAS Latency,）,是纵向地址脉冲的反应时间，它关系着内存的反应速度，也就是代表着内存,CAS,信号需要经过多少个时钟周期（,Clock）,后，才能稳定地被读取或写入。目前,SDRAM,的,CAS,延迟时间大部分为2或3，即它在读取数据时的延迟时间，可以是2个时钟周期，也可以是3个时钟周期，当然越小越快。,4.,内存的带宽总量,内存带宽总量是在理想状态下一组内存在一秒内所能传输的最大数据容量。计算公式为：内存带宽总量,(,MBytes,)=,最大时钟速频率,(,MHz)*,总线宽度,(,bits)x*,每时钟数据段数量,/8,5.,电压,SDRAM,使用,3.3,V,电压，,DDR,使用,2.5,V,电压，而新的,DDR-II,内存使用,1.8,V,电压。,6.,错误检查与校正（,ECC,）,ECC,（,Error Check Correct,，,错误检查与校正）校验功能，不但使内存只有数据检查的能力，而且使内存具备数据错误修正功能。以前奇偶校验的是,8,bit,数据，用,1,bit,的奇偶校验位来检查数据的正确性，但具有,ECC,功能的内存，则用,4,bit,来检查,8,bit,的数据是否正确。当,CPU,读取数据时，若有,1,个,bit,的数据错误，则,ECC,就会根据原先存在,4,bit,中的检验,bit,数据，来定位那个,bit,错误，而且会将错误数据加以校正。带有,ECC,功能内存的成本较高，且要求主板的芯片组支持,ECC,功能，目前,ECC,内存主要用于服务器或高档微型机中。,7.,奇偶校验,为检验内存在存取过程中是否准确无误，每,8,位容量配备,1,位作为奇偶校验位，配合主板上的奇偶校验电路，对存取的数据进行正确校验，这需要在内存条上额外加装一块芯片。现大多数主板上可以使用带奇偶校验或不带奇偶校验两种内存条，但不能两种内存条混用。鉴别内存条是否带奇偶校验比较简单，装好内存开机后，在,BIOS,设置中，选择允许奇偶校验，如果机器可正常引导，则说明内存条带奇偶校验，如果屏幕上出现奇偶校验错的提示后死机，则说明内存不带奇偶校验。,8.,SPD,从,PC100,标准开始，内存条上就装有一个称为,SPD（Serial Presence Detect,串行存在探测）的小芯片。,SPD,一般位于内存条正面右侧，它是1个8针,SDIC,封装（3,mm*4mm）256,字节的,EEPROM,芯片，里面保存着内存条的速度、工作频率、容量、工作电压、,CAS、,tRCD,、,tRP,、,tAC,、SPD,版本等信息。当开机时，支持,SPD,功能的主板,BIOS,就会读取,SPD,中的信息，按照读取的值来设置内存的存取时间。当然，这些情况只是在内存参数设置为,By SPD,的情况下才可以实现。,4.2.2,内存的规范,1.,SDRAM,规范,（,1),PC-100 SDRAM,规范,PC 100,规范要求主机板外部时钟频率为100,MHZ，,且在,BIOS,选项中，,CAS latency,设置为2时，,PC 100 SDRAM,能稳定地与主板同频工作。,PC 100 SDRAM,规范包括：内存条各部分线长最大值与最小值；线宽与间距的精确规格；6层,PCB,板,且有完整的电源层和地线层；每一电路层之间距离的详细规格；符合精确发送、载入、终止等请求的时间；详细的,SDRAM,组成规格；详细的,EEPROM,编程规格；特殊的标记要求；电磁干扰标记要求；可选镀金印刷电路板等。,（2,),PC-133 SDRAM,规范,相比于,PC100,来说，,PC133,规范进一步对内存提出了更高的要求：,CL=3,时，,tCK,133MHz。,随后,Intel,也提出了自己的,PC133,规范，与威盛的最大区别就在于要求将,CL,的参数设置成2时，内存稳定工作在133,MHz,的外频下。威盛和英特尔的,PC133,规范中都明确规定：所有符合,PC133,规范的内存都必须采用6层,PCB,板。,(3),PC-150 SDRAM,规范,这种内存并非正式发布的一个版本，它实际上就是一个超频版的内存。通常这种内存可以运行在,150,MHz,频率,CAS 3,模式，或者是,133,MHz,频率,CAS2,模式下。,2.,DDR SDRAM,规范,DDR,内存按照速度有两种方法来进行分类：第一种就是以,DDRxxx,这种方式命名，后边的,“,xxx,”,就表示了这个内存是以两倍于,xxx,的速度运行的内存；另外一种就是以,PCxxxx,进行命名，后边的,“,xxxx,”,就是内存的带宽。目前常用的,DDR,标准有以下四个：,(1),DR 200/PC 1600,此类,DDR,内存就是最早的一代,DDR,内存了。它的工作频率为,200,MH(,由于是,DDR,内存，所以频率增加一倍，就是,100,MHz,2,，,所以，这类内存是工作在,200,MHz,的频率下的,),，而工作模式为,CAS 2.5,。,(2),DDR 266/PC 2100,现在最普遍见到的,DDR,内存，工作频率为,266,MHz,，,工作模式为,CAS 2.5,。,(4),PC1066,这是,RDRAM,中新的一代内存，它运行在,533,MHz DDR,之下，实际工作频率达到了,1.66,MHz,。,(5),PC1200,与,PC1066/800,类似，它的运行频率将在,600,MHz DDR(,实际为,1200,MHz,这个频率之下,),。,第,3,节,内存的技术发展,最近几年微型机的硬件更新速度很快，对内存的带宽（速度）的需求越来越高，对内存的容量要求越来越大。另外，操作系统也变得越来越复杂，对内存的性能要求也将不断提高。目前，两种更先进的内存已出现，这新一代内存主要是：,DDRII,和32-,bit,Rambus,。,另外，,随着微型机性能的不断提升，人们要求内存封装更加精致，以适应大容量的内存芯片，同时也要求内存封装的散热性能更好，以适应越来越快的核心频率。,4.3.1,DDRII,和32-,bit,Rambus,1.,DDR II,2.32-,bit,Rambus,：RIMM 4200,(3),DDR 333/PC 2700,正式发布的一个,DDR,内存版本，通过将内存频率增加到,166,MHz DDR(,实际工作中双倍变为,333,MHz),CAS2.5,模式。,(4),DDR400/PC3200,工作的频率,200,MHz,的,DDR(,实际工作频率为,400,MHz),。,3.RDRAM,规范,RDRAM,内存的命名方式和,DDR,内存非常相似，统一命名采用,PCXXX,的格式，而其中的,XXX,就接近于内存实际工作频率。,(1),PC600,这是第一代的,RDRAM,。,工作频率为,300,MHz DDR(,也就是实际工作频率为,600,MHz),。,(2),PC700,也是第一代的,RDRAM,内存。工作频率为,356,MHz DDR(,也就是实际工作频率为,712,MHz),。,(3),PC800,这也是第一代的,RDRAM,内存版本。工作频率为,400,MHz DDR(,实际工作频率为,800,MHz),。,第4节 内存的安装与选用,4.4.1,内存的安装,目前主板上内存条的插槽主要是,184,针的,DIMM,插槽，使用的是,184,线的,DDR,内存条。,DIMM,内存条的安装比较简单，但,DIMM,内存条很长，安装时要小心，不要太用力，以免损坏主板。,DIMM,内存条的两边是相同的，在金属引脚端有一个或两个凹缺口，对应,DIMM,插座上的凸棱，所以插入方向容易确定。安装,DIMM,内存条时，首先将内存条垂直插入对应的插槽中，然后均匀用力将内存条插到底就可以了，同时听到“咔”的一声，插槽两端的卡子就会将内存条卡住，内存条就安装到位了。拆卸,DIMM,内存条时，用手将内存条插槽两端的卡子向外掰开，内存条就弹出来了。,4.4.2,内存的选用,1.内存的容量,对于内存的容量当然越大越好，但考虑价格、够用、实用的原则，现在一般用户最好配备512,MB,内存。,2.注意内存的质量,内存质量的好坏，主要从以下几方面来看：,(1),内存颗粒的质量,晶圆是指那些尚未经过切割的内存片，并不是那些包上品牌外衣的内存颗粒。选用内存时要选择较大厂商生产的内存颗粒，如日本的,NEC、,日立、韩国的三星和现代(,HY)、,台湾的胜创科技、宇瞻、金邦，以及美国的,Micron,的内存颗粒质量都不错。但内存颗粒的品牌并非是内存条的品牌，只是表示内存条上所用颗粒的品牌，一些厂家虽然也使用上述著名品牌的内存颗粒，但由于生产内存条的工艺不同，内存条质量相差仍较大。,（2）,PCB,电路板的质量,PCB,电路板是内存条的主体，它质量的好坏，对内存条和主机板的兼容性等都起着重要的作用。拿到一条内存条，首先要看的是,PCB,板的大小、颜色，以及板材的厚度（4层还是6层）等。好的电路板，外观看上去颜色均匀、表面光滑、边缘整齐无毛边，采用六层板结构且手感较重。,（3）内存条的制造工艺,质量好的内存条外观看上去颜色均匀，表面光滑，边缘整齐无毛边，且无虚焊、无搭焊，,SPD、,电阻的焊接也很整齐的，内存条的引脚(金手指)一定要光亮整齐，没有褪焊现象。,(4)注意辨认内存上的标识,在正规生产条件下，内存条所用的芯片应该是同一型号的产品，只允许在生产批次上有微小的差别，而对于品牌型号来讲，是不允许有差别。所以要是一个内存条上采用了不同型号，甚至不同厂商的内存芯片的话，那么这肯定不是一个可靠的产品。总体上说，在内存芯片的标识中通常包括厂商名称、单片容量、芯片类型、工作速度、生产日期等内容，其中还可能有电压、容量系数和一些厂商的特殊标识在里面。可使用,Software Sandra,这类测试软件，读取内存条上的,SPD,内部的参数，根据测试结果，就可以了解内存条是否符合对应的标准，并依次检测内存条的标识是否相符。,对于内存这种高集成度的半导体产品来讲，在选用和运输中，注意保护也是很重要的。猛烈的振动和撞击，都会导致内存条折寿甚至报废，所以内存条要防摔、防振。还有一点就是防止静电对内存条的危害。人体或某些物品（尤其是电器产品）带的静电也有可能将内存的芯片击坏，所以尽量用柔软、防静电的物品包裹内存条，注意，在用手触摸它之前，要先触摸一下导体，使手上的静电放掉，拿内存条时也应轻拿轻放,。,3.当前主流,DDR,内存,(1),现代（,HY,）,现代,DDR,内存颗粒编号的含义,1-,生产厂家：,HY,表示现代公司；,（2-,内存类型：,57,表示,SDRAM,，,5D,为,DDR SDRAM,；,（3-,额定工作电压：空白为,5,V,，,V,为,3.3,V,U,为,2.5,V,（4-,内存单位容量和刷新单位：其中,64,为,64,Mbit,、,4K,刷新；,65,为,64,Mbit,、,8K,刷,新；,28,为,128,Mbit,、,4K,刷新；,56,为,256,Mbit,、,8K,刷新；,（5-数据带宽：,4,为,4,bit,，,8,为,8,bit,，,16,为,16,bit,，,32,为,32,bit,6-,芯片组成：内存芯片内部由几个,Bank,组成，,1,、,2,、,3,分别代表,2,个、,4,个和,8,个,Bank,，,是,2,的幂次关系；,7-,I/O,界面：,1,：,SSTL_3,2,：,SSTL_2,；,8-,产品内核代号：可以为空白或,A,、,B,、,C,、,D,等字母，越往后代表内核越新；,9-,功耗：空置为普通，,L,为低功耗；,10-,封装形式：,JC=400mil SOJ,，,TC=400mil TSOP-,，,TD=13mm TSOP-,TG=16mm TSOP-,；,11-,工作速度：,55,：,183,MHZ,、,5,：,200MHZ,、,45,：,222MHZ,、,43,：,233MHZ,、,4,：,250MHZ,、,33,：,300NHZ,、,L,：,DDR200,、,H,：,DDR266B,、,K,：,DDR266A,。,(2),三星,三星的,DDR,内存条也是采用它自主开发的内存颗粒，市场中最常见的是,DDR266,和,DDR333,两种规格。三星内存的制作工艺相当精湛。,(3),宇瞻,宇瞻的主流,DDR,内存速度为,DDR333,（,PC2700,），,产品品质好，价格不错，具有良好的性价比。,(4),KingMax,胜创科技,TinyBGA,技术是,KingMax,专利，于,1998,年,8,月开发成功。,TinyBGA,技术采用,BT,树脂以替代传统的,TSOP,技术，具有更小的体积，更好的散热性能和电性能。,早在,PC100,规范的,SDRAM,时代，,kingmax,内存就以优秀的性能在广大用户心中已经树立起了良好形象，现在,kingmax,品牌就代表着高性能和优秀品质。,Kingmax,DDR,内存做工精良、性能出众、运行稳定、当然价格较其他品牌也要高很多。,第,5,节,内存常见故障的处理,启动系统，或运行应用程序时，如果出现系统提示“,Memory write/read failure,”,或“,Memory allocation error,”,或“,Parity check error,”,等信息，都属内存出现故障。另外，如果系统无法启动，或启动后立即死机，以及启动后出现花屏和乱码等现象，都有可能是由于内存故障引起的，也应对内存进行仔细分析和检查。常见的引起内存故障的原因有以下几个方面：,1.,内存的速度与主板的速度不匹配。,如果使用的内存条的速度较低，则会发生系统不稳定或死机现象。,2.,内存条特性不良。,有些内存条设计不佳，或使用的材质不良，或工艺有缺陷，尤其是大容量的内存条就会挑主板，挑,CPU,的品牌，而造成系统不稳。,3.,不同容量，或不同速度的内存条插入同一个,BANK,中，造成内存,特性不一致，而使系统工作不稳定。,4.,使用无奇偶检验的内存条，但未将,CMOS,中的奇偶校验设置关闭,或同时混合使用有奇偶校位和无奇偶校验位的内存条造成系统,无法启动。,5.,CMOS,的设置与内存不一致。如,CL,、,tCK,、,tAC,设置不当。,6.,使用内存颗粒质量低劣，引起电显示器花屏现象。这时，虽然可能通过了开机自检，但无法正常工作。,7.,内存存在兼容性问题。,例如，在给电脑升级加扩内存是时，会发现有时内存的大小不能正确被电脑识别，这种情况一般出现在不同的两个内存厂家的内存的混插，不同的内存之间出现兼容性问题。,8.,内存条接触不良，可检查主板上内存插槽两端的弹簧卡子是否完,好，内存条金属引脚是否有锈斑或其它异物，然后作相应处理。,