內(nèi)存知識大全
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內(nèi)存是計算機(jī)中重要的部件之一,它是與CPU進(jìn)行溝通的橋梁。計算機(jī)中所有程序的運(yùn)行都是在內(nèi)存中進(jìn)行的,因此內(nèi)存的性能對計算機(jī)的影響非常大。下面是學(xué)習(xí)啦小編為你整理的內(nèi)存知識全面解析,供大家參考和學(xué)習(xí),希望在學(xué)習(xí)之后能對你有所幫助。
1. 內(nèi)存的CL值和內(nèi)存延遲:
CL是CAS Latency的縮寫,是內(nèi)存性能的一個重要指標(biāo),它是內(nèi)存縱向地址脈沖的反應(yīng)時間。當(dāng)電腦需要向內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)時,在實際讀取之前一般都有一個“緩沖期”,而“緩沖期”的時間長度,就是這個CL了。
內(nèi)存延遲表示系統(tǒng)進(jìn)入數(shù)據(jù)存取操作就緒狀態(tài)前等待內(nèi)存相應(yīng)的時間,它通常用4個連著的阿拉伯?dāng)?shù)字來表示,例如“3-4-4-8”。其中第一個數(shù)字表示內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)所需的延遲時間(CAS Latency),即我們常說的CL值;第二個數(shù)字表示從內(nèi)存行地址到列地址的延遲時間(tRCD);第三個數(shù)字表示內(nèi)存行地址控制器預(yù)充電時間(tRP),即內(nèi)存從結(jié)束一個行訪問到重新開始的間隔時間;第四個數(shù)字表示內(nèi)存行地址控制器激活時間(tRAS)。一般來說,這4個數(shù)字越小,表示內(nèi)存性能越好。
2. 為什么DDR2-667的主頻是667MHz,而工作頻率卻是333MHz?
內(nèi)存主頻和CPU主頻一樣,習(xí)慣上被用來表示內(nèi)存的速度,它代表著該內(nèi)存所能達(dá)到的最高工作頻率。內(nèi)存主頻是以MHz(兆赫)為單位來計量的。內(nèi)存主頻越高在一定程度上代表著內(nèi)存所能達(dá)到的速度越快。內(nèi)存主頻決定著該內(nèi)存最高能在什么樣的頻率正常工作。
計算機(jī)系統(tǒng)的時鐘速度是以頻率來衡量的。晶體振蕩器控制著時鐘速度,在石英晶片上加上電壓,其就以正弦波的形式震動起來,這一震動可以通過晶片的形變和大小記錄下來。晶體的震動以正弦調(diào)和變化的電流的形式表現(xiàn)出來,這一變化的電流就是時鐘信號。而內(nèi)存本身并不具備晶體振蕩器,因此內(nèi)存工作時的時鐘信號是由主板芯片組的北橋或直接由主板的時鐘發(fā)生器提供的,也就是說內(nèi)存無法決定自身的工作頻率,其實際工作頻率是由主板來決定的。
一般情況下內(nèi)存的工作頻率是和主板的外頻相一致的,通過主板調(diào)節(jié)CPU的外頻也就調(diào)整了內(nèi)存的實際工作頻率。內(nèi)存工作時有兩種工作模式,一種是同步工作模式,此模式下內(nèi)存的實際工作頻率與CPU外頻一致,這是大部分主板所采用的默認(rèn)內(nèi)存工作模式。另外一種是異步工作模式,這樣允許內(nèi)存的工作頻率與CPU外頻可存在一定差異,它可以讓內(nèi)存工作在高出或低于系統(tǒng)總線速度33MHz,又或者讓內(nèi)存和外頻以3:4、4:5等定比例的頻率上。利用異步工作模式技術(shù)就可以避免以往超頻而導(dǎo)致的內(nèi)存瓶頸問題。
PS:DDR2-533,DDR2-667,DDR2-800等規(guī)格的內(nèi)存,位寬是64bit,
工作頻率分別是266MHz,333MHz,400MHz,
分別提供每秒4.3GB,5.3GB,6.4GB的帶寬。
3. DDR、DDR2和DDR3內(nèi)存介紹和比較:
(1)DDR的定義:
嚴(yán)格的說DDR應(yīng)該叫DDR SDRAM,人們習(xí)慣稱為DDR,部分初學(xué)者也??吹紻DR SDRAM,就認(rèn)為是SDRAM。DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的縮寫,是雙倍速率同步動態(tài)隨機(jī)存儲器的意思。DDR內(nèi)存是在SDRAM內(nèi)存基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,仍然沿用SDRAM生產(chǎn)體系。
SDRAM在一個時鐘周期內(nèi)只傳輸一次數(shù)據(jù),它是在時鐘的上升期進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;而DDR內(nèi)存則是一個時鐘周期內(nèi)傳輸兩次次數(shù)據(jù),它能夠在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次數(shù)據(jù),因此稱為雙倍速率同步動態(tài)隨機(jī)存儲器。DDR內(nèi)存可以在與SDRAM相同的總線頻率下達(dá)到更高的數(shù)據(jù)傳輸率。
(2)DDR2的定義:
DDR2(Double Data Rate 2) SDRAM是由JEDEC(電子設(shè)備工程聯(lián)合委員會)進(jìn)行開發(fā)的新生代內(nèi)存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),它與上一代DDR內(nèi)存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕痉绞?,但DDR2內(nèi)存卻擁有兩倍于上一代DDR內(nèi)存預(yù)讀取能力(即:4bit數(shù)據(jù)預(yù)讀取)。換句話說,DDR2內(nèi)存每個時鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫數(shù)據(jù),并且能夠以內(nèi)部控制總線4倍的速度運(yùn)行。
要注意的是:DDR2不兼容DDR,除非主板標(biāo)明同時支持。
(3)DDR3內(nèi)存:
DDR3可以看作DDR2的改進(jìn)版。
4. ECC內(nèi)存
ECC內(nèi)存即糾錯內(nèi)存,簡單的說,其具有發(fā)現(xiàn)錯誤,糾正錯誤的功能,一般多應(yīng)用在高檔臺式電腦/服務(wù)器及圖形工作站上,這將使整個電腦系統(tǒng)在工作時更趨于安全穩(wěn)定。
ECC內(nèi)存在數(shù)據(jù)位上的額外的位存儲一個用數(shù)據(jù)加密的代碼。當(dāng)數(shù)據(jù)被寫入內(nèi)存,相應(yīng)的ECC代碼與此同時也被保存下來。當(dāng)重新讀回剛才存儲的數(shù)據(jù)時,保存下來的ECC代碼就會和讀數(shù)據(jù)時產(chǎn)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(shù)據(jù)中的那一位是不正確的。然后這一錯誤位會被拋棄,內(nèi)存控制器則會釋放出正確的數(shù)據(jù)。被糾正的數(shù)據(jù)很少會被放回內(nèi)存。假如相同的錯誤數(shù)據(jù)再次被讀出,則糾正過程再次被執(zhí)行。重寫數(shù)據(jù)會增加處理過程的開銷,這樣則會導(dǎo)致系統(tǒng)性能的明顯降低。如果是隨機(jī)事件而非內(nèi)存的缺點產(chǎn)生的錯誤,則這一內(nèi)存地址的錯誤數(shù)據(jù)會被再次寫入的其他數(shù)據(jù)所取代。
使用ECC校驗的內(nèi)存,會對系統(tǒng)的性能造成不小的影響,不過這種糾錯對服務(wù)器等應(yīng)用而言是十分重要的,帶ECC校驗的內(nèi)存價格比普通內(nèi)存要昂貴許多。
5. GDDR和DDR的區(qū)別
顯卡和主板上都有“內(nèi)存”,不過主板上的那種被稱為內(nèi)存條,而顯卡上的被稱為顯存。一般顯卡用的被稱為GDDR,高端顯卡需要比系統(tǒng)內(nèi)存更快的存儲器,所以顯卡廠商轉(zhuǎn)向使用DDR2和DDR3技術(shù)。顯卡用的DDR與主板上的DDR有所不同,其中最主要的是電壓不同。因此顯卡用的被稱為GDDR2和GDDR3,以示區(qū)別(這里“G”是英文顯卡的單詞Graphics的縮寫)。另外由于GDDR2的工作頻率比系統(tǒng)內(nèi)存的DDR2高很多,所以它用的工作電壓不是1.8伏而是2.5伏,發(fā)熱量比較大。
6. 內(nèi)存封裝技術(shù)
(1)DIP封裝技術(shù)
上個世紀(jì)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(dāng)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(jié)構(gòu)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(chǎn)品的面積較大,內(nèi)存條PCB板的面積是固定的,封裝面積越大在內(nèi)存上安裝芯片的數(shù)量就越少,內(nèi)存條容量也就越小。同時較大的封裝面積對內(nèi)存頻率、傳輸速率、電器性能的提升都有影響。理想狀態(tài)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(xiàn)的,除非不進(jìn)行封裝,但隨著封裝技術(shù)的發(fā)展,這個比值日益接近,現(xiàn)在已經(jīng)有了1:1.14的內(nèi)存封裝技術(shù)。
(2)TSOP封裝技術(shù)
到了上個世紀(jì)80年代,內(nèi)存第二代的封裝技術(shù)TSOP出現(xiàn),得到了業(yè)界廣泛的認(rèn)可,時至今日仍舊是內(nèi)存封裝的主流技術(shù)。TSOP是“Thin Small Outline Package”的縮寫,意思是薄型小尺寸封裝。TSOP內(nèi)存是在芯片的周圍做出引腳,采用SMT技術(shù)(表面安裝技術(shù))直接附著在PCB板的表面。TSOP封裝外形尺寸時,寄生參數(shù)(電流大幅度變化時,引起輸出電壓擾動) 減小,適合高頻應(yīng)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(yōu)點,因此得到了極為廣泛的應(yīng)用。
TSOP封裝方式中,內(nèi)存芯片是通過芯片引腳焊接在PCB板上的,焊點和PCB板的接觸面積較小,使得芯片向PCB辦傳熱就相對困難。而且TSOP封裝方式的內(nèi)存在超過150MHz后,會產(chǎn)品較大的信號干擾和電磁干擾。
(3)TinyBGA封裝技術(shù)
TinyBGA技術(shù)是Kingmax的專利,于1998年8月開發(fā)成功。要了解TinyBGA技術(shù),首先要知道BGA是什么,BGA是Ball-Gird-Array的英文縮寫,即球柵陣列封裝,是新一代的芯片封裝技術(shù),它的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(shù)的優(yōu)點是可增加I/O數(shù)和間距,消除高I/O數(shù)帶來的生產(chǎn)成本和可靠性問題。它已經(jīng)在筆記本電腦的內(nèi)存、主板芯片組等大規(guī)模集成電路的封裝領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
TinyBGA就是微型BGA的意思,TinyBGA英文全稱為Tiny Ball Grid Array(小型球柵陣列封裝),其芯片面積與封裝面積之比不小于1:1.14,屬于BGA封裝技術(shù)的一個分支。該項革新技術(shù)的應(yīng)用可以使所有計算機(jī)中的DRAM內(nèi)存在體積不變的情況下內(nèi)存容量提高兩到三倍,TinyBGA采用BT樹脂以替代傳統(tǒng)的TSOP技術(shù),具有更小的體積,更好的散熱性能和電性能。
TinyBGA封裝技術(shù)使每平方英寸的存儲量有了驚人的提升,在和128M TSOP封裝的144針SO-DIMM相同空間的PCB板上利用TinyBGA封裝方式可以制造256M內(nèi)存。以相同大小的兩片內(nèi)存模塊而言,TinyBGA封裝方式的容量比TSOP高一倍,但價格卻未有明顯變化。資料顯示,采用TinyBGA封裝技術(shù)的內(nèi)存產(chǎn)品以相同容量比較,體積只有TSOP封裝的三分之一;當(dāng)內(nèi)存模組的制程直徑小于0.25 m時TinyBGA封裝的成本要小于TSOP封裝成本。
TinyBGA封裝內(nèi)存的I/O端子是由芯片中心方向引出的,而TSOP則是由四周引出。這有效地縮短了信號的傳導(dǎo)距離,信號傳輸線的長度僅是傳統(tǒng)的TSOP技術(shù)的四分之一,因此信號的衰減便隨之減少。這樣不僅大幅度升芯片的抗干擾、抗噪性能,而且提高了電性能,采用TinyBGA封裝芯片可抗高達(dá)300MHz的外額,而采用傳統(tǒng)TSOP封裝最高只可抗150MHz的外額。而且,用TinyBGA封裝的內(nèi)存,不但體積較之相同容量的TSOP封裝芯片小,同時也更薄(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。于是,TinyBGA內(nèi)存便擁有更高的熱傳導(dǎo)效率,非常適用于長時間運(yùn)行的系統(tǒng),穩(wěn)定性極佳。經(jīng)過反復(fù)測試顯示,TinyBGA的熱抗阻比TSOP的低75%。很明顯與傳統(tǒng)TSOP封裝方式相比,TinyBGA封裝方式有更加快速和有效的散熱途徑。
(4)BLP封裝技術(shù)
除了TinyBGA之外,BLP技術(shù)也是目前市場上常用的一種技術(shù),BLP英文全稱為Bottom Leaded Plastic(底部引出塑封技術(shù)),其芯片面積與封裝面積之比大于1:1.1,符合CSP(Chip Size Package)填封裝規(guī)范。不僅高度和面積極小,而且電氣特性得到了進(jìn)一步的提高,制造成本也不高,廣泛用于SDRAM\RDRAM\DDR等新一代內(nèi)存制造上。隨著由于BLP封裝中關(guān)鍵部件塑封基底價格的不斷下降,BLP封裝內(nèi)存很快就會走入普通用戶的家庭
(5)CSP封裝技術(shù)
CSP(Chip Scale Package),是芯片級封裝的意思。CSP封裝最新一代的內(nèi)存芯片封裝技術(shù),其技術(shù)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(jīng)相當(dāng)接近1:1的理想情況,絕對尺寸也僅有32平方毫米,約為普通的BGA的1/3,僅僅相當(dāng)于TSOP內(nèi)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(nèi)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(nèi)存芯片在長時間運(yùn)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(nèi)存芯片的中心引腳形式有效地縮短了信號的傳導(dǎo)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(nèi)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,所以內(nèi)存芯片在運(yùn)行中所產(chǎn)生的熱量可以很容易地傳導(dǎo)到PCB板上并散發(fā)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。