電腦内存

電腦内存

計算機重要的部件
内存是計算機中重要的部件之一,它是與CPU進行溝通的橋梁。[1]計算機中所有程序的運行都是在内存中進行的,因此内存的性能對計算機的影響非常大。内存(Memory)也被稱為内存儲器,其作用是用于暫時存放CPU中的運算數據,以及與硬盤等外部存儲器交換的數據。隻要計算機在運行中,CPU就會把需要運算的數據調到内存中進行運算,當運算完成後CPU再将結果傳送出來,内存的運行也決定了計算機的穩定運行。内存是由内存芯片、電路闆、金手指等部分組成的。
    中文名: 外文名: 别名: 中文名稱:内存 外文名稱:Memory 所 屬:計算機 别 稱:内存儲器

基本簡介

内存是計算機中重要的部件之一,它是與CPU進行溝通的橋梁。計算機中所有程序的運行都是在内存中進行的,因此内存的性能對計算機的影響非常大。内存(Memory)也被稱為内存儲器,其作用是用于暫時存放CPU中的運算數據,以及與硬盤等外部存儲器交換的數據。隻要計算機在運行中,CPU就會把需要運算的數據調到内存中進行運算,當運算完成後CPU再将結果傳送出來,内存的運行也決定了計算機的穩定運行。内存是由内存芯片、電路闆、金手指等部分組成的。

在計算機的組成結構中,有一個很重要的部分,就是存儲器。存儲器是用來存儲程序和數據的部件,對于計算機來說,有了存儲器,才有記憶功能,才能保證正常工作。存儲器的種類很多,按其用途可分為主存儲器和輔助存儲器,主存儲器又稱内存儲器(簡稱内存,港台稱之為記憶體)。

内存又稱主存,是CPU能直接尋址的存儲空間,由半導體器件制成。内存的特點是存取速率快。内存是電腦中的主要部件,它是相對于外存而言的。我們平常使用的程序,如Windows操作系統、打字軟件、遊戲軟件等,一般都是安裝在硬盤等外存上的,但僅此是不能使用其功能的,必須把它們調入内存中運行,才能真正使用其功能,我們平時輸入一段文字,或玩一個遊戲,其實都是在内存中進行的。

就好比在一個書房裡,存放書籍的書架和書櫃相當于電腦的外存,而我們工作的辦公桌就是内存。通常我們把要永久保存的、大量的數據存儲在外存上,而把一些臨時的或少量的數據和程序放在内存上,當然内存的好壞會直接影響電腦的運行速度。

結構原理

内存就是暫時存儲程序以及數據的地方,比如當我們在使用WPS處理文稿時,當你在鍵盤上敲入字符時,它就被存入内存中,當你選擇存盤時,内存中的數據才會被存入硬(磁)盤。在進一步理解它之前,還應認識一下它的物理概念。

内存一般采用半導體存儲單元,包括随機存儲器(RAM),隻讀存儲器(ROM),以及高速緩存(CACHE)。隻不過因為RAM是其中最重要的存儲器。(synchronous)SDRAM同步動态随機存取存儲器:SDRAM為168腳,這是目前PENTIUM及以上機型使用的内存。SDRAM将CPU與RAM通過一個相同的時鐘鎖在一起,使CPU和RAM能夠共享一個時鐘周期,以相同的速度同步工作,每一個時鐘脈沖的上升沿便開始傳遞數據,速度比EDO内存提高50%。DDR(DOUBLE DATA RATE)RAM:SDRAM的更新換代産品,他允許在時鐘脈沖的上升沿和下降沿傳輸數據,這樣不需要提高時鐘的頻率就能加倍提高SDRAM的速度。

隻讀存儲器(ROM)

ROM表示隻讀存儲器(Read Only Memory),在制造ROM的時候,信息(數據或程序)就被存入并永久保存。這些信息隻能讀出,一般不能寫入,即使機器停電,這些數據也不會丢失。ROM一般用于存放計算機的基本程序和數據,如BIOS ROM。其物理外形一般是雙列直插式(DIP)的集成塊。

随機存儲器

随機存儲器(Random Access Memory)表示既可以從中讀取數據,也可以寫入數據。當機器電源關閉時,存于其中的數據就會丢失。我們通常購買或升級的内存條就是用作電腦的内存,内存條(SIMM)就是将RAM集成塊集中在一起的一小塊電路闆,它插在計算機中的内存插槽上,以減少RAM集成塊占用的空間。目前市場上常見的内存條有1G/條,2G/條,4G/條等。

高速緩沖存儲器

Cache也是我們經常遇到的概念,也就是平常看到的一級緩存(L1 Cache)、二級緩存(L2 Cache)、三級緩存(L3 Cache)這些數據,它位于CPU與内存之間,是一個讀寫速度比内存更快的存儲器。當CPU向内存中寫入或讀出數據時,這個數據也被存儲進高速緩沖存儲器中。當CPU再次需要這些數據時,CPU就從高速緩沖存儲器讀取數據,而不是訪問較慢的内存,當然,如需要的數據在Cache中沒有,CPU會再去讀取内存中的數據。

物理存儲器

物理存儲器和存儲地址空間是兩個不同的概念。但是由于這兩者有十分密切的關系,而且兩者都用B、KB、MB、GB來度量其容量大小,因此容易産生認識上的混淆。初學者弄清這兩個不同的概念,有助于進一步認識内存儲器和用好内存儲器。

物理存儲器是指實際存在的具體存儲器芯片。如主闆上裝插的内存條和裝載有系統的BIOS的ROM芯片,顯示卡上的顯示RAM芯片和裝載顯示BIOS的ROM芯片,以及各種适配卡上的RAM芯片和ROM芯片都是物理存儲器。

存儲地址空間是指對存儲器編碼(編碼地址)的範圍。所謂編碼就是對每一個物理存儲單元(一個字節)分配一個号碼,通常叫作“編址”。分配一個号碼給一個存儲單元的目的是為了便于找到它,完成數據的讀寫,這就是所謂的“尋址”(所以,有人也把地址空間稱為尋址空間)。

地址空間的大小和物理存儲器的大小并不一定相等。舉個例子來說明這個問題:某層樓共有17個房間,其編号為801~817。這17個房間是物理的,而其地址空間采用了三位編碼,其範圍是800~899共100個地址,可見地址空間是大于實際房間數量的。

對于386以上檔次的微機,其地址總線為32位,因此地址空間可達2的32次方,即4GB。(雖然如此,但是我們一般使用的一些操作系統例如windows xp、卻最多隻能識别或者使用3.25G的内存,64位的操作系統能識别并使用4G和4G以上的的内存,好了,現在可以解釋為什麼會産生諸如:常規内存、保留内存、上位内存、高端内存、擴充内存和擴展内存等不同内存類型。

奇/偶校驗

奇/偶校驗(ECC)是數據傳送時采用的一種校正數據錯誤的一種方式,分為奇校驗和偶校驗兩種。

如果是采用奇校驗,在傳送每一個字節的時候另外附加一位作為校驗位,當實際數據中“1”的個數為偶數的時候,這個校驗位就是“1”,否則這個校驗位就是“0”,這樣就可以保證傳送數據滿足奇校驗的要求。在接收方收到數據時,将按照奇校驗的要求檢測數據中“1”的個數,如果是奇數,表示傳送正确,否則表示傳送錯誤。

同理偶校驗的過程和奇校驗的過程一樣,隻是檢測數據中“1”的個數為偶數。

CL延遲

CL反應時間是衡定内存的另一個标志。CL是CAS Latency的縮寫,指的是内存存取數據所需的延遲時間,簡單的說,就是内存接到CPU的指令後的反應速度。一般的參數值是2和3兩種。數字越小,代表反應所需的時間越短。在早期的PC133内存标準中,這個數值規定為3,而在Intel重新制訂的新規範中,強制要求CL的反應時間必須為2,這樣在一定程度上,對于内存廠商的芯片及PCB的組裝工藝要求相對較高,同時也保證了更優秀的品質。因此在選購品牌内存時,這是一個不可不察的因素。

還有另的诠釋:内存延遲基本上可以解釋成是系統進入數據進行存取操作就序狀态前等待内存響應的時間。打個形象的比喻,就像你在餐館裡用餐的過程一樣。你首先要點菜,然後就等待服務員給你上菜。同樣的道理,内存延遲時間設置的越短,電腦從内存中讀取數據的速度也就越快,進而電腦其他的性能也就越高。這條規則雙雙适用于基于英特爾以及AMD處理器的系統中。由于沒有比2-2-2-5更低的延遲,因此國際内存标準組織認為以現在的動态内存技術還無法實現0或者1的延遲。

通常情況下,我們用4個連着的阿拉伯數字來表示一個内存延遲,例如2-2-2-5。其中,第一個數字最為重要,它表示的是CAS Latency,也就是内存存取數據所需的延遲時間。第二個數字表示的是RAS-CAS延遲,接下來的兩個數字分别表示的是RAS預充電時間和Act-to-Precharge延遲。而第四個數字一般而言是它們中間最大的一個。

内存頻率

内存主頻和CPU主頻一樣,習慣上被用來表示内存的速度,它代表着該内存所能達到的最高工作頻率。内存主頻是以MHz(兆赫)為單位來計量的。内存主頻越高在一定程度上代表着内存所能達到的速度越快。内存主頻決定着該内存最高能在什麼樣的頻率正常工作。目前較為主流的内存頻率是800MHz的DDR2内存,以及一些内存頻率更高的DDR3内存。

大家知道,計算機系統的時鐘速度是以頻率來衡量的。晶體振蕩器控制着時鐘速度,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和變化的電流的形式表現出來,這一變化的電流就是時鐘信号。而内存本身并不具備晶體振蕩器,因此内存工作時的時鐘信号是由主闆芯片組的北橋或直接由主闆的時鐘發生器提供的,也就是說内存無法決定自身的工作頻率,其實際工作頻率是由主闆來決定的。

DDR内存和DDR2内存的頻率可以用工作頻率和等效頻率兩種方式表示,工作頻率是内存顆粒實際的工作頻率,但是由于DDR内存可以在脈沖的上升和下降沿都傳輸數據,因此傳輸數據的等效頻率是工作頻率的兩倍;而DDR2内存每個時鐘能夠以四倍于工作頻率的速度讀/寫數據,因此傳輸數據的等效頻率是工作頻率的四倍。例如DDR 200/266/333/400的工作頻率分别是100/133/166/200MHz,而等效頻率分别是200/266/333/400MHz;DDR2 400/533/667/800的工作頻率分别是100/133/166/200MHz,而等效頻率分别是400/533/667/800MHz。

産品分類

這裡需要明确的是,我們讨論的不同内存的概念是建立在尋址空間上的。IBM推出的第一台PC機采用的CPU是8088芯片,它隻有20根地址線,也就是說,它的地址空間是1MB。

PC機的設計師将1MB中的低端640KB用作RAM,供DOS及應用程序使用,高端的384KB則保留給ROM、視頻适配卡等系統使用。從此,這個界限便被确定了下來并且沿用至今。低端的640KB就被稱為常規内存即PC機的基本RAM區。保留内存中的低128KB是顯示緩沖區,高64KB是系統BIOS(基本輸入/輸出系統)空間,其餘192KB空間留用。

從對應的物理存儲器來看,基本内存區隻使用了512KB芯片,占用0000至7FFFF這512KB地址。顯示内存區雖有128KB空間,但對單色顯示器(MDA卡)隻需4KB就足夠了,因此隻安裝4KB的物理存儲器芯片,占用了B0000至B0FFF這4KB的空間,如果使用彩色顯示器(CGA卡)需要安裝16KB的物理存儲器,占用B8000至BBFFF這16KB的空間,可見實際使用的地址範圍都小于允許使用的地址空間。

在當時(1980年末至1981年初)這麼“大”容量的内存對PC機使用者來說似乎已經足夠了,但是随着程序的不斷增大,圖象和聲音的不斷豐富,以及能訪問更大内存空間的新型CPU相繼出現,最初的PC機和MS-DOS設計的局限性變得越來越明顯。

擴充内存

到1984年,即286被普遍接受不久,人們越來越認識到640KB的限制已成為大型程序的障礙,這時,Intel和Lotus,這兩家硬、軟件的傑出代表,聯手制定了一個由硬件和軟件相結合的方案,此方法使所有PC機存取640KB以上RAM成為可能。而Microsoft剛推出Windows不久,對内存空間的要求也很高,因此它也及時加入了該行列。

在1985年初,Lotus、Intel和Microsoft三家共同定義了LIM-EMS,即擴充内存規範,通常稱EMS為擴充内存。當時,EMS需要一個安裝在I/O槽口的内存擴充卡和一個稱為EMS的擴充内存管理程序方可使用。但是I/O插槽的地址線隻有24位(ISA總線),這對于386以上檔次的32位機是不能适應的。所以,現在已很少使用内存擴充卡。現在微機中的擴充内存通常是用軟件如DOS中的EMM386把擴展内存模拟或擴充内存來使用。所以,擴充内存和擴展内存的區别并不在于其物理存儲器的位置,而在于使用什麼方法來讀寫它。下面将作進一步介紹。

前面已經說過擴充存儲器也可以由擴展存儲器模拟轉換而成。EMS的原理和XMS不同,它采用了頁幀方式。頁幀是在1MB空間中指定一塊64KB空間(通常在保留内存區内,但其物理存儲器來自擴展存儲器),分為4頁,每頁16KB。EMS存儲器也按16KB分頁,每次可交換4頁内容,以此方式可訪問全部EMS存儲器。符合EMS的驅動程序很多,常用的有EMM386.EXE、QEMM、TurboEMS、386MAX等。DOS和Windows中都提供了EMM386.EXE。

擴展内存

我們知道,286有24位地址線,它可尋址16MB的地址空間,而386有32位地址線,它可尋址高達4GB的地址空間,為了區别起見,我們把1MB以上的地址空間稱為擴展内存XMS(eXtend memory)。

在386以上檔次的微機中,有兩種存儲器工作方式,一種稱為實地址方式或實方式,另一種稱為保護方式。在實方式下,物理地址仍使用20位,所以最大尋址空間為1MB,以便與8086兼容。保護方式采用32位物理地址,尋址範圍可達4GB。DOS系統在實方式下工作,它管理的内存空間仍為1MB,因此它不能直接使用擴展存儲器。為此,Lotus、Intel、AST及Microsoft公司建立了MS-DOS下擴展内存的使用标準,即擴展内存規範XMS。我們常在Config.sys文件中看到的Himem.sys就是管理擴展内存的驅動程序。

擴展内存管理規範的出現遲于擴充内存管理規範。

高端内存

在實方式下,内存單元的地址可記為:

段地址:段内偏移通常用十六進制寫為XXXX:XXXX。實際的物理地址由段地址左移4位再和段内偏移相加而成。若地址各位均為1時,即為FFFF:FFFF。其實際物理地址為:FFF0+FFFF=10FFEF,約為1088KB(少16字節),這已超過1MB範圍進入擴展内存了。這個進入擴展内存的區域約為64KB,是1MB以上空間的第一個64KB。我們把它稱為高端内存區HMA(High Memory Area)。HMA的物理存儲器是由擴展存儲器取得的。因此要使用HMA,必須要有物理的擴展存儲器存在。此外HMA的建立和使用還需要XMS驅動程序HIMEM.SYS的支持,因此隻有裝入了HIMEM.SYS之後才能使用HMA。

上位内存為了解釋上位内存的概念,我們還得回過頭看看保留内存區。保留内存區是指640KB~1024KB(共384KB)區域。這部分區域在PC誕生之初就明确是保留給系統使用的,用戶程序無法插足。但這部分空間并沒有充分使用,因此大家都想對剩餘的部分打主意,分一塊地址空間(注意:是地址空間,而不是物理存儲器)來使用。于是就得到了又一塊内存區域UMB。UMB(Upper Memory Blocks)稱為上位内存或上位内存塊。它是由擠占保留内存中剩餘未用的空間而産生的,它的物理存儲器仍然取自物理的擴展存儲器,它的管理驅動程序是EMS驅動程序。

影子内存

對于細心的讀者,可能還會發現一個問題:即是對于裝有1MB或1MB以上物理存儲器的機器,其640KB~1024KB這部分物理存儲器如何使用的問題。由于這部分地址空間已分配為系統使用,所以不能再重複使用。為了利用這部分物理存儲器,在某些386系統中,提供了一個重定位功能,即把這部分物理存儲器的地址重定位為1024KB~1408KB。這樣,這部分物理存儲器就變成了擴展存儲器,當然可以使用了。

但這種重定位功能在當今高檔機器中不再使用,而把這部分物理存儲器保留作為Shadow存儲器。Shadow存儲器可以占據的地址空間與對應的ROM是相同的。Shadow由RAM組成,其速度大大高于ROM。當把ROM中的内容(各種BIOS程序)裝入相同地址的Shadow RAM中,就可以從RAM中訪問BIOS,而不必再訪問ROM。這樣将大大提高系統性能。因此在設置CMOS參數時,應将相應的Shadow區設為允許使用(Enabled)。

經過上面分析,内存儲器的劃分可歸納如下:

基本内存占據0~640KB地址空間。

保留内存占據640KB~1024KB地址空間。分配給顯示緩沖存儲器、各适配卡上的ROM和系統ROM BIOS,剩餘空間可作上位内存UMB。UMB的物理存儲器取自物理擴展存儲器。此範圍的物理RAM可作為Shadow RAM使用。

上位内存(UMB)利用保留内存中未分配使用的地址空間建立,其物理存儲器由物理擴展存儲器取得。UMB由EMS管理,其大小可由EMS驅動程序設定。

高端内存(HMA)擴展内存中的第一個64KB區域(1024KB~1088KB)。由HIMEM.SYS建立和管理。

XMS内存符合XMS規範管理的擴展内存區。其驅動程序為HIMEM.SYS。

EMS内存符合EMS規範管理的擴充内存區。其驅動程序為EMM386.EXE等。

内存:随機存儲器(RAM),主要存儲正在運行的程序和要處理的數據。

其他内存

SRAM

SRAM(Static RAM)意為靜态随機存儲器。SRAM數據不需要通過不斷地刷新來保存,因此速度比DRAM(動态随機存儲器)快得多。但是SRAM具有的缺點是:同容量相比DRAM需要非常多的晶體管,發熱量也非常大。因此SRAM難以成為大容量的主存儲器,通常隻用在CPU、GPU中作為緩存,容量也隻有幾十K至幾十M。

SRAM目前發展出的一個分支是eSRAM(Enhanced SRAM),為增強型SRAM,具備更大容量和更高運行速度。

RDRAM

RDRAM是由RAMBUS公司推出的内存。RDRAM内存條為16bit,但是相比同期的SDRAM具有更高的運行頻率,性能非常強。

然而它是一個非開放的技術,内存廠商需要向RAMBUS公司支付授權費。并且RAMBUS内存的另一大問題是不允許空通道的存在,必須成對使用,空閑的插槽必須使用終結器。因此,除了短壽的Intel i820和i850芯片組對其提供支持外,PC平台沒有支持RAMBUS内存的芯片組。

可以說,它是一個優秀的技術,但不是一個成功的商業産品。

XDRRAM

XDR内存是RDRAM的升級版。依舊由RAMBUS公司推出。XDR就是“eXtreme Data Rate”的縮寫。

XDR依舊存在RDRAM不能大面普及的那些不足之處。因此,XDR内存的應用依舊非常有限。比較常見的隻有索尼的PS3遊戲機。

Fe-RAM

鐵電存儲器是一種在斷電時不會丢失内容的非易失存儲器,具有高速、高密度、低功耗和抗輻射等優點。由于數據是通過鐵元素的磁性進行存儲,因此,鐵電存儲器無需不斷刷新數據。其運行速度将會非常樂觀。而且它相比SRAM需要更少的晶體管。它被業界認為是SDRAM的最有可能的替代者。

MRAM

磁性存儲器。它和Fe-RAM具有相似性,依舊基于磁性物質來記錄數據。

OUM

相變存儲器。

奧弗辛斯基(Stanford Ovshinsky)在1968年發表了第一篇關于非晶體相變的論文,創立了非晶體半導體學。一年以後,他首次描述了基于相變理論的存儲器:材料由非晶體狀态變成晶體,再變回非晶體的過程中,其非晶體和晶體狀态呈現不同的反光特性和電阻特性,因此可以利用非晶态和晶态分别代表“0”和“1”來存儲數據。

産品發展

在計算機誕生初期并不存在内存條的概念,最早的内存是以磁芯的形式排列在線路上,每個磁芯與晶體管組成的一個雙穩态電路作為一比特(BIT)的存儲器,每一比特都要有玉米粒大小,可以想象一間的機房隻能裝下不超過百k字節左右的容量。後來才出線現了焊接在主闆上集成内存芯片,以内存芯片的形式為計算機的運算提供直接支持。那時的内存芯片容量都特别小,最常見的莫過于256K×1bit、1M×4bit,雖然如此,但這相對于那時的運算任務來說卻已經綽綽有餘了。

内存條的誕生

内存芯片的狀态一直沿用到286初期,鑒于它存在着無法拆卸更換的弊病,這對于計算機的發展造成了現實的阻礙。有鑒于此,内存條便應運而生了。将内存芯片焊接到事先設計好的印刷線路闆上,而電腦主闆上也改用内存插槽。這樣就把内存難以安裝和更換的問題徹底解決了。

在80286主闆發布之前,内存并沒有被世人所重視,這個時候的内存是直接固化在主闆上,而且容量隻有64 ~256KB,對于當時PC所運行的工作程序來說,這種内存的性能以及容量足以滿足當時軟件程序的處理需要。不過随着軟件程序和新一代80286硬件平台的出現,程序和硬件對内存性能提出了更高要求,為了提高速度并擴大容量,内存必須以獨立的封裝形式出現,因而誕生了“内存條”概念。

在80286主闆剛推出的時候,内存條采用了SIMM(Single In-lineMemory Modules,單邊接觸内存模組)接口,容量為30pin、256kb,必須是由8片數據位和1片校驗位組成1個bank,正因如此,我們見到的30pinSIMM一般是四條一起使用。自1982年PC進入民用市場一直到現在,搭配80286處理器的30pinSIMM内存是内存領域的開山鼻祖。

随後,在1988~1990年當中,PC技術迎來另一個發展高峰,也就是386和486時代,此時CPU已經向16bit發展,所以30pinSIMM内存再也無法滿足需求,其較低的内存帶寬已經成為急待解決的瓶頸,所以此時72pinSIMM内存出現了,72pinSIMM支持32bit快速頁模式内存,内存帶寬得以大幅度提升。72pinSIMM内存單條容量一般為512KB~2MB,而且僅要求兩條同時使用,由于其與30pinSIMM内存無法兼容,因此這個時候PC業界毅然将30pinSIMM内存淘汰出局了。

EDO DRAM(Extended Date Out RAM 外擴充數據模式存儲器)内存,這是1991年到1995年之間盛行的内存條,EDO DRAM同FPM DRAM(Fast Page Mode RAM 快速頁面模式存儲器)極其相似,它取消了擴展數據輸出内存與傳輸内存兩個存儲周期之間的時間間隔,在把數據發送給CPU的同時去訪問下一個頁面,故而速度要比普通DRAM快15~30%。工作電壓為一般為5V,帶寬32bit,速度在40ns以上,其主要應用在當時的486及早期的Pentium電腦上。

在1991年到1995年中,讓我們看到一個尴尬的情況,那就是這幾年内存技術發展比較緩慢,幾乎停滞不前,所以我們看到此時EDO DRAM有72pin和168pin并存的情況,事實上EDO内存也屬于72pin SIMM内存的範疇,不過它采用了全新的尋址方式。EDO在成本和容量上有所突破,憑借着制作工藝的飛速發展,此時單條EDO内存的容量已經達到4~16MB。由于Pentium及更高級别的CPU數據總線寬度都是64bit甚至更高,所以EDO DRAM與FPM DRAM都必須成對使用。

SDRAM時代

自Intel Celeron系列以及AMD K6處理器以及相關的主闆芯片組推出後,EDO DRAM内存性能再也無法滿足需要了,内存技術必須徹底得到個革新才能滿足新一代CPU架構的需求,此時内存開始進入比較經典的SDRAM時代。

第一代SDRAM内存為PC66規範,但很快由于Intel和AMD的頻率之争将CPU外頻提升到了100MHz,所以PC66内存很快就被PC100内存取代,接着133MHz外頻的PIII以及K7時代的來臨,PC133規範也以相同的方式進一步提升SDRAM的整體性能,帶寬提高到1GB/sec以上。由于SDRAM的帶寬為64bit,正好對應CPU的64bit數據總線寬度,因此它隻需要一條内存便可工作,便捷性進一步提高。在性能方面,由于其輸入輸出信号保持與系統外頻同步,因此速度明顯超越EDO内存。

不可否認的是,SDRAM内存由早期的66MHz,發展後來的100MHz、133MHz,盡管沒能徹底解決内存帶寬的瓶頸問題,但此時CPU超頻已經成為DIY用戶永恒的話題,所以不少用戶将品牌好的PC100品牌内存超頻到133MHz使用以獲得CPU超頻成功,值得一提的是,為了方便一些超頻用戶需求,市場上出現了一些PC150、PC166規範的内存。

盡管SDRAM PC133内存的帶寬可提高帶寬到1064MB/S,加上Intel已經開始着手最新的Pentium 4計劃,所以SDRAM PC133内存不能滿足日後的發展需求,此時,Intel為了達到獨占市場的目的,與Rambus聯合在PC市場推廣Rambus DRAM内存(稱為RDRAM内存)。與SDRAM不同的是,其采用了新一代高速簡單内存架構,基于一種類RISC(Reduced Instruction Set Computing,精簡指令集計算機)理論,這個理論可以減少數據的複雜性,使得整個系統性能得到提高。

在AMD與Intel的競争中,這個時候是屬于頻率競備時代,所以這個時候CPU的主頻在不斷提升,Intel為了蓋過AMD,推出高頻PentiumⅢ以及Pentium4處理器,因此Rambus DRAM内存是被Intel看着是未來自己的競争殺手锏,Rambus DRAM内存以高時鐘頻率來簡化每個時鐘周期的數據量,因此内存帶寬相當出色,如PC1066 1066 MHz 32 bits帶寬可達到4.2GByte/sec,Rambus DRAM曾一度被認為是Pentium4的絕配。

盡管如此,Rambus RDRAM 内存生不逢時,後來依然要被更高速度的DDR“掠奪”其寶座地位,在當時,PC600、PC700的Rambus RDRAM 内存因出現Intel820芯片組“失誤事件”、PC800 Rambus RDRAM因成本過高而讓Pentium 4平台高高在上,無法獲得大衆用戶擁戴,種種問題讓Rambus RDRAM胎死腹中,Rambus曾希望具有更高頻率的PC1066規範RDRAM來力挽狂瀾,但最終也是拜倒在DDR内存面前。

DDR時代

DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM)簡稱DDR,也就是“雙倍速率SDRAM”的意思。DDR可以說是SDRAM的升級版本,DDR在時鐘信号上升沿與下降沿各傳輸一次數據,這使得DDR的數據傳輸速度為傳統SDRAM的兩倍。由于僅多采用了下降緣信号,因此并不會造成能耗增加。至于定址與控制信号則與傳統SDRAM相同,僅在時鐘上升緣傳輸。

DDR内存是作為一種在性能與成本之間折中的解決方案,其目的是迅速建立起牢固的市場空間,繼而一步步在頻率上高歌猛進,最終彌補内存帶寬上的不足。第一代DDR200規範并沒有得到普及,第二代PC266 DDR SRAM(133MHz時鐘×2倍數據傳輸=266MHz帶寬)是由PC133 SDRAM内存所衍生出的,它将DDR 内存帶向第一個高潮,目前還有不少賽揚和AMD K7處理器都在采用DDR266規格的内存,其後來的DDR333内存也屬于一種過度,而DDR400内存成為目前的主流平台選配,雙通道DDR400内存已經成為800FSB處理器搭配的基本标準,随後的DDR533規範則成為超頻用戶的選擇對象。

DDR2時代

随着CPU性能不斷提高,我們對内存性能的要求也逐步升級。不可否認,緊緊依高頻率提升帶寬的DDR遲早會力不從心,因此JEDEC組織很早就開始醞釀DDR2标準,加上LGA775接口的915/925以及最新的945等新平台開始對DDR2内存的支持,所以DDR2内存将開始演義内存領域的今天。DDR2能夠在100MHz的發信頻率基礎上提供每插腳最少400MB/s的帶寬,而且其接口将運行于1.8V電壓上,從而進一步降低發熱量,以便提高頻率。

此外,DDR2将融入CAS、OCD、ODT等新性能指标和中斷指令,提升内存帶寬的利用率。從JEDEC組織者闡述的DDR2标準來看,針對PC等市場的DDR2内存将擁有400、533、667MHz等不同的時鐘頻率。高端的DDR2内存将擁有800、1000MHz兩種頻率。DDR-II内存将采用200-、220-、240-針腳的FBGA封裝形式。最初的DDR2内存将采用0.13微米的生産工藝,内存顆粒的電壓為1.8V,容量密度為512MB。

内存技術在2005年将會毫無懸念,SDRAM為代表的靜态内存在五年内不會普及。QBM與RDRAM内存也難以挽回頹勢,因此DDR與DDR2共存時代将是鐵定的事實。

PC-100的“接班人”除了PC一133以外,VCM(VirXual Channel Memory)也是很重要的一員。VCM即“虛拟通道存儲器”,這也是目前大多數較新的芯片組支持的一種内存标準,VCM内存主要根據由NEC公司開發的一種“緩存式DRAM”技術制造而成,它集成了“通道緩存”,由高速寄存器進行配置和控制。在實現高速數據傳輸的同時,VCM還維持着對傳統SDRAM的高度兼容性,所以通常也把VCM内存稱為VCM SDRAM。

VCM與SDRAM的差别在于不論是否經過CPU處理的數據,都可先交于VCM進行處理,而普通的SDRAM就隻能處理經CPU處理以後的數據,所以VCM要比SDRAM處理數據的速度快20%以上。目前可以支持VCM SDRAM的芯片組很多,包括:Intel的815E、VIA的694X等。

3.RDRAM

Intel在推出:PC-100後,由于技術的發展,PC-100内存的800MB/s帶寬已經不能滿足需求,而PC-133的帶寬提高并不大(1064MB/s),同樣不能滿足日後的發展需求。Intel為了達到獨占市場的目的,與Rambus公司聯合在PC市場推廣Rambus DRAM(DirectRambus DRAM)。

Rambus DRAM是:Rambus公司最早提出的一種内存規格,采用了新一代高速簡單内存架構,基于一種RISC(Reduced Instruction Set Computing,精簡指令集計算機)理論,從而可以減少數據的複雜性,使得整個系統性能得到提高。Rambus使用400MHz的16bit總線,在一個時鐘周期内,可以在上升沿和下降沿的同時傳輸數據,這樣它的實際速度就為400MHz×2=800MHz,理論帶寬為(16bit×2×400MHz/8)1.6GB/s,相當于PC-100的兩倍。

另外,Rambus也可以儲存9bit字節,額外的一比特是屬于保留比特,可能以後會作為:ECC(ErroI·Checking and Correction,錯誤檢查修正)校驗位。Rambus的時鐘可以高達400MHz,而且僅使用了30條銅線連接内存控制器和RIMM(Rambus In-line MemoryModules,Rambus内嵌式内存模塊),減少銅線的長度和數量就可以降低數據傳輸中的電磁幹擾,從而快速地提高内存的工作頻率。不過在高頻率下,其發出的熱量肯定會增加,因此第一款Rambus内存甚至需要自帶散熱風扇。

DDR3時代

DDR3相比起DDR2有更低的工作電壓,從DDR2的1.8V降落到1.5V,性能更好更為省電;DDR2的4bit預讀升級為8bit預讀。DDR3目前最高能夠達到2000Mhz的速度,盡管目前最為快速的DDR2内存速度已經提升到800Mhz/1066Mhz的速度,但是DDR3内存模組仍會從1066Mhz起跳。

一、DDR3在DDR2基礎上采用的新型設計:

1.8bit預取設計,而DDR2為4bit預取,這樣DRAM内核的頻率隻有接口頻率的1/8,DDR3-800的核心工作頻率隻有100MHz。

2.采用點對點的拓樸架構,以減輕地址/命令與控制總線的負擔。

3.采用100nm以下的生産工藝,将工作電壓從1.8V降至1.5V,增加異步重置(Reset)與ZQ校準功能。部分廠商已經推出1.35V的低壓版DDR3内存。即将到來的DDR4時代

内存廠商預計在2012年,DDR4時代将開啟,起步頻率降至1.2V,而頻率提升至2133MHz,次年進一步将電壓降至1.0V,頻率則實現2667MHz。

新一代的DDR4内存将會擁有兩種規格。根據多位半導體業界相關人員的介紹,DDR4内存将會是Single-endedSignaling(傳統SE信号)方式DifferentialSignaling(差分信号技術)方式并存。其中AMD公司的PhilHester先生也對此表示了确認。預計這兩個标準将會推出不同的芯片産品,因此在DDR4内存時代我們将會看到兩個互不兼容的内存産品。

故障修複

一、開機無顯示

由于内存條原因出現此類故障一般是因為内存條與主闆内存插槽接觸不良造成,隻要用橡皮擦來回擦試其金手指部位即可解決問題(不要用酒精等清洗),還有就是内存損壞或主闆内存槽有問題也會造成此類故障。

由于内存條原因造成開機無顯示故障,主機揚聲器一般都會長時間蜂鳴(針對Award Bios而言)

二、windows系統運行不穩定,經常産生非法錯誤

出現此類故障一般是由于内存芯片質量不良或軟件原因引起,如若确定是内存條原因隻有更換一途。

三、windows注冊表經常無故損壞,提示要求用戶恢複

此類故障一般都是因為内存條質量不佳引起,很難予以修複,唯有更換一途。

四、windows經常自動進入安全模式

此類故障一般是由于主闆與内存條不兼容或内存條質量不佳引起,常見于PC133内存用于某些不支持PC133内存條的主闆上,可以嘗試在CMOS設置内降低内存讀取速度看能否解決問題,如若不行,那就隻有更換内存條了。

五、随機性死機

此類故障一般是由于采用了幾種不同芯片的内存條,由于各内存條速度不同産生一個時間差從而導緻死機,對此可以在CMOS設置内降低内存速度予以解決,否則,唯有使用同型号内存。還有一種可能就是内存條與主闆不兼容,此類現象一般少見,另外也有可能是内存條與主闆接觸不良引起電腦随機性死機,此類現象倒是比較常見。

六、内存加大後系統資源反而降低

此類現象一般是由于主闆與内存不兼容引起,常見于PC133内存條用于某些不支持PC133内存條的主闆上,即使系統重裝也不能解決問題。

七、windows啟動時,在載入高端内存文件himem.sys時系統提示某些地址有問題此問題一般是由于内存條的某些芯片損壞造成,解決方法可參見下面内存維修一法。

八、運行某些軟件時經常出現内存不足的提示此現象一般是由于系統盤剩餘空間不足造成,可以删除一些無用文件,多留一些空間即可,一般保持在300M左右為宜。

九、從硬盤引導安裝windows進行到檢測磁盤空間時,系統提示内存不足此類故障一般是由于用戶在config.sys文件中加入了emm386.exe文件,隻要将其屏蔽掉即可解決問題。

十、安裝windows進行到系統配置時産生一個非法錯誤此類故障一般是由于内存條損壞造成,可以按内存維修一法來解決,如若不行,那就隻有更換内存條了。

十一、啟動windows時系統多次自動重新啟動此類故障一般是由于内存條或電源質量有問題造成,當然,系統重新啟動還有可能是CPU散熱不良或其他人為故障造成,對此,唯有用排除法一步一步排除。

十二、内存維修一法出現上面幾種故障後,倘若内存損壞或芯片質量不行,如條件不允許可以用烙鐵将内存一邊的各芯片卸下,看能否解決問題,如若不行再換卸另一邊的芯片,直到成功為止(如此焊工隻怕要維修手機的人方可達到)。當然,有條件用示波器檢測那就事半功倍了),采用此法後,因為已将内存的一邊芯片卸下,所以内存隻有一半可用,例如,64M還有32M可用,為此,對于小容量内存就沒有維修的必要了。

電腦内存六大故障

故障一:

内存條與主闆插槽接觸不良,故障表現為:打開主機電源後屏幕顯示“Error :Unable to ControlA20 Line ”出錯信息後死機。

解決方法:仔細檢查内存條是否與插槽保持良好接觸或更換内存條。

故障二:

開機自檢,在DOS狀态下運行應用程序,占用的内存地址沖突導緻内存分配錯誤,屏幕出現“Memory A11ocationError”提示。

解決方法:Confis.sys文件中沒有用Himem.sys 、Emm386.exe等内存治理文件設置Xms.ems 内存或者設置不當,使得系統僅能使用640KB基本内存,運行的程序稍大便出現“Out of Memory ”(内存不足)的提示,無法操縱。這些現象均屬軟故障,編寫好系統配置文件Config.sys後重新啟動xp系統即可。

故障三:

Windows系統中運行的應用程序非法訪問内存、内存中駐留了太多應用程序、活動窗口打開太多、應用程序相關配置文件不公道等原因均能導緻屏幕出現很多有關内存出錯的信息。

解決方法:此類故障必須采用清除内存駐留程序、減少活動窗口、調整配置文件(INI),重裝系統和應用程序等辦法來處理。

故障四:

Windows系統中運行DOS狀态下的應用軟件(如DOS下運行的遊戲軟件等)時,因軟件之間分配、占用内存沖突出現黑屏、花屏、死機現象。

解決辦法:退出Windows系統,進進DOS狀态,再運行應用程序。

故障五:

程序有病毒,病毒程序駐留内存、CMOS參數中内存值的大小被病毒修改,将導緻内存值與内存條實際内存大小不符、内存工作異常等現象。

解決辦法:采用殺毒軟件消除病毒;CMOS中參數被病毒修改,先将CMOS短接放電,重新啟動機器,進進CMOS後仔細檢查各項硬件參數,正确設置有關内存的參數值。

故障六:

電腦升級進行内存擴充,選擇了與主闆不兼容的内存條。

解決方法:先升級主闆的BIOS,看看是否能解決,否則隻能更換内存條。

上一篇:可視化

下一篇:端口鏡像

相關詞條

相關搜索

其它詞條