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存儲器運(yùn)算器控制器輸入輸出中央處理器CPU主機(jī)第2章主存儲器2.1存儲器概述2.2高速存儲器2.3Cache存儲器2.4內(nèi)存主要性能指標(biāo)2.5內(nèi)存條1.數(shù)據(jù)位寬2.存儲容量3.內(nèi)存速度4.內(nèi)存頻率5.內(nèi)存帶寬6.內(nèi)存電壓2.4內(nèi)存主要性能指標(biāo)1.數(shù)據(jù)位寬1.數(shù)據(jù)位寬常見的數(shù)據(jù)位有1位、4位、8位等多種格式,使用時(shí)由內(nèi)存芯片的合理組合構(gòu)成一個(gè)完整的存儲體。如,用2片4位的內(nèi)存芯片可以構(gòu)成一個(gè)8位的字節(jié)存儲體(位擴(kuò)展)。2.4內(nèi)存主要性能指標(biāo)2.內(nèi)存容量存儲器所能容納的存儲單元的總數(shù)量,單位Byte(字節(jié))。分最大容量和實(shí)際容量。內(nèi)存芯片:俗稱“顆?!保钦嬲饬x上的DRAM內(nèi)存,其內(nèi)部由大量的基本存儲元按一定規(guī)律組合而成。片容量=基本存儲元數(shù)×數(shù)據(jù)位數(shù)
(存儲單元數(shù)目×存儲單元長度)2.4內(nèi)存主要性能指標(biāo)內(nèi)存條標(biāo)簽上標(biāo)注的單條存儲容量片容量=32M×16bit3.內(nèi)存速度反映了CPU對內(nèi)存單元數(shù)據(jù)進(jìn)行讀/寫操作的速度快慢。一般以內(nèi)存芯片的存取速度、內(nèi)存總線速度和數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t時(shí)間來衡量。2.4內(nèi)存主要性能指標(biāo)3.內(nèi)存速度1)內(nèi)存芯片存取速度以內(nèi)存芯片的讀寫時(shí)間或存取周期來衡量,單位是ns(納秒)。它以后綴形式反映在芯片型號上,其數(shù)值越小,存取速度越快,價(jià)格也越高。
如,芯片型號的后面印有-60、-70、-10、-7等字樣,表示起存取速度為60ns、70ns、10ns、7ns。3.內(nèi)存速度2.4內(nèi)存主要性能指標(biāo)存取速度為10ns3.內(nèi)存速度1)內(nèi)存芯片存取速度3.內(nèi)存速度2.4內(nèi)存主要性能指標(biāo)3.內(nèi)存速度1)內(nèi)存芯片存取速度3.內(nèi)存速度2.4內(nèi)存主要性能指標(biāo)
內(nèi)存條的存取速度與主機(jī)板速度相匹配時(shí),方能發(fā)揮出最大的效率。如果系統(tǒng)要求內(nèi)存速度為80ns,但使用60ns或70ns的內(nèi)存條,并沒有實(shí)際的效益。如果系統(tǒng)要求內(nèi)存速度為60ns,而使用70ns或80ns的內(nèi)存條,可千萬系統(tǒng)崩潰。3.內(nèi)存速度1)內(nèi)存芯片存取速度3.內(nèi)存速度2.4內(nèi)存主要性能指標(biāo)
內(nèi)存條的存取速度與主機(jī)板速度相匹配時(shí),方能發(fā)揮出最大的效率。
不同速度的內(nèi)存條可混合使用,但以最慢的速度為準(zhǔn)。3.內(nèi)存速度2)內(nèi)存總線速度也稱內(nèi)存總線頻率。是內(nèi)存芯片的實(shí)際工作頻率。單位MHZ。它由內(nèi)存總線的工作時(shí)鐘決定,數(shù)值越大,速度越快。3.內(nèi)存速度2.4內(nèi)存主要性能指標(biāo)3.內(nèi)存速度3)數(shù)據(jù)傳輸延遲時(shí)間行地址列地址延遲時(shí)間CL——CPU等待時(shí)間
CL=23.內(nèi)存速度3)數(shù)據(jù)傳輸延遲時(shí)間3.內(nèi)存速度2.4內(nèi)存主要性能指標(biāo)3.內(nèi)存速度3)數(shù)據(jù)傳輸延遲時(shí)間3.內(nèi)存速度3)數(shù)據(jù)傳輸延遲時(shí)間3.內(nèi)存速度2.4內(nèi)存主要性能指標(biāo)CL(CASLatency)指的是CPU在接到讀取某列內(nèi)存地址上數(shù)據(jù)的指令后到實(shí)際開始讀出數(shù)據(jù)所需的等待時(shí)間。CL=2指等待時(shí)間為2個(gè)CPU時(shí)鐘周期,而CL=3的則為3個(gè)CPU時(shí)鐘周期。
它決定了內(nèi)存的性能,在同等工作頻率下,CAS等待時(shí)間為2的芯片比CAS等待時(shí)間為3的芯片速度更快、性能更好。
4.內(nèi)存頻率內(nèi)存主頻與CPU主頻一樣,用來表示內(nèi)存的工作速度,它代表著該內(nèi)存正常工作所能達(dá)到的最高頻率,以MHz為計(jì)量單位。在一定程度上,內(nèi)存主頻越高,內(nèi)存所能達(dá)到的速度越快。2.4內(nèi)存主要性能指標(biāo)即內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳輸率,是指單位時(shí)間內(nèi)能夠訪問內(nèi)存的最大字節(jié)數(shù)。內(nèi)存帶寬=內(nèi)存頻率MHz×倍率系數(shù)×數(shù)據(jù)位數(shù)bit÷8bit/Byte)單位:MBPS、GBPS內(nèi)存?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn):指主板所支持的內(nèi)存?zhèn)鬏攷挼拇笮?。主板支持的?nèi)存?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)決定著主板所能采用的最高性能的內(nèi)存規(guī)格,是選購主板和內(nèi)存條的關(guān)鍵因素之一。5.內(nèi)存帶寬2.4內(nèi)存主要性能指標(biāo)6.內(nèi)存電壓2.4內(nèi)存主要性能指標(biāo)內(nèi)存正常工作所需要的電壓值,不同類型的內(nèi)存電壓也不同,但各自均有自己的規(guī)格,超出其規(guī)格,容易造成內(nèi)存損壞。SDRAM內(nèi)存一般工作電壓都在3.3伏左右,上下浮動(dòng)額度不超過0.3伏;
DDRSDRAM內(nèi)存一般工作電壓都在2.5伏左右,上下浮動(dòng)額度不超過0.2伏;
DDR2SDRAM內(nèi)存的工作電壓一般在1.8V左右。具體到每種品牌、每種型號的內(nèi)存,則要看廠家了,但都會遵循SDRAM內(nèi)存3.3伏、DDRSDRAM內(nèi)存2.5伏、DDR2SDRAM內(nèi)存1.8伏的基本要求,在允許的范圍內(nèi)浮動(dòng)。
DDR3內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)電壓是1.5V,低電壓版可1.35V。6.內(nèi)存電壓2.4內(nèi)存主要性能指標(biāo)略微提高內(nèi)存電壓,有利于內(nèi)存超頻,但是同時(shí)發(fā)熱量大大增加,因此有損壞硬件的風(fēng)險(xiǎn)。1.內(nèi)存條相關(guān)概念2.5內(nèi)存條2.內(nèi)存條的接口形式3.內(nèi)存類型4.內(nèi)存型號1.內(nèi)存條相關(guān)概念3.內(nèi)存類型1)內(nèi)存條:
將由內(nèi)存芯片組成的內(nèi)存模塊焊接在一定規(guī)格的印刷電路板(PCB)上而成的電路插件板稱為內(nèi)存條。1.內(nèi)存條相關(guān)概念說明: 安插在內(nèi)存插槽上,集成電路塊存儲模組;若干DRAM內(nèi)存芯片組裝在PCB板上,減少主板空間的占用,簡化安裝,利于擴(kuò)充。1.內(nèi)存條相關(guān)概念1)內(nèi)存條:1.內(nèi)存條相關(guān)概念
金手指是內(nèi)存條上與內(nèi)存插槽之間的連接部件,所有的信號都是通過金手指進(jìn)行傳送的。金手指由眾多金黃色的導(dǎo)電觸片組成,因其表面鍍金而且導(dǎo)電觸片排列如手指狀,所以稱為“金手指”。2)金手指1.內(nèi)存條相關(guān)概念內(nèi)存金手指
金手指上的導(dǎo)電觸片(觸點(diǎn))數(shù)習(xí)慣稱為針腳數(shù)(Pin或稱線)。1)DIP雙列直插式2.內(nèi)存條的接口形式2.內(nèi)存條的接口形式2)SIMM(SingleInlineMemoryModule,
單列直插)30線72線在30線的系統(tǒng)中,有奇偶校驗(yàn)的則使用9位的內(nèi)存條,無奇偶校驗(yàn)的使用8位的內(nèi)存條。在72線系統(tǒng)中,有奇偶校驗(yàn)使用的36位內(nèi)存條,無奇偶校驗(yàn)則使用32線內(nèi)存條。30pin內(nèi)存條2.內(nèi)存條的接口形式2)SIMM(SingleInlineMemoryModule,
單列直插)30線72線在30線的系統(tǒng)中,有奇偶校驗(yàn)的則使用9位的內(nèi)存條,無奇偶校驗(yàn)的使用8位的內(nèi)存條。在72線系統(tǒng)中,有奇偶校驗(yàn)使用的36位內(nèi)存條,無奇偶校驗(yàn)則使用32線內(nèi)存條。72pin內(nèi)存條在DIMM內(nèi)存中的顆粒采用了DIP(DualInlinePackage:雙列直插封裝)封裝,如上圖中黑色的芯片。早期的內(nèi)存顆粒是直接焊接在主板上面的,這樣如果一片內(nèi)存出現(xiàn)故障,那么整個(gè)主板都要報(bào)廢了。后來在主板上出現(xiàn)了內(nèi)存顆粒插槽,這樣就可以更換內(nèi)存顆粒了,但是熱膨脹的緣故,每使用一段時(shí)間你就需要打開機(jī)箱把內(nèi)存顆粒按回插槽。2.內(nèi)存條的接口形式2)SIMM(SingleInlineMemoryModule,
單列直插)SIMM內(nèi)存條2.內(nèi)存條的接口形式2.內(nèi)存條的接口形式3)DIMM(DualInlineMemoryModule,雙列直插內(nèi)存模塊)其觸點(diǎn)分布在左右兩排。2.內(nèi)存條的接口形式3)DIMMSDRAMDIMM 168線DDRDIMM184線DDR2DIMM240線SDRAMDIMM為168PinDIMM結(jié)構(gòu),金手指每面為84Pin,金手指上有兩個(gè)卡口,用來避免插入插槽時(shí),錯(cuò)誤將內(nèi)存反向插入而導(dǎo)致燒毀;DDRDIMM則采用184PinDIMM結(jié)構(gòu),金手指每面有92Pin,金手指上只有一個(gè)卡口。DDR2DIMM為240pinDIMM結(jié)構(gòu),金手指每面有120Pin,與DDRDIMM一樣金手指上也只有一個(gè)卡口,但是卡口的位置稍微有一些不同。2.內(nèi)存條的接口形式4)RIMM(RambusInlineMemoryModule)
雙面;
184Pin的針腳;兩個(gè)卡口(距離近)。RDRAM內(nèi)存3.內(nèi)存類型3)SDRAM內(nèi)存4)DDR內(nèi)存5)RDRAM內(nèi)存1)FPM內(nèi)存2)EDO內(nèi)存3.內(nèi)存類型1)FPM內(nèi)存FPM是FastPageMode(快頁模式)的簡稱,是較早的PC機(jī)普遍使用的內(nèi)存類型,它每隔3個(gè)時(shí)鐘脈沖周期傳送一次數(shù)據(jù)。3.內(nèi)存類型2)EDO內(nèi)存EDODRAM(ExtendedDateOutRAM,擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出內(nèi)存)每隔2個(gè)時(shí)鐘脈沖周期傳輸一次數(shù)據(jù),大大地縮短了存取時(shí)間,使存取速度提高30%,達(dá)到60ns。EDO內(nèi)存主要用于72線的SIMM內(nèi)存條,以及采用EDO內(nèi)存芯片的PCI顯示卡。這種內(nèi)存流行在486以及早期的奔騰計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,它有72線和168線之分,采用5V工作電壓,帶寬32bit,必須兩條或四條成對使用。3.內(nèi)存類型2)EDO內(nèi)存3)SDRAM內(nèi)存SynchronousDRAM(同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲器)
它的工作速度是與系統(tǒng)總線速度同步。SDRAM采用3.3伏工作電壓,168線的DIMM接口,數(shù)據(jù)寬度為64位。SDRAM在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)只傳輸一次數(shù)據(jù),在時(shí)鐘的上升沿進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。3.內(nèi)存類型由于SDRAM的帶寬為64bit,正好對應(yīng)CPU的64bit數(shù)據(jù)總線寬度,因此它只需要一條內(nèi)存便可工作,便捷性進(jìn)一步提高。在性能方面,由于其輸入輸出信號保持與系統(tǒng)外頻同步,因此速度明顯超越EDO內(nèi)存。SDRAM內(nèi)存又分為PC66、PC100、PC133等不同規(guī)格,規(guī)格后面的數(shù)字就代表著該內(nèi)存最大所能正常工作系統(tǒng)總線速度。3)SDRAM內(nèi)存3.內(nèi)存類型比如PC100,說明此內(nèi)存可以在系統(tǒng)總線為100MHz的電腦中同步工作。與系統(tǒng)總線速度同步,也就是與系統(tǒng)時(shí)鐘同步,這樣就避免了不必要的等待周期,減少數(shù)據(jù)存儲時(shí)間。SDRAM內(nèi)存又分為PC66、PC100、PC133等不同規(guī)格,規(guī)格后面的數(shù)字就代表著該內(nèi)存最大所能正常工作系統(tǒng)總線速度。3)SDRAM內(nèi)存3.內(nèi)存類型
內(nèi)存帶寬的計(jì)算
帶寬=數(shù)據(jù)傳輸頻率*位寬PC100SDRAM:100*64位=800MB/SPC133SDRAM:133*64位=1064MB/SSDRAM不僅應(yīng)用在內(nèi)存上,在顯存上也較為常見。3)SDRAM內(nèi)存3.內(nèi)存類型常見SDRAM內(nèi)存SDRAM內(nèi)存插槽示意圖PC66SDRAM內(nèi)存
從理論上說,SDRAM與CPU頻率同步,共享一個(gè)時(shí)鐘周期。SDRAM內(nèi)含兩個(gè)交錯(cuò)的存儲陣列,當(dāng)CPU從一個(gè)存儲陣列訪問數(shù)據(jù)的同時(shí),另一個(gè)已準(zhǔn)備好讀寫數(shù)據(jù),通過兩個(gè)存儲陣列的緊密切換,讀取效率得到成倍提高。3)SDRAM內(nèi)存3.內(nèi)存類型4)DDR內(nèi)存DDRSDRAM,(DoubleDataRateSDRAM)雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲器DDR內(nèi)存一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)傳輸兩次數(shù)據(jù),它能夠在時(shí)鐘的上升期和下降期各傳輸一次數(shù)據(jù)。
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。3.內(nèi)存類型DDR內(nèi)存的頻率4)DDR內(nèi)存3.內(nèi)存類型數(shù)據(jù)傳輸率(帶寬):200MHz×64位=1600MB/sDDR2內(nèi)存的頻率4)DDR內(nèi)存3.內(nèi)存類型4)DDR內(nèi)存3.內(nèi)存類型DDR2能夠在100MHz的頻率基礎(chǔ)上提供每插腳最少400MB/s的帶寬,而且其接口將運(yùn)行于1.8V電壓上,從而進(jìn)一步降低發(fā)熱量,以便提高頻率。
DDR2內(nèi)存擁有兩倍于上一代DDR內(nèi)存預(yù)讀取能力(即:4bit數(shù)據(jù)讀預(yù)?。?。換句話說,DDR2內(nèi)存每個(gè)時(shí)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。240針DDR2DIMM插槽2)DDR內(nèi)存3.內(nèi)存類型DDR2533內(nèi)存2)DDR內(nèi)存3.內(nèi)存類型2)DDR內(nèi)存3.內(nèi)存類型課后:DDR3主要性能指標(biāo)?5)RDRAM內(nèi)存RambusDRAM
與DDR和SDRAM不同,采用串行的數(shù)據(jù)傳輸模式。RDRAM的數(shù)據(jù)存儲位寬是16位,遠(yuǎn)低于DDR和SDRAM的64位。但在頻率方面則遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于二者,可以達(dá)到400MHz乃至更高;
同樣也是在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)傳輸兩次次數(shù)據(jù),能夠在時(shí)鐘的上升期和下降期各傳輸一次數(shù)據(jù);
內(nèi)存帶寬能達(dá)到1.6Gbyte/s。3.內(nèi)存類型5)RDRAM內(nèi)存3.內(nèi)存類型
在推出時(shí),因?yàn)槠鋸氐赘淖兞藘?nèi)存的傳輸模式,無法保證與原有的制造工藝相兼容,而且內(nèi)存廠商要生產(chǎn)RDRAM還必須要加納一定專利費(fèi)用,再加上其本身制造成本,就導(dǎo)致了RDRAM從一問世就高昂的價(jià)格讓普通用戶無法接收。而同時(shí)期的DDR則能以較低的價(jià)格,不錯(cuò)的性能,逐漸成為主流,雖然RDRAM曾受到英特爾公司的大力支持,但始終沒有成為主流。課后作業(yè)
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