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第 7 章 存储器 Memory. 本章主要教学内容. 存储器概述 存储器与 CPU 的典型连接 内存实用技术解读. 内部存储器 外部存储器. 存储系统 概述 —— 存储体系. 存储系统 —— 是计算机的重要组成部分 , 用来存储计算机工作需要的信息(程序和数据)的部件,构成计算机的信息记忆功能。. 存储器可分为两大类: 内部存储器 外部存储器. 内部存储器分类. 它里面存储的信息是由电脑出厂时已经写好的,掉电不丢失。. 只读存储器( ROM). 内部存储器. 它是我们常说的内存,它里面存储的信息是电脑当前正在处理的程序或数据,掉电则丢失。.
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第7章 存储器 Memory 本章主要教学内容 • 存储器概述 • 存储器与CPU的典型连接 • 内存实用技术解读
内部存储器 外部存储器 存储系统概述——存储体系 存储系统——是计算机的重要组成部分,用来存储计算机工作需要的信息(程序和数据)的部件,构成计算机的信息记忆功能。 存储器可分为两大类:内部存储器 外部存储器
内部存储器分类 它里面存储的信息是由电脑出厂时已经写好的,掉电不丢失。 只读存储器(ROM) 内部存储器 它是我们常说的内存,它里面存储的信息是电脑当前正在处理的程序或数据,掉电则丢失。 随机访问存储器(RAM) 备注:今后我们说“内存”就是指RAM,除非特别指明
内 存 综 述 Memory 作为PC不可缺少的重要核心部件——内存, 它伴随着其它硬件走过了多年历程,其规格、 技术、总线带宽等不断更新换代 不过我们有理由相信,内存的更新换代可谓万变不离其宗,其目的在于提高内存的带宽,以满足CPU不断升高的带宽要求、避免成为高速CPU运算的瓶颈
外存 储器 内存 中央 接口 总线 处理器 内存的功能 内存的作用: 运行程序; 暂存常用的程序、数据; 与外存储器、外设交换数据的缓冲存储。 Tips外存主要有 磁存储器、光存储器和 Flash存储器三种。
CPU 系统总线 地址总线 读写控制 数据总线 地址 寄存器 MAR 时序 控制电路 数据 寄存器 MDR 地址 译码 器 存储 芯片 阵列 读写 驱动 电路 内存的工作示意图 • 内存的构成:包括存储阵列、地址/数据寄存器、地址译码器、时序控制电路(动态存储器还包括刷新控制电路)和读写驱动等部分组成。
内存的主要技术指标 • 存储容量:存储器可以容纳的二进制信息量,以字节(Byte)为单位1KB = 210 = 1024B 1MB = 220 = 1024KB = 1,048,576B 1GB = 230 = 1024MB = 1,048,576KB = 1,073,741,824B • 速度:读取时间=从发出读出命令到信息稳定在存储器输出端的时间,一般单位为ns(10-9秒)。DRAM芯片:一般为几十ns。目前由DRAM芯片构成的内存条(模块):突发传送模式下读写速度可以达到2ns。如DDR400连续读取的极限速度为2.5ns。 • 带宽:(存储器位数/8)*读取速度峰值,单位为MB/s。
RAM与CPU的连接主要有三部分: • 地址线的连接:地址总线传输被访问的存储单元的地址信号 • 数据线的连接:数据总线传输被访问的存储单元的数据信号 • 控制线的连接:控制总线传输读/写信号和其他控制信号
内存与CPU的连接(宏观层面图) 控制总线 地址译码器 A0 0 A1 1 C P U …… 地址总线 存储单元(字节) i … An-1 2n -1 …… 数据总线 D7 D0 D1
8086 CPU RD WR BHE 片选信号线 A0 存储体 512K*8 存储体 512K*8 … … A1 地址总线 地址总线 A19 … … D0 数据总线 … D7 D8 … 数据总线 D15 8086系统的典型连接(要求理解)
列选择信号 数据输出 地址 锁存器 列地址 译码器 行选择信号 地址 行地址 译码器 数据输入 RAS CAS 位存储单元 RAS(行选通):Row Address Strobe CAS(列选通):Column Address Strobe WE 内存与CPU的连接(微观层面图) • DRAM芯片结构:存储阵列为多页面结构,地址线为行地址和列地址分别传送,由行选通(RAS)信号和列选通信号控制。数据线分为输入和输出,WE有效为写,无效为读。
位扩展法 连接图 方法:① 各芯片的数据线分别接到数据总线的各位上(黄线); ② 各芯片的地址线并接在一起,连到相应的地址总线各位(粉红线); ③ 各芯片的控制线并接在一起,连到相应的控制线上(红线)。
方法:① 将各存储芯片片内地址线(图示为:A17-A0)、数据线、读/写控制线并联,接到相应的总线上; ② 将地址线的高位(图示为:A20-A18)送地址译码器产生片选信号,接各存储芯片的CS端,以选择芯片。
随堂练习题(针对考试需要) 下列RAM芯片需要多少条地址线,多少条数据线? 512K*8 1K*4(Intel 2114) 8K*8(Intel 6264) 64K*1 现有Intel 6264存储芯片若干,要组成16K*16的系统, 请问:(课后练习) 需要多少片? 画出示意图
课后思考:用256K×8位的存储芯片设计容量为2048K×32位课后思考:用256K×8位的存储芯片设计容量为2048K×32位 的存储器,画出与CPU连接的逻辑示意图。
理论指导实践 从Pentium起,CPU地址总线的条数就不是32,而是36条了, 数据总线是64条,这也是现在的内存条大多是8颗粒封装的原因 假设上图是一个1GB的内存条,则每个存储颗粒的容量是128M, 8个颗粒形成64bit的宽度,正好对应目前CPU的64条数据总线
内存新技术双通道 Dual Channel • 双通道——通过在内存控制器(北桥芯片)上增加两个存储器通道,使用现有的存储器模组实现两个通道并行工作,在同时安装 两条DDR或DDR2内存,可以实现128位的位宽。 Tips:支持双通道的主机板一般都有4个DIMM存储器插槽,两个内存条必须插到同颜色的插槽才可以配置成双通道模式。
内存实用知识扩展 之 ECC • ECC是“Error Checking and Correcting”的简写,中文名称是“错误检查和纠正”。 • 一般多应用在服务器及图形工作站上,这将使整个电脑系统在工作时更趋于安全稳定
内存实用知识扩展 之 SPD • 关于SPD(Serial Presence Detect):用1个小容量EEPROM芯片,记录内存的速度、容量、电压等参数信息。当开机时BIOS将自动读取SPD中记录的信息,以完成正确的硬件参数设置 SPD 芯片
内存性能参数 • 容量(单位:字节Byte) SD : 64M,128M,256M,512M DDR : 256M,512M,1G DDR2 : 512M,1G,2G • 频率(单位:Mhz) SD : 66,100,133 DDR : 200,266,333,400 DDR2 : 533,667,800
内存带宽一览表 带宽(单位:MB/s) = 频率(单位:MHz) × 位宽(单位:bit) / 8
常见内存品牌之 金士顿
常见内存品牌之 宇瞻
常见内存品牌之 威刚
常见内存品牌之 现代
常见内存品牌之 三星
内存选购小贴士 • 尽可能选择 单条容量大的 • 尽可能选择 同规格中频率高的 • 尽可能选择 品牌的或出货量大的