计算机基础第4章 内存

4.1.1 内存条的分类 为了节省主板空间，增强配置的灵活性，现在主板均采用内存模块结构，其中条 形结构是现在最常用的模块结构。条形存储器是把存储器芯片、电容、电阻等元 件焊在一小条印制电路板上，形成大容量的内存模块，简称内存条。 1．按内存条的技术标准（接口类型）分类 根据内存条的不同技术标准或称内存接口类型，可分为DDR、DDR2、DDR3、 DDR4等。目前主板上使用的主流内存类型仍然是DDR3。 2．按内存条的使用机型分类 按内存条的使用机型可分为台式机内存条和笔记本电脑内存条。 （1）台式机内存条
2．DDR2 SDRAM内存条 DDR2 SDRAM（简称DDR2）内存条有240个引脚，内存条的SPD芯片与DDR内存 不同，通常被焊在内存条的中间位置，DDR2内存条的外观如图4-11所示。常见容 量有256MB、512MB、1GB、2GB等。
3．DDR3 SDRAM内存条 DDR3 SDRAM（简称DDR3）内存条是当前主流内存产品。DDR3与DDR2一样， 也有240个针脚，但DDR3针脚隔断槽口与DDR2不同，DDR3内存左、右两侧安装 插口与DDR2不同，DDR3的外观如图4-12所示。DDR3常见容量有1GB、2GB、 4GB等。
内存带宽也叫数据传输速率（Data Rate），是指单位时间内通过内存的数据量， 通常以MB/S表ຫໍສະໝຸດ Baidu。计算内存带宽的公式为 内存最大带宽（MB/S）=【最大外部频率（MHz）每个时钟周期内交换的数据包 个数总线宽度（bit）】/8 如果内存是SDRAM，“每个时钟周期内交换的数据包个数”为1；如果是DDR，则 为2；如果是DDR2，则为4；如果是DDR3，则为8。 例如，在100MHz下，DDR内存理论带宽为（100MHz 2 64bit）/8 = 1.6GB/S， 在133MHz下可达到（133MHz 2 64bit）/8=2.1GB/S。此处，除以8是将位（bit） 换算成字节（B）。
台式机内存条使用标准DIMM（Dual Inline Memory Module，双边接触内存模组）， 这种类型接口的内存条两边都有引脚。184线的DDR SDRAM、240线的DDR2 SDRAM和DDR3 SDRAM、284线的DDR4 SDRAM内存都属于DIMM接口类型。 所谓内存线数是指引脚数。
4.2.2 内存条的技术标准 根据内存条的不同技术标准或称内存接口类型，DRAM又可分为不同的类型， SDRAM家族的内存包括DDR SDRAM、DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM、DDR4 SDRAM等类型，下面主要介绍后4种内存条。 1．DDR SDRAM内存条 DDR SDRAM（简称DDR）内存条是在SDRAM内存条基础上发展而来的，仍然沿 用SDRAM生产体系。DDR内存条有184个引脚，常见容量有128MB、256MB、 512MB等，其外观如图4-10所示。
4.1 内存条的分类、结构和封装
自1970年英特尔(Intel)发表最早的商用DRAM芯片－Intel 1103开始，随着半 导体技术的进步与科技产品的演进，DRAM标准也从异步的DIP、EDO DRAM、同步的SDRM(Synchronous DRAM)、进展到上下缘皆可触发的 DDR DRAM(Double-Data Rate DRAM)。 每一代新的标准，目的不外乎是针对前一代做以下的改进：单位面积可容纳 更多的内存、数据传输的速度更快、以及更少的耗电量。更小、更快、更省 电，是半导体产业永不停息的追求目标，当然DRAM也不例外。
（2）笔记本电脑内存条 笔记本电脑采用一种改良型的DIMM模块，称为SO-DIMM应用于笔记型电脑、打印 机、传真机等设备。SO-DIMM DDR有184针脚，DDR2有200针脚，DDR3有204针 脚。如图4-2所示是DDR2、DDR3 SO-DIMM内存条的外观。
4.1.2 内存条的结构 下面以如图4-3所示的DDR3 SDRAM为例，介绍内存条的结构。
4．DDR4 SDRAM内存条 由于 DDR3 已经到达其性能和带宽的上限，为了继续满足人们对更高性能和增加带 宽的需求，新一代 DDR SDRAM ——DDR4应运而生。2012年9月，DDR4内存标准 规范（DDR4 SDRAM STANDARD）正式公布，DDR4 的性能更高、DIMM 容量更 大、数据完整性更强且能耗更低。DDR4最重要的使命当然是提高频率和带宽。 DDR4内存的每个针脚都可以提供2Gbps(256MB/s)的带宽，DDR4-3200那就是 51.2GB/s，比之DDR3-1866高出了超过70％。 DDR4内存沿袭了DDR的本质架构，最关键的使命就是提升频率，它的起跳数据传输 率为1600Mbps（1.6GT/s），也就是相当于最低DDR4-1600；初期最高值为 3.2GT/s，最高DDR4-3200。DDR4将标准电压降低到了1.2V，前三代的电压标准分 别为2.5V、1.8V、1.5V。DDR、DDR2、DDR3分别是2n、4n、8n预取，每一代都 翻番，但是DDR4依然停留在了8n预取上，也就是内部数据率是外部频率的1/8。 bank group可选两个或四个，这可以让DDR4内存在每个独立的bank group内单独执
1．PCB 2．金手指（针脚） 3．内存条固定卡缺口 4．金手指缺口 5．内存芯片 6．SPD芯片 7．内存颗粒空位 8．电容 9．电阻 10．标签 11．散热器
4.1.3 内存芯片的封装 1．TSOP封装
2．BGA封装
3．CSP封装
4.2 内存条的技术发展和标准
4.2.1 内存条的技术发展 内存条经历了从第1代的SIMM内存条，到EDO DRAM内存条，以及1999年市场主流 的SDRAM内存条，直到2002年进入DDR（200~400Mbps）时代，在2006年大量使 用DDR2（400~800Mbps）内存，2010年，DDR3（800~2133Mbps）成为市场主 流。预计2016年DDR4（2133~4266Mbps）将取代DDR3成为主流。DDR DRAM各 标准的数据传输率，如图4-9所示。