1 存储器的类型
计算机系统中存储器有多种存储器,按照读写功能,我们通常将它们分为ROM和RAM两种。
I、只读存储器:只读存储器(Read Only Memory,ROM)主要用于存放固化的控制程序,常用于BIOS芯片和主控芯片。其特点是数据写入之后,即使断电也能够永久保存数据,而其中的数据通常只能读取而不能被改写。
II、随机存储器:随机存储器(Read Access Memory,RAM)常用于内存和Cache。其特点是可以随时读取和改写其中的数据,当断电之后其中的数据就会丢失。
(1)动态随机存储器:动态随机存储器(Dynamic Read Access Memory,DRAM)常用于内存。其优点是集成度高、制造简单、成本低、能够容易制造出大容量的存储芯片;而其缺点是存取数据的速度较慢。
DRAM存取数据慢的原因主要有两方面:
i、DRAM存取数据就是对电容进行充放电,而充放电过程需要耗费一定的时间
ii、DRAM为了保证数据的准确性需要定时刷新,而在刷新过程中不能存取数据。
扩展知识:DRAM的定时刷新
在DRAM中数据是以电荷的形式存储在电容中的,充电后电容上的电压被认为是二进制数据“1”,而放电后电容上的电压被认为是二进制数据“0”,从而实现二进制数据的存储。
电容充电后,电容会缓慢地放电,即电容上的电荷会逐渐减少。为了防止存储的数据因为放电而丢失,需要定时地向电容补充电荷,即使电容上的电荷恢复到应有的数值,而这个过程就称为存储器的刷新(Refresh)。
(2)静态随机存储器:静态随机存储器(Static Read Access Memory,SRAM)常用于Cache。其优点是存取数据的速度很快,能够与CPU频率同步;而其缺点是价格昂贵、存储容量较小。
扩展知识:SRAM的数据存储
静态随机存储器使用高速晶体管替代了电容,即不再通过电容的充放电特性来存放数据,而是利用晶体管触发器的截止和饱和两种稳定的工作状态来存储数据,例如当晶体管处于截止状态时用来存放二进制数据“1”,当晶体管处于饱和状态时用来存放二进制数据“0”,从而实现二进制数据的存储。
2 什么是内存?
计算机主存储器(Main Memory)又称内部存储器,简称内存,是一组或多组具备数据输入输出和数据存储功能的集成电路,主要用于存放计算机系统运行所需的数据[输入、输出数据和中间结果],并作为与外部存储器交换信息时的缓冲。内存的质量和稳定性直接影响计算机系统运行的速度、稳定性和兼容性。

3 内存的组成
内存主要由印制电路板、内存芯片、SPD芯片和引脚四个部分组成。
(1)印制电路板:构成内存的基础,用于承载内存的基本元器件,直接影响内存工作的稳定性。由于内存中存在大量的连接导线,因此内存的印制电路板通常都是采用六层[DDR3]、八层[DDR4]或以上的PCB板。

(2)内存芯片:又称内存颗粒,是内存的核心部分,用于存放数据,直接关系到内存的容量和质量。目前大多数内存的正面和背面都装有数个内存芯片,而内存的容量就是内存芯片数量与内存芯片容量的乘积。

扩展知识:内存颗粒上的信息
通常内存颗粒上都印有生产厂商和编号等信息,而从编号中我们可以看出内存容量、数据宽度、存取速度、工作电压等重要参数。
例如:一条三星DDR内存的内存颗粒上印刷的信息为“samsungk4h280838b-tcb0”,其中“samsung”表示该颗粒的生产厂商,第4、5位“28”表示该颗粒的容量为128MB,第6、7位“08”表示该颗粒的数据宽度为8bit。
编号含义:https://wenku.baidu.com/view/7b7d40c508a1284ac85043a9.html
(3)SPD芯片:系列参数预置检测芯片(Serial Presence Detect,SPD)用于存放内存的基本技术参数、内存模块序列号和制造商代码等信息[内存厂商预先写入],从而使得计算机系统能够管理和控制内存的性能,并能够实现内存的超频。
SPD芯片通常是一块容量为256B的EEPROM芯片,一般位于内存正面的中间位置,是一块4mm × 3mm的8引脚SOIC封装芯片。

扩展知识:BIOS设置中的SPD参数
目前大多数主流主板的BIOS设置中都提供了自定义内存参数功能,即在Chipset Feature Setup中可以找到SPD的相关设置参数项,若将此参数设置为Auto,那么内存的相关参数就会按照SPD芯片中的信息来设定。
计算机系统在POST上电自检时,BIOS程序会自动读取内存的SPD芯片中的信息,并按照其中的预设值来设置内存的存取速度。
如果内存没有SPD芯片,BIOS程序则只能采用默认值来设置内存的存取速度,这样极易造成计算机系统运行不稳定,甚至导致死机。
(4)引脚:内存和其他设备进行数据传输的接口,对内存工作的稳定性具有较大的影响。内存引脚的针脚数是由内存架构决定的,有SIMM、DIMM和RIMM三种类型,目前最常见的内存引脚类型为DIMM。
目前内存引脚都采用镀金的方式来保证内存与插槽之间的良好接触,因此我们通常将内存引脚又称为“金手指”。

4 内存的性能参数指标
内存直接影响计算机系统的速度、稳定性和兼容性,而决定内存性能的参数指标主要有以下几个:
I、时钟周期:时钟周期(Clock Cycle Time,TCK)表示内存可以运行的最大工作频率。其数值越小,时钟周期就越短,内存的最大工作频率也就越高。
II、内存主频:内存主频通表示内存所能达到的最高工作频率,单位为MHz。内存主频通常用来表示内存的运行速度,理论上,内存主频越高,在一定程度上表示内存的运行速度也越快。
III、数据带宽:数据带宽表示内存一次能够处理二进制的数据位数。数据带宽与内存的工作频率[主频]和总线宽度有关,即内存带宽 = 工作频率 × 总线宽度 / 8。
IV、存取时间:存取时间(Access Time From CLK,tAC)表示访问数据所需的时间。相同工作频率的内存,存取时间越短,内存的数据读写数据也就越快。
V、时序参数:时序参数是内存性能参数指标中非常重要的参数,反映了内存存取数据的速度,包括列地址选通延迟、行寻址至列寻址延迟时间、内存行地址控制器预充电时间、内存行有效至预充电的最短周期。
(1)CL:CL(Column Address Strobe Latency,CAS)表示从一个读命令发出到数据发送至输出端所需的时间,单位为ns。CL通常使用时钟周期来表示,其时钟周期数越少,内存的数据存取速度也就越快。
(2)tRCD:tRCDy(RAS-to-CAS Dela)表示行寻址到列寻址延迟的时间。tRCD通常使用时钟周期来表示,其时钟周期数越少,内存的数据存取速度也就越快。
(3)tRP:tRP(RAS Precharge Time)表示内存行地址控制器预充电时间。tRP通常使用时钟周期来表示,其时钟周期数越少,内存的数据存取速度也就越快。
(4)tRAS:tRAS(RAS Active Time)表示内存行有效至预充电的最短周期。
tRAS一般设定在24-30之间。如果周期太长,内存就会因为无谓的等待而导致性能降低;如果周期太短,则会因为无法完成数据的突发传输而导致数据丢失或损坏。
扩展知识:内存的工作原理
VI、差错校验:差错校验(Error Checking and Correcting,ECC)能够在不中断和不破坏数据的情况下校验并纠正大多数错误。该技术主要应用于服务器内存中。
VII、奇偶校验:奇偶校验即在每个字节上加入一个数据位对该字节的其他八位数据进行检查的一种方式。
说明:奇偶校验和差错校验的功能不同,奇偶校验只能检查错误,而不能更正错误。
VIII、内存容量:内存容量表示内存的存储容量大小。内存容量是内存性能参数中最重要的指标,通常内存容量越大,越有利于提高计算机系统的运行速度。
计算机系统的内存总容量是主板内存插槽上所有内存的容量的总和,而内存总容量的上限通常由主板芯片组和CPU决定。
IX、工作电压:工作电压表示能够使内存稳定工作的电压。内存需要不间断地供电才能保存数据,因此工作电压对内存的稳定性具有极大的影响。工作电压越低,内存的功耗也就越小,内存工作时的发热量也随之越小,内存就能更加稳定的工作。
目前DDR3内存大多采用的是1.5V的工作电压,DDR4内存则大多采用的是1.2V的工作电压。
X、封装方式:封装方式表示将内存芯片集成到印制电路板上的方式。封装能够使内存芯片与外界隔离,从而防止空气中的杂质对芯片造成腐蚀,对内存的稳定性和抗干扰能力都具有较大影响。
内存的封装方式有DIP、TSOP、BGA和CSP四种,目前主流的内存通常采用BGA方式进行封装,而CSP封装则是内存封装技术未来发展的方向。
扩展知识:内存的封装技术
5 内存的类型
内存主要有SIMM、EDO、SDRAM、RDRAM和DDR SDRAM五种类型,目前主流的内存都是DDR SDRAM类型的,而DDR SDRAM类型的内存在经过多年的发展之后,逐渐衍生出了四个版本,即DDR1、DDR2、DDR3和DDR4,目前主流的内存是DDR3和DDR4。
(1)DDR1:通常引脚为184针,工作电压为2.5V,主频在1333MHz以下,容量为125MB-1GB。

(2)DDR2:通常引脚为240针,工作电压为1.8V,主频在1333MHz以下,容量为256MB-2GB。

(3)DDR3:通常引脚为240针,工作电压为1.5V,主频在1333-3100MHz之间,容量为2-16GB。

(4)DDR4:通常引脚为240针,工作电压为1.2V,主频在2133-3600MHz之间,容量为4-16GB。

注意:目前这四种不同版本的内存和插槽之间,因为隔断位置不同(并且DDR4内存的金手指是弯曲的,前三代是直的),导致它们之间无法相互兼容。因此内存插槽的类型是选购主板和内存重要的性能参数指标之一。
6 选购内存的技巧
在选购内存时,要注意以下几个方面:
(1)品牌:在购买时,应当注意的品牌,即内存是由哪个厂商生产的。知名品牌的内存质量更好,往往具有良好的兼容性和稳定性。而目前知名的内存品牌有:三星、芝奇、威刚、英睿达(镁光)、金士顿、美商海盗船、十铨和宇瞻等。
扩展知识:世界十大内存品牌
http://baijiahao.baidu.com/s?id=1603163508160827905&wfr=spider&for=pc
(2)适用类型:在购买时,应当注意内存的使用类型,即内存适用于台式机还是笔记本,以及内存的类型是否和主板的内存插槽类型一致。
(3)包装形式:在购买时,应当注意内存的包装形式,即内存为单条还是套装,以及套装内存的根数。
(4)性能参数:在购买前,应当查询相关资料,明确内存的容量、主频等性能参数是否能够满足使用要求。
(5)商品标识:在购买时,应当注意内存标识是否被打磨过。打磨内存标识是商家以旧代新的常用方法,如果内存标识被打磨过,一般字迹比较模糊,而且容易被擦掉。
(6)印制电路板:在购买时,应当注意内存的印制电路板层数。PCB电路板层数越多,内存抗干扰能力越强,内存也就越稳定。
(7)散热片:在购买时,应当注意内存是否具备散热片。内存工作频率越高,内存芯片的发热量也就越多,因此高主频的内存往往都需要配备散热片进行散热。
注意:如果是计算机系统需要增加内存,那么在购买时还须注意新购内存与原有内存之间的兼容性问题。最好购买相同品牌、型号、容量和主频的内存。

