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黑寡妇蜘蛛转载 内存的工作原理
原文地址：内存的工作原理作者：艾可现代的PC(包括NB)都是以存储器为核心的多总线结构，即CPU只通过存储总线与主存储器交换信息(先在Cache里数据，如果不到，再去主存)。输入输出设备通过I/O总线直接与主存储器交换信息。在I/O设备和主存储器之间配置专用的I/O处理器。CPU不直接参与I/O设备与主存储器之间的信息传送。
存储器分为内部存储器和外部存储器(或者叫主存储器和辅助存储器)。内部存储器简称内存，也可称为主存。从广义上讲，只要是PC内部的易失性存储器都可以看作是内存，如显存，二级缓存等等。外部存储器也称为外存，主要由一些非易失性存储器构成，比如硬盘、光盘、U盘、存储卡等等。
内存作为数据的临时仓库，起着承上启下的作用，一方面要从外存中读取执行程序和需要的数据，另一方面还要为CPU服务，进行读写操作。所以主存储器快慢直接影响着PC的速度。下面我就从内存的原理开始谈起。
一、原理篇
内存工作原理
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1.内存寻址
首先，内存从CPU获得查某个数据的指令，然后再出存取资料的位置时(这个动作称为"寻址")，它先定出横坐标(也就是"列地址")再定出纵坐标(也就是"行地址")，这就好像在地图上画个十字标记一样，非常准确地定出这个地方。对于电脑系统而言，出这个地方时还必须确定是否位置正确，因此电脑还必须判读该地址的信号，横坐标有横坐标的信号(也就是RAS信号，Row Address Strobe)纵坐标有纵坐标的信号(也就是CAS信号，Column Address Strobe)，最后再进行读或写的动作。因此，内存在读写时至少必须有五个步骤：分别是画个十字(内有定地址两个操作以及判读地址两个信号，共四个操作)以及或读或写的操作，才能完成内存的存取操作。
2.内存传输考医师资格证
为了储存资料，或者是从内存内部读取资料，CPU都会为这些读取或写入的资料编上地址(也就是我们所说的十字寻址方式)，这个时候，CPU会通过地址总线(Address Bus)将地址
送到内存，然后数据总线(Data Bus)就会把对应的正确数据送往微处理器，传回去给CPU使用。
2014河南高考语文3.存取时间
所谓存取时间，指的是CPU读或写内存内资料的过程时间，也称为总线循环(bus cycle)。以读取为例，从CPU发出指令给内存时，便会要求内存取用特定地址的特定资料，内存响应CPU后便会将CPU所需要的资料送给CPU，一直到CPU收到数据为止，便成为一个读取的流程。因此，这整个过程简单地说便是CPU给出读取指令，内存回复指令，并丢出资料给CPU的过程。我们常说的6ns(纳秒，秒-9)就是指上述的过程所花费的时间，而ns便是计算运算过程的时间单位。我们平时习惯用存取时间的倒数来表示速度，比如6ns的内存实际频率为1/6ns=166MHz(如果是DDR就标DDR333，DDR2就标DDR2 667)。
4.内存延迟
内存的延迟时间(也就是所谓的潜伏期，从FSB到DRAM)等于下列时间的综合：FSB同主板芯片组之间的延迟时间(±1个时钟周期)，芯片组同DRAM之间的延迟时间(±1个时钟周期)，
RAS到CAS延迟时间：RAS(2-3个时钟周期,用于决定正确的行地址)，CAS延迟时间(2-3时钟周期,用于决定正确的列地址)，另外还需要1个时钟周期来传送数据，数据从DRAM输出缓存通过芯片组到CPU的延迟时间(±2个时钟周期)。一般的说明内存延迟涉及四个参数CAS(Column Address Strobe行地址控制器)延迟，RAS(Row Address Strobe列地址控制器)-to-CAS延迟，RAS Precharge(RAS预冲电压)延迟，Act-to-Precharge(相对于时钟下沿的数据读取时间)延迟。其中CAS延迟比较重要，它反映了内存从接受指令到完成传输结果的过程中的延迟。大家平时见到的数据3-3-3-6中，第一参数就是CAS延迟(CL=3)。当然，延迟越小速度越快。
二、外观篇
由于笔记本的空间设计要求，笔记本内存比台式机内存条要窄，通常采用SO-DIMM模组规范，布线也比较紧凑，针脚也为标准的200Pin。我们经常看到的内存上，一般的元件有内存颗粒、电路板、SPD芯片、排阻(终结电阻)和针脚。下面我来分别介绍一下。
大接访1.颗粒
内存颗粒就是大家平时见到内存上一个个的集成电路块。颗粒是内存的主要组成部分，颗粒性能可以说很大程度上决定了内存的性能，常见的颗粒有以下一些参数。
A.厂商
市场上生产内存颗粒的厂商主要有Hynix(现代电子)，Samsung Electronics(*电子)，Micro(美光)，Infineon(英飞凌)，Kingmax(胜创)等等。不过需要注意的一点是，"内存颗粒"和"内存条"是完全不同的两回事。能够生产内存颗粒的厂商全球没几个，而有了内存颗粒后内存条的生产就要简单得多，生产者自然要多得多。充斥市场的杂牌内存条与品牌内存条有着根本的区别，它们在成本上也有很多不同。Kingston、Kingmax、金邦等大的品牌内存条采用的都是符合Intel规定的6层PCB板和现代、*等内存大厂的内存颗粒，按照严格的工艺进行生产；而那些杂牌内存条虽然号称"*"、"现代"，其实就是一些小厂和作坊，他们拿来大厂内存颗粒的切割角料，焊到劣质的PCB板上就下了线，品质完全没有保证，而且经常与一些大的经销商结成联盟来生产和销售，价格波动也更容易受到渠道因素的影响。
B.内存芯片类型
内存芯片类型分SDRAM，DDR SDRAM，DDRⅡSDRAM SDRAM、DDR SDRAM和DDR SDRAM同出一门，都属SDRAM系，因此三者的颗粒在外观上不容易分辨，。但是由于采用的物理技术不同，三者在电路，延迟，带宽上还是有很大区别的，区分三者一般都是看颗粒的参数或者针脚和缺口位置，后面我会重点讲DDR和DDRⅡ技术。
C.内存工艺和工作电压
SDRAM内存工艺主要以CMOS为主，内存的工作电压和内存的芯片类型有很大关系，在JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council电子元件工业联合会)的规范中，SDRAM的工作电压是3.3V，DDR是2.5V，DDRⅡ是1.8V。
D.芯片密度，位宽及刷新速度
芯片的密度一般都会用bit为单位进行表示(1B=8bit)，比如16Mbit是16Mbit÷8bit=2MB也就是单颗芯片是2MB的。还有一个参数就是位宽，SDRAM系的位宽是64bit，采用多少个颗粒(一般为偶数)组成64bit也是不一样的。比如一个芯片是4bit的，那么要用16个同样的芯片才能组成64bits的，如果芯片是16bit那么只须4个就可以了。举个例子，256MB的内存可以
用512bits÷8×4颗=256MB，4颗×16bit=64bit来组成，一般表示为512Mbits×16bit或64MB×16bit。刷新速度，内存条是由电子存储单元组成的，刷新过程对以列方式排列在芯片上的存储单元进行充电。刷新率是指被刷新的列的数目。两个常用的刷新率是2K和4K。2K模式能够在一定的时间内刷新较多的存储单元并且所用时间较短，因此2K所用的电量要大于4K。4K模式利用较慢的时间刷新较少的存储单元，然而它使用的电量较少。一些特殊设计的SDRAM具有自动刷新功能，它可自动刷新而不借助CPU或外部刷新电路。建立在DRAM内部的自动刷新，减少了电量消耗，被普遍应用于笔记本电脑。
E.Bank
内存的Bank一般分为物理Bank和逻辑Bank。物理Bank体现在SDRAM内存模组上，"Bank数"表示该内存的物理存储体的数量。(等同于"行"/Row)。逻辑Bank表示一个SDRAM设备内部的逻辑存储库的数量。(现在通常是4个bank)。此外，对于主板，它还表示DIMM连接插槽或插槽组，例如Bank 0或Bank A。这里的Bank是内存插槽的计算单位，它是电脑系统与内存之间数据总线的基本工作单位。只有插满一个BANK，电脑才可以正常开机。举个例子，1个SDRAM线槽一个Bank为64bit，而老早以前的EDO内存是32bit的，必须要安装
两根内存才能正常工作。主板上的Bank编号从Bank 0开始，必须插满Bank 0才能开机，Bank 1以后的插槽留给日后升级扩充内存用。
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