Memory讲义Memory讲解Memory讲解Memory的简要说明Memory的简要说明各种存储技术的说明协议简介Memory协议简介线路图绘制Layout说明MemoryTuning简介Memory Tuning简介12011/3/22Memory讲义Memory的简要说明Memory的简要说明简要说明一下Memory是什么?Memory充当什么角色。Memory对于计算机行业而言,就是指主板上所使用的内存,也被称呼为DRAM(动态随机存取内存),内存的作用就是使计算机的CPU(中央处理器)能够更快速读取储存在内存的指令及资料相对于我们的存储设备硬盘而能够更快速读取储存在内存的指令及资料,相对于我们的存储设备硬盘而言,它的速度更加快。近几年主要在用的内存有DDR,DDR2,DDR3。现在我们使用的内存都是带宽的内存在样式上主要有两种和现在我们使用的内存都是64bit带宽的,内存在样式上主要有两种:DIMM和SO‐DIMM两种。DIMM:即Dual In‐Line Memory Modules,双列直插式存储模块, 在台式机上应用比较多,台式机上应用的主要是UDIMM(Un‐buffered DIMM),在DIMM模组上,电路板正反两面的针脚各有其独立电路,这是相对于早期的SIMM(Single In‐Line Memory Modules,单边接触内存模块)而言的,在SIMM模(Single InLine Memory Modules,单边接触内存模块)而言的,在SIMM模组上,电路板正反两面的针脚是相连在一起的。SO‐DIMM:即Small Outline DIMM,主要使用于笔记本电脑,它的尺寸较标准的DIMM模组小很多22011/3/22准的DIMM模组小很多。Memory讲义DIMM和SO‐DIMM图片DIMM和SODIMM图片32011/3/22Memory讲义各种存储技术的说明各种存储技术的说明ROM和RAMROM和RAMSRAM 和DRAMSDRAMSDRAM和DDR SDRAM内存的发展趋势42011/3/22Memory讲义ROMROMROM: Read Only Memory只读的存储器对于ROM,我们接触的最多的有如下几个:PROM: Programmable ROM (可编程的ROM)通常只能写入一次,写入后不能再更改.EPROMEblPROM(可擦除PROM)工作时只能读取信息但是可以用紫外线擦除EPROM: Erasable PROM(可擦除PROM)工作时只能读取信息,但是可以用紫外线擦除已有信息,并在专用设备上高压写入信息.EEPROM: Electronic EPROM(电可擦出PROM),可以通过程序的控制进行读写操作.Flash ROM: 也被称为Flash Memory,EEPROM的一种,这种技术可以快速完成读,写,擦除三种基本的操作模式,就算在不供电的的环境下,也能保存数据的完整性.其实U盘采用的就是Flash ROM技术,这种技简单来讲是在MOS的控制闸(Gate极)与通道间多一层成为”浮闸”(floating gate)的物质,这个功能可以让单元格中的电子在断电的情况下被长久保存保存,下次再通过更高的电压还原为正常的1.从以上的说明可以看出,ROM特性:它能在不供电的情况下长期存储数据。52011/3/22Memory讲义ROM图片ROM图片62011/3/22Memory讲义RAMRAMRAM: Random Access Memory 随机存取记忆体RAM: Random Access Memory 随机存取记忆体,可以随机性的写入与读出它内部存储单元的数据。RAM是一种半导体存储器,必须在通电的情况下工作,其特性是当电源消失后,存储于RAM内部的数据也随之消失。RAM又分为SRAM(静态)和DRAM(动态)两种,我们目前使用的内存主要是SDRAM(同步动态RAM)要是SDRAM(同步动态RAM)。72011/3/22Memory讲义SRAM和DRAMSRAM和DRAMDRAM:Dynamic RAM 动态随机存储器y动态随机存储器SRAM:Static RAM 静态随机存储器DRAM:DynamicRAM它利用电容的充放电来达成资料写入和读取的动作DRAM:Dynamic RAM ,它利用电容的充放电来达成资料写入和读取的动作,因电容的特性故需要每间隔一段时间作刷新动作来保持资料的完整性,控制器设计比较复杂,但是DRAM的每个Cell(单元)的单位面积比较小,适合大量生产主要应用于电脑的内存比如FPRAMEDORAMSDRAM合大量生产,主要应用于电脑的内存,比如FPRAM,EDORAM,SDRAM,DDR SDRAM,RAMbus等等。SRAM:Static RAM ,利用D‐Type Flip Flop(D触发器)来完成资料的写入和读取的动作,因正反器特性,资料写入不需要做刷性的动作,故控制器设计比较简单,存取的速度比DRAM快,但是每个Cell的单位面积比DRAM大,计比较简单,存取的速度比DRAM快,但是每个Cell的单位面积比DRAM大,耗电也比DRAM大,适合高要求的应用场合,主要应用在CPU中的Cache Memory(CPU内部的高速缓存)。82011/3/22Memory讲义SRAMCellDiagram‐1SRAM Cell Diagram1最简单就是一个D触发器示意图:从右图可以看出,Data InputData OutputDQ从右图可以看出,当有Power存在的时候,因为D触发器的特性数据可以Clock InputCK的特性,数据可以保存,不需要刷新动作.CK92011/3/22Memory讲义SRAM Cell Diagram‐2WordLine(select)4个晶体管VCCVCC2组成一个SRAM CellLine1Line2Q1132Q3132ataLDataQ1Q3Q212Q412R/WDaR/W33R102011/3/22GNDGNDMemory讲义SRAM Cell Diagram‐3g个体管6个晶体管组成一个SRAM Cell112011/3/22Memory讲义DRAMCellDiagramDRAM Cell DiagramDRAM Cell的简易图如下:行解码线(RowAddress)从右图可以看出,当有Power存在的时候1列解码线(ColumnAddress)有Power存在的时候,因电容的特性故需要每间隔一段时间作刷新动作来保持Q132C1作刷新动作来保持资料的完整性.12GNDQ213至读/写放大器122011/3/22Memory讲义SDRAMSDRAMSDRAM: Synchronous DRAM,即同步动态随机存储器.SDRAM将CPU和RAM通过同个时钟Clk锁在起使RAM和CPU能够共享SDRAM将CPU和RAM通过同一个时钟Clock锁在一起,使RAM和CPU能够共享一个时钟周期,以相同的速度同步工作,每一个时钟脉冲的上升沿传递数据.SDRAM是相对与早期的数据存储器FPM RAM和EDO RAM而言的,简要说一下这两种模式:FPM RAM: (Fast Page Mode) RAM,快速页面模式随机存储器,这是较早的微机上使用的内存它每隔3个时钟周期传送一次数据之所以将快速页模式因为上使用的内存,它每隔3个时钟周期传送次数据.之所以将快速页模式,因为它以4字节突发模式传送数据,这4个字节来自于同一列或者说同一页.EDORAM: (Extended Data Out) RAM, 扩展数据输出随机存储器, EDO内存取消了主板与内存两个存储周期之间的时间间隔它每隔个时钟周期传输次了主板与内存两个存储周期之间的时间间隔,它每隔2个时钟周期传输一次数据,缩短了存取时间.132011/3/22Memory讲义SDRAM和DDRSDRAMSDRAM和DDR SDRAM准确的来说SDRAM分为两种:Single Data Rate SDRAM: 即SDR SDRAM.Double Data Rate SDRAM: 即DDR SDRAM.Single Data Rate SDRAM: 即SDR SDRAM,也就是上一篇中所提到的SDRAM,它是在每一个时钟Clock的上升沿存取数据的在每个时钟Clock的上升沿存取数据的.Double Data Rate SDRAM: 即DDR SDRAM,它允许在时钟Clock的上升沿和下降沿存取数据,这样不需要提高时钟频率就可以加倍提高SDRAM的速度.简单说一下RIMM: Direct Rambusmemory module的注册专有名称,属于Kingston专有的,RIMM(RambusInline Memory Module)模组有较快的存取和传输速率,因此也会产生更多的热量,所以RIMM外面一般都包裹一层散热片.输速率,因此也会产生更多的热量,所以RIMM外面般都包裹层散热片.142011/3/22Memory讲义内存的发展趋势内存的发展趋势152011/3/22Memory讲义内存的发展趋势Cont.内存的发展趋势Cont.162011/3/22Memory讲义Memory协议简介y协议简介DRAM Module图片原理示意图DRAM原理示意图DRAM信号说明DRAM大小的计算DRAM时序图DRAM时序图DDR数据率的计算ECCECCSPDIntel 1N/2N ModeDDR1vsDDR2vsDDR3172011/3/22DDR1 vs. DDR2 vs. DDR3Memory讲义DRAM Module图片1图片182011/3/22Memory讲义DRAMModule图片2DRAM Module图片2192011/3/22Memory讲义DRAMModule图片3DRAM Module图片3202011/3/22Memory讲义DRAM原理示意图1DRAM原理示意图1DRAM Function简化示意图:ROW行地址LatchROW行地址解码器ROW行地址Latch输入以及COL列COL记忆体阵列入输出放大及控制电路DQI/O列地址解码L列地址LatA0~A15BA0~BA2码器tchMdRitDQS/DQS#时序控制器ModeRegisterCommand解码器RAS#CAS#WE#CKECK/CK#212011/3/22CS#Memory讲义DRAM原理示意图2DRAM原理示意图2DRAM颗粒示意图TopMemoryTopMemorysssBanckSelectAddress5..0]AddresBA0BA1olumnAMA[15sicalBank3MA[15..0]CoBank2Bank1Bank0Phys222011/3/22[]RowAddress0hMemory讲义DRAM信号说明1DRAM信号说明1从以上的示意图可以看出,DRAM的信号主要有CK/CK#, CKE, CS#, RAS#, CAS#,WE#, BA0~BA3,A0~A15, DQ, DQS/DQS#, 另外还有DM, ODT, RESET#信号并没有在示意图中给出因为这些信号在这代上是有区别的就算有在示意图中给出,因为这些信号在DDR1/2/3这三代DDR上是有区别的,就算是同样的信号定义也有区别.申明:以下的所有讲解,若没有特别指出,均以DDR3为标准.因为DDR1和DDR2已经淡出市场已经淡出市场.信号的含义:CK/CK#: Differential clock inputs. All address and control signals are sampled on thifthitidfCKdtidfCK#the crossing of thepositive edge of CK and negative edge of CK#.CKE: ClockEnable, CKE High Act