内存 扬鞭催马送粮忙
专题快递
在电脑里，内存是一个十分繁忙的数据加工厂，按照计算机的设计原则，所有程序和数据都必须调入内存才能进行处理，因此内存的繁忙可见一斑。让我们来看看这座加工厂是怎样组织数据的存储、调度、运输的吧。
一、内存的类型
我们将直接与CPU进行数据交换的存储器称为“内存”，将不能直接与CPU进行数据交换的存储器称为“外存”。例如：硬盘中的数据需要先传输到内存中，才能与CPU进行数据交换，因此硬盘为外存设备。内存基本可以分为两类，一类是只读存储器ROM，另一类是随机存储器RAM。由于内存的概念过于广泛，通常我们将插在微机主板上的内存条(DRAM)称为“主存”或简称为“内存”(（图1）)。
二、认识内存条
1.内存条组成
内存条由动态存储器芯片DRAM组成，目前市场上有SDRAM、DDR SDRAM、RDRAM三种内存条，它们的工作方式不同，互相不能兼容，技术性能各有千秋，但是外观形状大同小异。以SDRAM内存条为例，它们由印刷电路板(PCB)、内存颗粒芯片、内存序列存储芯片(SPD)、贴片电阻、贴片电容、金手指等组成。按照内存颗粒芯片它们被分为SDRAM、DDR SDRAM、RDRAM等；按照内存工作频率分为PC100、PC133、PC150、PC200、PC266、PC600、PC800等；按照存储容量分为64MB、128MB、256MB、512MB等；按照金手指线数分为168线、184线、232线等；按照内存条插座类型分为DIMM、RIMM等(（图2）)。
2.内存颗粒芯片
大部分内存条在单面上都有8颗内存芯片，它们都是用于存储数据的。
内存颗粒芯片虽然设计简单，但是制造精度要求非常高，线路宽度目前已经达到了0.13微米。在512MB的内存条上，每个内存颗粒芯片内部就集成了2.56亿个晶体管，而2GHz的Pentium 4 CPU则集成了0.55亿个晶体管。
3.SPD芯片(内存序列存储芯片)
SPD一般处在内存条正面的右侧(（图3）)，它记录了内存的速度、容量、电压、行、列地址、带宽等参数。内存参数由SPD控制，我们可以在CMOS参数设置里进行设置，开机时BIOS将自动读取SPD中的信息，这样就可以最大限度地发挥内存性能，又可以避免出现死机或致命错误等现象。
4.内存条金手指与插座
内存条引脚是镀金的信号线，又称为“金手指”。镀金的厚度与内存条的质量有关，一般镀层厚度为0.4微米~1.3微米，往往在金中加入少量钴或镍，以增加镀金的硬度。根据测试，0.4微米的镀金插拔200次就会磨穿镀层，而1.3微米的镀层则可以插拔2000次。镀金的目的是保证内存条与内存插座接触良好，防止插脚氧化，减少信号之间的干扰。
目前使用的内存条插座有168线、184线、232线几种，所谓多少“线”是指内存条金手指上信号线的多少。
三、内存的工作原理
1.DRAM工作原理
内存颗粒芯片中的每一位存储单元，都是由一个能短暂存储电荷的电容器和一个晶体管构成。由晶体管开关控制电容的充电和放电。当电容中充有电荷时为“1”，当电容没有电荷时为“0”。
不幸的是电容失去电荷的速度非常快，也就是说可能会丢失存储在其中的数据。因此在内存单元中必须包括一个刷新电路，这个电路每隔一个固定的时间，就去刷新电容器中的电荷(“1”或“0”)，使它的状态保持不变。当微机断电时，刷新电路不能工作，因此数据会全部丢失。由于它总是需要进行电路刷新，因此称为动态存储器DRAM。
DRAM的优点是结构简单，每一位存储单元只需要1个晶体管，电路集成度高，容量大，缺点是速度慢。目前的内存条都采用这种结构。
2.SRAM工作原理
当微机断电时，SRAM存储器中的数据也会全部丢失。我们称它是静态存储器SRAM，是因为它不需要进行电路刷新。
SRAM的优点是速度快，不需要刷新电路，缺点是结构复杂，生产成本高。目前的高速缓存(Cache)都是采用这种结构。
四、几种常见内存的性能规格
1.Flash Memory(闪速存储器)
Flash Memory也称为Flash ROM，它是一种新型半导体存储器，主要特点是在不加电的情况下也可以长期保持存储的信息。Flash ROM既有ROM不丢失数据的特点，又易于擦除和重写数据，功耗很小(（图4）)。由于这一独特的优点，Flash ROM在一些主板上普遍用作BIOS芯片，这样使得用户升级BIOS非常方便。Flash ROM的数据读取速度低于SDRAM。
2.SDRAM(同步动态随机存储器)
SDRAM内存条是目前普遍使用的内存类型。SDRAM与CPU运行在同一个时钟周期上，理论上讲，它可以实现与CPU的同步工作，因此称为“同步动态内存”。
3.DDR SDRAM(双数据率同步动态随机存储器)
DDR SDRAM是SDRAM的更新换代产品，它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据(（图5）)，因此在不提高时钟的频率的情况下，就可以比SDRAM增加一倍的传输速率和内存带宽。
4.RDRAM(Rambus公司动态随机存储器)
RDRAM是Rambus公司开发的新型内存结构。Rambus内存在数据总线上发送串行16位数据包(SDRAM、DDR为64位)，但发送频率非常高(400MHz~1000MHz)，同时使用低电压信号。与DDR一样，Rambus也在时钟周期的上升沿和下降沿传输数据。Rambus可以在800MHz或更高的频率下传输数据。
我们了解了一些内存这座数据加工场的一些基本情况，但是又如何对内存这座数据加工厂进行分配和管理呢？这件工作太复杂了，好在Windows操作系统是一个不错的管理员，交给它去吧。