内存是什么

小白 QA 2020-04-11 23:07:19 阅读(...)

内存是计算机中重要的部件之一,计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存也被称为内存储器和主存储器,其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。

内存是计算机中重要的部件之一,它是外存与 CPU 进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存(Memory)也被称为内存储器主存储器,其作用是用于暂时存放 CPU 中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中,操作系统就会把需要运算的数据从内存调到 CPU 中进行运算,当运算完成后 CPU 再将结果传送出来,内存的运行也决定了计算机的稳定运行。 内存条是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。

内存是什么

概述

在计算机的组成结构中,有一个很重要的部分,就是存储器。存储器是用来存储程序和数据的部件,对于计算机来说,有了存储器,才有记忆功能,才能保证正常工作。存储器的种类很多,按其用途可分为主存储器和辅助存储器,主存储器又称内存储器(简称内存,港台称之为记忆体)。

内存又称主存,是 CPU 能直接寻址的存储空间,由半导体器件制成。内存的特点是存取速率快。内存是电脑中的主要部件,它是相对于外存而言的。我们平常使用的程序,如 Windows 操作系统、打字软件、游戏软件等,一般都是安装在硬盘等外存上的,但仅此是不能使用其功能的,必须把它们调入内存中运行,才能真正使用其功能,我们平时输入一段文字,或玩一个游戏,其实都是在内存中进行的。就好比在一个书房里,存放书籍的书架和书柜相当于电脑的外存,而我们工作的办公桌就是内存。通常我们把要永久保存的、大量的数据存储在外存上,而把一些临时的或少量的数据和程序放在内存上,当然内存的好坏会直接影响电脑的运行速度。

内存就是暂时存储程序以及数据的地方,当我们在使用 WPS 处理文稿时,当你在键盘上敲入字符时,它就被存入内存中,当你选择存盘时,内存中的数据才会被存入硬(磁)盘。

发展

在计算机诞生初期并不存在内存条的概念,最早的内存是以磁芯的形式排列在线路上,每个磁芯与晶体管组成的一个双稳态电路作为一比特(BIT)的存储器,每一比特都要有玉米粒大小,可以想象一间的机房只能装下不超过百 k 字节左右的容量。后来才出线现了焊接在主板上集成内存芯片,以内存芯片的形式为计算机的运算提供直接支持。那时的内存芯片容量都特别小,最常见的莫过于 256K×1bit、1M×4bit,虽然如此,但这相对于那时的运算任务来说却已经绰绰有余了。

内存条

内存芯片的状态一直沿用到 286 初期,鉴于它存在着无法拆卸更换的弊病,这对于计算机的发展造成了现实的阻碍。有鉴于此,内存条便应运而生了。将内存芯片焊接到事先设计好的印刷线路板上,而电脑主板上也改用内存插槽。这样就把内存难以安装和更换的问题彻底解决了。

在 80286 主板发布之前,内存并没有被世人所重视,这个时候的内存是直接固化在主板上,而且容量只有 64 ~256KB,对于当时 PC 所运行的工作程序来说,这种内存的性能以及容量足以满足当时软件程序的处理需要。不过随着软件程序和新一代 80286 硬件平台的出现,程序和硬件对内存性能提出了更高要求,为了提高速度并扩大容量,内存必须以独立的封装形式出现,因而诞生了“内存条”概念。

在 80286 主板刚推出的时候,内存条采用了 SIMM(Single In-lineMemory Modules,单边接触内存模组)接口,容量为 30pin、256kb,必须是由 8 片数据位和 1 片校验位组成 1 个 bank,正因如此,我们见到的 30pin SIMM 一般是四条一起使用。自 1982 年 PC 进入民用市场一直到现在,搭配 80286 处理器的 30pin SIMM 内存是内存领域的开山鼻祖。

随后,在 1988 ~1990 年当中,PC 技术迎来另一个发展高峰,也就是 386 和 486 时代,此时 CPU 已经向 16bit 发展,所以 30pin SIMM 内存再也无法满足需求,其较低的内存带宽已经成为急待解决的瓶颈,所以此时 72pin SIMM 内存出现了,72pin SIMM 支持 32bit 快速页模式内存,内存带宽得以大幅度提升。72pin SIMM 内存单条容量一般为 512KB ~2MB,而且仅要求两条同时使用,由于其与 30pin SIMM 内存无法兼容,因此这个时候 PC 业界毅然将 30pin SIMM 内存淘汰出局了。

EDO DRAM(Extended Date Out RAM 外扩充数据模式存储器)内存,这是 1991 年到 1995 年之间盛行的内存条,EDO DRAM 同 FPM DRAM(Fast Page Mode RAM 快速页面模式存储器)极其相似,它取消了扩展数据输出内存与传输内存两个存储周期之间的时间间隔,在把数据发送给 CPU 的同时去访问下一个页面,故而速度要比普通 DRAM 快 15~30%。工作电压为一般为 5V,带宽 32bit,速度在 40ns 以上,其主要应用在当时的 486 及早期的 Pentium 电脑上。

在 1991 年到 1995 年中,让我们看到一个尴尬的情况,那就是这几年内存技术发展比较缓慢,几乎停滞不前,所以我们看到此时 EDO DRAM 有 72 pin 和 168 pin 并存的情况,事实上 EDO 内存也属于 72pin SIMM 内存的范畴,不过它采用了全新的寻址方式。EDO 在成本和容量上有所突破,凭借着制作工艺的飞速发展,此时单条 EDO 内存的容量已经达到 4 ~16MB。由于 Pentium 及更高级别的 CPU 数据总线宽度都是 64bit 甚至更高,所以 EDO DRAM 与 FPM DRAM 都必须成对使用。

分类

内存一般采用半导体存储单元,包括随机存储器(RAM),只读存储器(ROM),以及高速缓存(CACHE)。只不过因为 RAM 是其中最重要的存储器。(synchronous)SDRAM 同步动态随机存取存储器:SDRAM 为 168 脚,这是目前 PENTIUM 及以上机型使用的内存。SDRAM 将 CPU 与 RAM 通过一个相同的时钟锁在一起,使 CPU 和 RAM 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便开始传递数据,速度比 EDO 内存提高 50%。DDR(DOUBLE DATA RATE)RAM :SDRAM 的更新换代产品,他允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据,这样不需要提高时钟的频率就能加倍提高 SDRAM 的速度。

按工作原理分类

只读存储器(ROM)

ROM 表示只读存储器(Read Only Memory),在制造 ROM 的时候,信息(数据或程序)就被存入并永久保存。这些信息只能读出,一般不能写入,即使机器停电,这些数据也不会丢失。ROM 一般用于存放计算机的基本程序和数据,如 BIOS ROM。其物理外形一般是双列直插式(DIP)的集成块。

现在比较流行的只读存储器是闪存( Flash Memory),它属于 EEPROM(电擦除可编程只读存储器)的升级,可以通过电学原理反复擦写。现在大部分 BIOS 程序就存储在 FlashROM 芯片中。U 盘和固态硬盘(SSD)也是利用闪存原理做成的。

随机存储器(RAM)

随机存储器(Random Access Memory)表示既可以从中读取数据,也可以写入数据。当机器电源关闭时,存于其中的数据就会丢失。我们通常购买或升级的内存条就是用作电脑的内存,内存条(SIMM)就是将 RAM 集成块集中在一起的一小块电路板,它插在计算机中的内存插槽上,以减少 RAM 集成块占用的空间。目前市场上常见的内存条有 1G/条,2G/条,4G/条等。

RAM 分为两种:DRAM 和 SRAM。

DRAM( Dynamic RAM,动态随机存储器)的存储单元是由电容和相关元件做成的,电容内存储电荷的多寡代表信号 0 和 1。电容存在漏电现象,电荷不足会导致存储单元数据出错,所以 DRAM 需要周期性刷新,以保持电荷状态。DRAM 结构较简单且集成度高,通常用于制造内存条中的存储芯片。

SRAM( Static RAM,静态随机存储器)的存储单元是由晶体管和相关元件做成的锁存器,每个存储单元具有锁存“0”和“1”信号的功能。它速度快且不需要刷新操作,但集成度差和功耗较大,通常用于制造容量小但效率高的 CPU 缓存。

高速缓冲存储器(Cache)

Cache 也是我们经常遇到的概念,也就是平常看到的一级缓存(L1 Cache)、二级缓存(L2 Cache)、三级缓存(L3 Cache)这些数据,它位于 CPU 与内存之间,是一个读写速度比内存更快的存储器。当 CPU 向内存中写入或读出数据时,这个数据也被存储进高速缓冲存储器中。当 CPU 再次需要这些数据时,CPU 就从高速缓冲存储器读取数据,而不是访问较慢的内存,当然,如需要的数据在 Cache 中没有,CPU 会再去读取内存中的数据。

接口类型

内存的接口类型分 DIP, SIMM 和 DIMM 三种(RDRAM 又增加了 RMM),其中后两种就是我们要重点论述的内容。

DIP

DIP 是”Dual n-Line Package”的缩写,即双列直插内存芯片,它的常见单片容量有 256KB,IMB 等几种。但现在内存发展这么快,哪里还会是几百 KB 和几兆容量的内存? 因此 DIP 接口早已经是淘汰了的内存接口。

在 SIMM 和 DIMM 接口类型的内存条上,多个 RAM 芯片焊在一块小电路板上,通过专用插座装在主板或内存扩充板上,因此它们也可以看作是一个内存芯片。

技术指标

内存的技术指标一般包括奇偶校验、引脚数、容量、速度等。引脚数可以归为内存的接口类型,这里不再论述。

奇偶校验

奇/偶校验(ECC)是数据传送时采用的一种校正数据错误的一种方式,分为奇校验和偶校验两种。

如果是采用奇校验,在传送每一个字节的时候另外附加一位作为校验位,当原来数据序列中“1”的个数为奇数时,这个校验位就是“0”,否则这个校验位就是“1”,这样就可以保证传送数据满足奇校验的要求。在接收方收到数据时,将按照奇校验的要求检测数据中“1”的个数,如果是奇数,表示传送正确,否则表示传送错误。

同理偶校验的过程和奇校验的过程一样,只是检测数据中“1”的个数为偶数。

选购方法

做工要精良

对于选择内存来说,最重要的是稳定性和性能,而内存的做工水平直接会影响到性能、稳定以及超频。

内存颗粒的好坏直接影响到内存的性能,可以说也是内存最重要的核心元件。所以大家在购买时,尽量选择大厂生产出来的内存颗粒,一般常见的内存颗粒厂商有三星、现代、镁光、南亚、茂矽等,它们都是经过完整的生产工序,因此在品质上都更有保障。而采用这些顶级大厂内存颗粒的内存条品质性能,必然会比其他杂牌内存颗粒的产品要高出许多。

内存 PCB 电路板的作用是连接内存芯片引脚与主板信号线,因此其做工好坏直接关系着系统稳定性。目前主流内存 PCB 电路板层数一般是 6 层,这类电路板具有良好的电气性能,可以有效屏蔽信号干扰。而更优秀的高规格内存往往配备了 8 层 PCB 电路板,以起到更好的效能。

故障修复

1、开机无显示

由于内存条原因出现此类故障一般是因为内存条与主板内存插槽接触不良造成,只要用橡皮擦来回擦试其金手指部位即可解决问题(不要用酒精等清洗),还有就是内存损坏或主板内存槽有问题也会造成此类故障。

由于内存条原因造成开机无显示故障,主机扬声器一般都会长时间蜂鸣(针对 Award Bios 而言)

2、windows 系统运行不稳定,经常产生非法错误

出现此类故障一般是由于内存芯片质量不良或软件原因引起,如若确定是内存条原因只有更换一途。

3、windows 注册表经常无故损坏,提示要求用户恢复

此类故障一般都是因为内存条质量不佳引起,很难予以修复,唯有更换一途。

4、windows 经常自动进入安全模式

此类故障一般是由于主板与内存条不兼容或内存条质量不佳引起,常见于 PC133 内存用于某些不支持 PC133 内存条的主板上,可以尝试在 CMOS 设置内降低内存读取速度看能否解决问题,如若不行,那就只有更换内存条了。

5、随机性死机

此类故障一般是由于采用了几种不同芯片的内存条,由于各内存条速度不同产生一个时间差从而导致死机,对此可以在 CMOS 设置内降低内存速度予以解决,否则,唯有使用同型号内存。还有一种可能就是内存条与主板不兼容,此类现象一般少见,另外也有可能是内存条与主板接触不良引起电脑随机性死机,此类现象倒是比较常见。

6、内存加大后系统资源反而降低

此类现象一般是由于主板与内存不兼容引起,常见于 PC133 内存条用于某些不支持 PC133 内存条的主板上,即使系统重装也不能解决问题。

7、windows 启动时,在载入高端内存文件 himem.sys 时系统提示某些地址有问题

此问题一般是由于内存条的某些芯片损坏造成,解决方法可参见下面内存维修一法。

8、运行某些软件时经常出现内存不足的提示

此现象一般是由于系统盘剩余空间不足造成,可以删除一些无用文件,多留一些空间即可,一般保持在 300M 左右为宜。

9、从硬盘引导安装 windows 进行到检测磁盘空间时,系统提示内存不足

此类故障一般是由于用户在 config.sys 文件中加入了 emm386.exe 文件,只要将其屏蔽掉即可解决问题。

10、安装 windows 进行到系统配置时产生一个非法错误

此类故障一般是由于内存条损坏造成,可以按内存维修一法来解决,如若不行,那就只有更换内存条了。

11、启动 windows 时系统多次自动重新启动

此类故障一般是由于内存条或电源质量有问题造成,当然,系统重新启动还有可能是 CPU 散热不良或其他人为故障造成,对此,唯有用排除法一步一步排除。

12、内存维修一法

出现上面几种故障后,倘若内存损坏或芯片质量不行,如条件不允许可以用烙铁将内存一边的各芯片卸下,看能否解决问题,如若不行再换卸另一边的芯片,直到成功为止(如此焊工只怕要维修手机的人方可达到)。当然,有条件用示波器检测那就事半功倍了),采用此法后,因为已将内存的一边芯片卸下,所以内存只有一半可用,例如,64M 还有 32M 可用,为此,对于小容量内存就没有维修的必要了。

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