计算机内存读取写入原理是什么
2013-04-19 12:32
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计算机内存读取写入原理是什么?
通常我们所熟悉的计算机内存条,外观是一个长方形的,上面有的黑色小正方形就是内存颗粒,还有一些电子原件,内存的工作原理分4部分,请楼主耐心看完:内存工作原理
1.内存寻址
首先,内存从CPU获得查找某个数据的指令,然后再找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,找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
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。
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。
内存最常见的故障就是出现在金手指部分和内存颗粒损坏,金手指部分的故障比较容易解决,一般只需将金手指用橡皮擦擦感觉即可,内存颗粒就要专业的维修人员才能解决。
因为制作材料和工作原理不同,内存是一种半导体存储器,简称RAM。RAM的优点是存取速度快、读写方便,缺点是数据不能长久保持,断电后自行消失,因此主要用于计算机主存储器等要求快速存储的系统。按工作方式不同,可分为静态和动态两类。静态随机存储器(SRAM)的单元电路是触发器,存入的信息在规定的电源电压下便不会改变。SRAM速度快,使用方便。动态随机存储器 ( DRAM )的单元由一个金属-氧化物-半导体(MOS)电容和一个MOS晶体管构成,数据以电荷形式存放在电容之中 ,需每隔 2~4毫秒对单元电路存储信息重写一次(刷新)。
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