計算機內存讀取寫入原理是什麼

計算機內存讀取寫入原理是什麼?


通常我們所熟悉的計算機內存條,外觀是一個長方形的,上面有的黑色小正方形就是內存顆粒,還有一些電子原件,內存的工作原理分4部分,請樓主耐心看完:

內存工作原理 
1.內存尋址 
首先,內存從CPU獲得查找某個數據的指令,然後再找出存取資料的位置時(這個動作稱爲“尋址”),它先定出橫座標(也就是“列地址”)再定出縱座標(也就是“行地址”),這就好像在地圖上畫個十字標記一樣,非常準確地定出這個地方。對於電腦系統而言,找出這個地方時還必須確定是否位置正確,因此電腦還必須判讀該地址的信號,橫座標有橫座標的信號(也就是RAS信號,Row Address Strobe)縱座標有縱座標的信號(也就是CAS信號,Column Address Strobe),最後再進行讀或寫的動作。因此,內存在讀寫時至少必須有五個步驟:分別是畫個十字(內有定地址兩個操作以及判讀地址兩個信號,共四個操作)以及或讀或寫的操作,才能完成內存的存取操作。 

2.內存傳輸 
爲了儲存資料,或者是從內存內部讀取資料,CPU都會爲這些讀取或寫入的資料編上地址(也就是我們所說的十字尋址方式),這個時候,CPU會通過地址總線(Address Bus)將地址送到內存,然後數據總線(Data Bus)就會把對應的正確數據送往微處理器,傳回去給CPU使用。 

3.存取時間 
所謂存取時間,指的是CPU讀或寫內存內資料的過程時間,也稱爲總線循環(bus cycle)。以讀取爲例,從CPU發出指令給內存時,便會要求內存取用特定地址的特定資料,內存響應CPU後便會將CPU所需要的資料送給CPU,一直到CPU收到數據爲止,便成爲一個讀取的流程。因此,這整個過程簡單地說便是CPU給出讀取指令,內存回覆指令,並丟出資料給CPU的過程。我們常說的6ns(納秒,秒-9)就是指上述的過程所花費的時間,而ns便是計算運算過程的時間單位。我們平時習慣用存取時間的倒數來表示速度,比如6ns的內存實際頻率爲1/6ns=166MHz(如果是DDR就標DDR333,DDR2就標DDR2 667)。 

4.內存延遲 
內存的延遲時間(也就是所謂的潛伏期,從FSB到DRAM)等於下列時間的綜合:FSB同主板芯片組之間的延遲時間(±1個時鐘週期),芯片組同DRAM之間的延遲時間(±1個時鐘週期),RAS到CAS延遲時間:RAS(2-3個時鐘週期,用於決定正確的行地址),CAS延遲時間 (2-3時鐘週期,用於決定正確的列地址),另外還需要1個時鐘週期來傳送數據,數據從DRAM輸出緩存通過芯片組到CPU的延遲時間(±2個時鐘週期)。一般的說明內存延遲涉及四個參數CAS(Column Address Strobe 行地址控制器)延遲,RAS(Row Address Strobe列地址控制器)-to-CAS延遲,RAS Precharge(RAS預衝電壓)延遲,Act-to-Precharge(相對於時鐘下沿的數據讀取時間)延遲。其中CAS延遲比較重要,它反映了內存從接受指令到完成傳輸結果的過程中的延遲。大家平時見到的數據3—3—3—6中,第一參數就是CAS延遲(CL=3)。當然,延遲越小速度越快。

內存最常見的故障就是出現在金手指部分和內存顆粒損壞,金手指部分的故障比較容易解決,一般只需將金手指用橡皮擦擦感覺即可,內存顆粒就要專業的維修人員才能解決。

 
因爲製作材料和工作原理不同,內存是一種半導體存儲器,簡稱RAM。RAM的優點是存取速度快、讀寫方便,缺點是數據不能長久保持,斷電後自行消失,因此主要用於計算機主存儲器等要求快速存儲的系統。按工作方式不同,可分爲靜態和動態兩類。靜態隨機存儲器(SRAM)的單元電路是觸發器,存入的信息在規定的電源電壓下便不會改變。SRAM速度快,使用方便。動態隨機存儲器 ( DRAM )的單元由一個金屬-氧化物-半導體(MOS)電容和一個MOS晶體管構成,數據以電荷形式存放在電容之中 ,需每隔 2~4毫秒對單元電路存儲信息重寫一次(刷新)。

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