微机组装与维护

第二讲 内存和主板 内存是计算机的核心部件之一。传统的教科书上将CPU和内存合起来称为“主机 一、半导体存储器的分类 二、内存条 主板是实际微机工作的基础，主板中起重要作用的是逻辑控制芯片组，它提供主板上的核心控制逻辑，其作用仅次于CPU 一、外围总线与接口 二、芯片组 三、主板

微机的存储体系 分为内部存储器和外部存储两部分 内部存储器 外部存储器 速度慢 容量大 速度快 容量小

2.1 内存 内存是计算机的核心部件之一 计算机一开机，CPU就执行固化在ROM中的程序，对系统进行自检并初始化，然后引导硬盘上的操作系统至内存，最后将控制权交给操作系统 启动某个应用程序时，应用程序先被载入至内存 由此可知内存在整个系统中的重要性

一、半导体存储器的分类 （内存均为半导体存储器） 随机存储器 (RAM: Random Access Memory) 只读存储器 (ROM: Read Only Memory) 闪烁存储器(Flash Memory) 动态存储器(DRAM) 静态存储器(SRAM) 可擦除可编程只读存储器(EPROM) 电可擦除可编程只读存储器(EEPROM) 可编程只读存储器(PROM) DRAM (Dynamic RAM)——用作主存储器 SRAM (Static RAM)——用作Cache、寄存器 PROM (Programmable ROM)——早期用作计算机只读存储器 EPROM (Erasable PROM)——早期用作计算机只读存储器 EEPROM (Electrically EPROM)——现在用作计算机只读存储器 Flash Memory——现在用作计算机只读存储器

一、半导体存储器的分类 ROM最大的特点是断电不丢失数据，在微机中一般作BIOS用 RAM最大的特点是断电即丢失数据，又可分为DRAM和SRAM，前者一般作内存条(即常说的主存)用，后者一般作高速缓存(Cache)用

1、只读存储器ROM ROM有各种类型，并不是所有的ROM都是只读的，用这个名称只不过是历史习惯而以 586以上的主板均采用Flash ROM做BIOS，从而使BIOS的升级非常方便，但同时又给病毒的入侵提供了可能

2、随机存储器RAM 动态RAM：利用电容存储数据，需要定时刷新。动态RAM的速度低于静态RAM，但集成度高，成本低，性能价格比好，所以主要用作主内存 静态RAM：利用触发器存储数据，速度比动态RAM快，但它的集成度低，生产成本高，目前主要用作比内存小得多的高速缓存

二、内存条 内存条的pin脚呈现不对称的布局，所以不用担心会插反(所谓的防呆设计) 内存条如果已插紧，一旁的白色卡子会合上 286开始，将DRAM芯片焊接在印刷线路板上，而主板上安装了内存插槽。这种形式一直延续至今 内存条的pin脚呈现不对称的布局，所以不用担心会插反(所谓的防呆设计) 内存条如果已插紧，一旁的白色卡子会合上

内存双通道技术 双通道——通过在内存控制器（北桥芯片或MCH）上增加两个存储器通道，使用现有的存储器模组实现两个通道并行工作，在同时安装两条64位的DDR或DDR2存储器条，可以实现128位的位宽。 内存控制器 北桥 DDR 双通道内存技术 支持双通道的主机板一般都有4个DIMM存储器插槽，两个内存条必须插到同颜色的插槽才可以配置成双通道模式。

二、内存条——SDRAM SDRAM——主要的标准有PC66、PC100、PC133三种。 SDRAM，同步动态RAM，实现了一个时钟周期传输一次数据，引脚为168线，曾经风光一时，现已淘汰。 标准 总线频率 带宽 PC66 66MHz 533MB/s PC100 100MHz 800MB/s PC133 133MHz 1067MB/s

二、内存条——RDRAM RDRAM——主要有PC600、PC800、PC1066、PC1200 PC800 PC1066 PC1200 RDRAM（Rambus DRAM）。设计独特，性能超过SDRAM。由Rambus公司开发，当时Intel 计划用RDRAM替代SDRAM。RDRAM的问题是生产成本高，价格贵，最终没有赢得市场。 引脚184线。 PC800 PC1066 PC1200 标准 工作频率 400MHz 533MHz 600MHz 单通道带宽 1.6GB/s 2.1GB/s 2.4GB/s 双通道带宽 3.2GB/s 4.3GB/s 4.8MB/s PC600 300MHz 1.2GB/s

二、内存条——DDR DDR——有PC2100、PC2700、PC3200、PC4200等几种。 DDR是SDRAM的改进产品，双倍速（Double Data Rate）SDRAM，速度提高一倍。在一个时钟周期的上升沿和下降沿都传送一次数据。内存条依然保留原有的168线的尺寸，但是插脚数从168线增加到184线。 DDR 266 DDR 333 规格 工作频率 133MHz 166MHz 单通道带宽 2.1GB/s 2.7GB/s 双通道带宽 4.2GB/s 5.3GB/s DDR 400 200MHz 3.2GB/s 6.4GB/s PC2100 PC2700 标准 PC3200 DDR 533 266MHz 8.5GB/s PC4200

二、内存条——DDR 2 DDR2——主要有PC2-3200、PC2-4300、PC2-5300几种。 DDR 2，DDR的换代产品。与DDR的最大不同在于，相同外部时钟频率的前提下，内部时钟频率只是DDR的一半，即相同内部时钟频率的情况下，外部时钟可提高一倍，从而提高数据传输速率。 插脚为240线。 DDR2-400 DDR2-533 DDR2-667 规格 工作频率 200MHz 266MHz 333MHz 单通道带宽 3.2GB/s 4.3GB/s 5.3GB/s 双通道带宽 6.4GB/s 8.5GB/s 10.67GB/s PC2-3200 PC2-4300 PC2-5300 标准

二、内存条——DDR原理

二、内存条

2.2 主板 精英945P主板 S-ATA 插座 ICH ATA插座 MCH PCI 总线插槽 软驱插座 主电源插座 PCI-E x16 DDR2 双通道 存储器插座 PCI-E x1 总线插槽 CPU电源插座 LGA775 CPU插座

一块较早的主板 Socket370 CPU插座 北桥芯片 AGP插座 PCI 总线插槽 电源插座 ISA总线插槽 软驱插座 南桥芯片 SDRAM 内存条插槽 ATA插座

一、外围总线与接口——PCI总线 PCI总线广泛用于486以后的PC中。普通PCI总线为32位，33.3MHz的速度运行，最大带宽为33.3×32/8=133MB/s PCI时钟独立于CPU外频，使得CPU时钟有较大的提高的空间，也使得PCI有较长的生命周期 一般用于连接网卡、声卡等

一、外围总线与接口——AGP接口 AGP接口是一种为了提高视频带宽而设计的专用的图形总线规范 AGP规范按速度有几种标准：AGP1X、AGP2X、AGP4X、AGP8X，宽度是32位，频率66MHz。1X的在一个时钟周期内传送一次数据，峰值传输率可达到266MB/s，8X的一个时钟周期传送8次数据，峰值传输率可达到2.128MB/s，约为2GB/s

一、外围总线与接口——PCI Express总线 采用串行点对点方式的物理连接，采用时钟植入技术。很少的引脚，很高的性能 采用高速串行差分传输，可以实现多种不同宽度的连接结构，如x1、x4、x8、x16和x32 具有双向对称的全双工传输能力 x1单向带宽为250MB/s，双向可达500MB/s。x16作显示接口，单向带宽可达到4GB/s X1 X4 X8 X16 PCI E模式 PCI Express X1 PCI Express X4 PCI Express X16 PCI Express X32 数据模式速率 250MB/s 1GB/s 4GB/s 8GB/s

一、外围总线与接口——PCI Express总线 目前机器：PCI-ExpressX16 + PCI-ExpressX1 + PCI PCI Express × 16 插槽 PCI 1

一、外围总线与接口——传统的串、并行端口 传统的串口和并口是PC系统中最基本的通信端口，这些端口现在仍然在使用 串口也称为COM口，曾经用于连接调制解调器、鼠标、扫描仪等。串口的传输速率一般为几Kb/s或几十Kb/s 并口常用于连接打印机，故也称为LPT端口。并口定义了8条数据线，每次传送一个字节。速度比串行口快的多，为150KB～ 2MB/s RS-232C 串行接口连接器 并行接口连接器

一、外围总线与接口——USB通用串行接口 如今USB已普及，采用USB接口的外设有显示器、键盘、鼠标、硬盘、音箱等 USB1.1和USB2.0两种标准，前者的最高速度为12Mbps，后者是480Mbps 自带+5VDC电源，可输出500mA。接口具备电源管理能力。具有热插拔能力，在操作系统的协同下实现即插即用 标准USB连接器分为A和B两种，A连接器用于主机，B连接器用于外设

一、外围总线与接口——IEEE1394高速串行总线 1394a于1995年发布。后续的版本是1394b 1394a：标准定义了多种传输速率，12.5、25、50、100、200、400Mb/sec的传输速率。 1394b：为下一代PC所制定的标准，增加了800和1600Mb/sec，如果使用光纤的话，最高传输速率提高到了3200Mb/sec。 定位在高性能数字视频设备领域，用于连接数码摄像机、DVD和数字电视等

一、外围总线与接口——遗留总线ISA总线 在最初的IBM-PC机中做为8位总线引入的，工作频率4.77MHz。1984年在IBM PC/AT中扩展为16位，工作频率8.33MHz ISA总线一次传送需2到8个时钟周期，因此，理论上ISA的最大数据传输率为8.33×16/8÷2=8.33MB/s ISA总线已经跟不上目前CPU的速度，已被淘汰

二、芯片组 构成现代PC机主机板的三大半导体部件——CPU、内存条、芯片组。 Intel 945芯片组构成的主机板 ICH （南桥芯片） MCH （北桥芯片） ICH （南桥芯片）

Intel 865芯片组构成的计算机系统 I C H IHA Intel 80865 CPU MCH 前端 总线 intel 硬盘 光驱 存储器 I C H ATA-100 LAN 局域网 前端 总线 S-ATA intel Pentium 4 CPU IHA Intel 80865 MCH 6ch音频 音箱 / MIC 8XUSB2.0 串行接口 并行接口 键盘接口 鼠标接口 打印机 AGP 显示接口 键盘 ATX电源 220VAC +12/-12 +5/-5 +3 鼠标器 显示器 PCI PCI总线 微型 机主 机板 BIOS、时钟 、….

二、芯片组 在计算机系统中，CPU起着主要作用，而在主板系统中，起主要作用的则是主板上的逻辑控制芯片组，简称芯片组。芯片组提供主板上的核心控制逻辑。 芯片组决定了主板所支持的CPU类型、速度，总线速度，内存类型、速度和容量，硬盘接口等各种配置。对于主板而言，芯片组几乎决定了这块主板的性能，进而影响到整个系统的性能。 芯片组一般由两片较大的芯片组成，分别称为北桥芯片和南桥芯片。

二、芯片组 北桥芯片是芯片组中起主导作用的芯片，比较靠近CPU。北桥提供了对CPU类型、主频、外频、前端总线、内存的类型、内存的最大容量、以及显卡插槽规格等方面的支持。整合芯片组的北桥还集成有图形核心。北桥芯片连接了高速的前端总线、内存总线、显示总线。 南桥芯片一般比较靠近PCI插槽，提供了对硬盘、 PCI/PCI Express总线、USB接口等的控制和通讯。这些技术相对比较稳定，所以南桥芯片的种类少于北桥芯片。同一南桥芯片往往可以和多种北桥芯片进行组合搭配。

Intel 945芯片组 支持Pentium D系列双核及Celeron D处理器 双通道 DDR2 内存 PCI Express x16总线 一种RAID技术(磁盘阵列技术) 远程客户端网络管理技术 - 英特尔主动管理技术

Intel 9系列芯片组 Intel945/955系列芯片组：支持Intel的双核心处理器。其中945只能支持Pentium D系列双核，不能支持Pentium EE。 HD Audio，24bit 音频 千兆以太网 网络 4 x SATA2 1 x ATA-100 外存接口 ICH7，ICH7R 南桥搭配 PCI Express ×16 图形接口 × ECC 错误校验 2G 4G 8G 内存容量 533/400 667/533/400 667/533 内存总线 双通道DDR2 内存规格 800/533 1066/800/533 1066/800 前端总线 Pentium 4/D Celeron D Pentium 4/D/EE 处理器 945PL 945P/945G 955X

Intel P45芯片组 支持Intel core 2双核CPU, Intel core 2 四核CPU及相应的赛扬 1333/1066/800 MHz 系统总线 支持双通道DDR2和DDR3

三、主板——构成 由PCB板构成的电路模块，集成了以下部件： 芯片组； CPU插座； 存储器条插座； 电源插座，电源调整变换电路； 总线扩展插槽； 各种外部接口：串行接口、并行接口、USB接口、键盘接口、鼠标器接口，其他接口可能包括音频接口、显示器接口、局域网接口、电话线接口等； 各种内部接口，包括ATA/S-ATA接口、软盘驱动器接口、AGP接口等； BIOS芯片和CMOS（RTC）芯片； 其他集成电路芯片。

早期的Pentium4主机板 AC97 解码芯片 AGP接口 并行接口 USB接口 键盘、鼠标接口 音频接口 AMR接口插槽 电源变换电路 音频MIDI接口 并行接口 USB接口 键盘、鼠标接口 音频接口 AMR接口插槽 电源变换电路 CPU插座 北桥芯片 PCI总线扩展槽 电源插座 南桥芯片 内存条插座 前面板USB BIOS芯片 电池 ATA插座 软驱插座

精英945P主板 S-ATA 插座 ICH ATA插座 MCH PCI 总线插槽 软驱插座 主电源插座 PCI-E x16 总线插槽 DDR2 双通道 存储器插座 PCI-E x1 总线插槽 CPU电源插座 LGA775 CPU插座

标准ATX主机板的后面板插座 键盘插座 鼠标器插座 串行接口 插座 并行接口 局域网接 口 USB 接口 音频接口

三、主板——结构标准 AT和Baby AT结构：最初应用于IBM PC/AT机上。AT主板大小为13×12英寸。 Baby AT大小为13.5×8.5英寸。 电源 CPU ATX主机板 5.25英寸 3.5英寸 驱动器 安装槽 标准的ATX 立式主机箱 ATX结构：是目前使用最多的结构标准。ATX结构的底板尺寸是12×9.6英寸。 Mini ATX结构：小型的ATX结构。 mini-ATX结构的底板尺寸是11.2×8.2英寸。机箱结构与ATX相同。

三、主板——结构标准 Micro ATX结构：是Intel公司提出的主板结构。主要是通过减少PCI和ISA插槽的数量来缩小主板尺寸的。Micro-ATX结构的底板尺寸是9.6×9.6英寸。

三、主板——结构标准 Flex-ATX结构：Micro-ATX之后intel公布的更小的主板，是为了允许新PC设计中的变化，尤其是廉价的、小型的应用类型系统。Flex-ATX主板尺寸仅为9.0×7.5英寸。