详解内存工作原理及发展历程(7)

SIMM和DIMM

　　前面我们既然提到了30线的DIMM，那么我们就来介绍一下SIMM以及与之相对应的DIMM。其实SIMM和DIMM都是内存条的封装形式的一种（这里说的不是芯片的封装形式），因为每片内存颗粒无法直接同计算机进行连接并且通讯的，并且它们单颗颗粒的容量有限而且涉及到前面提及的数据传输位宽等方面的原因，所以内存厂商需要通过一定的形式把它们组织到一起，这样就产生了不同的内存封装形式。

　　首先我们来介绍一下SIMM，如下图（上面一条是30线DIMM内存，下面一条是72线DIMM内存）：

　　在DIMM内存中的颗粒采用了DIP（Dual Inline Package：双列直插封装）封装，如上图中黑色的芯片。早期的内存颗粒是直接焊接在主板上面的，这样如果一片内存出现故障，那么整个主板都要报废了。后来在主板上出现了内存颗粒插槽，这样就可以更换内存颗粒了，但是热膨胀的缘故，每使用一段时间你就需要打开机箱把内存颗粒按回插槽。

　　除了这些原因，更重要的是我们前面提到的数据总线位宽等方面的原因使得工程师着手设计了SIMM（Single Inline Memory Module）封装和DIMM（Double Inline Memory
Module）的内存,它们通过主板上的内存插槽同主板进行通讯。这样的设计解决了原来所有的问题。SIMM内存根据引脚分为30线和72线，目前我们都很少用到了。

　　SIMM Diagram：

　　SIMM根据内存颗粒分布可以分为单面内存和双面内存，一般的容量为1、4、16MB的SIMM内存都是单面的，更大的容量的SIMM内存是双面的。在我们本文中所列举的TM4100GAD8就是一款30线的内存，它每次仅能传输8bit的数据－－从前面的示意图中我们也知道这30线引脚中有11线是地址引线，8线是数据引线，还有其它的控制引线，对于当时的封装工艺这已经是比较不错了。比较细心的读者会问为什么还有三条空信号引脚？因为这种内存的数据输出总线位宽只有8bit，所以即使将空信号引脚转换为地址总线提高寻址范围，但是并没有足够多的引脚用于数据的输出。72线的SIMM内存的容量不但可以更大，而且数据总线的位宽也得到了极大的提高。一条72线SIMM内存的数据总线位宽是32bit，它的数据输出能力大大提高了。

　　DIMM是目前我们使用的内存的主要封装形式，比如SDRAM、DDR SDRAM、RDRAM，其中SDRAM具有168线引脚并且提供了64bit数据寻址能力。DIMM的工作电压一般是3.3v或者5v，并且分为unbuffered和buffered两种。上图上面的内存就是168线的SDRAM，而下面的内存是72线的SIMM。需要指出的是在SIMM和DIMM内存之间不仅仅是引脚数目的不同，另外在电气特性、封装特点上都有明显的差别，特别是它们的芯片之间的差别相当的大。因为按照原来内存制造方法，制造这种内存的时候是不需要把64个芯片组装在一起构成一个64bit的模块的，得益于今年来生产工艺的提高和改进，现在的高密度DRAM芯片可以具有不止一个Din和Dout信号引脚，并且可以根据不同的需要在DRAM芯片上制造4、8、16、32或者64条数据引脚。
如果一个DRAM芯片具有8个数据引脚，那么这个基本储存单元一次就可以输出8bit的数据，而不像是在原来的TM4100GAD8 SIMM芯片中每次仅仅能输出1bit数据了。这样的话，如果我们需要制造一个同TM4100GAD8一样容量的内存，那么我们可以不使用前面所使用的4M x 1bit芯片，而是采用1M x
8bit芯片，这样仅仅需要4片芯片就可以得到一个容量为4MB，位宽为32bit的模组。芯片数目减少最直接的好处当然是可以减少功耗了，当然也简化了生产过程。

　　下面的图只是为了说明这个问题而制作的，它展示的是一种72线的4MB SIMM内存，采用了4片1Mx8bit DRAM芯片。但是至于是不是真的有这样的一款产品我也不能确定，因为目前为之我找不到实际的产品相关资料，所以这个只是为了帮助大家理解这个问题，不要对于是否有这样的产品而斤斤计较。

　　这样一来，只要4片采用具有8bit位宽的内存颗粒就可以达到同样的容量，当然这样的内存条工作原理在理解的过程中比原来略微复杂一点。我们看到在上面的4Mbit×8bit芯片中，依然还是有10条地址总线引脚，但是/CAS和/RAS引脚却从原来的1条增加到4条。当然数据输入输出引脚线数目是32条。
其实TI公司的TM124BBJ32F和TM248CBJ32F前面的我所列举的例子是比较相似的：

　　这两款内存的容量均为4MB,位宽为32bit，当然也属于DRAM了。TM124BBJ32F内存为单面而TM248CBJ32F双面的两种模式，不过其中单面TM124BBJ32F有些奇怪，在它的内存条上只有两颗内存芯片，这样每颗内存芯片应该是2MBx16bit。另外，双面的TM248CBJ32F由4片1Mx8bit
DRAM芯片组成。

　　上面的示意图和表格是TM124BBJ32F和TM248CBJ32F的示意图和表格，我们可以很容易的理解它们的工作模式。

　　对于TM124BBJ32F来说：因为是2MBx16bit的颗粒，所以当RAS0引脚为低电平时，DQ0-DQ15输出/输入引脚有效，所以它可以同时传送一个16bit数据；让RAS1引脚为低电平时，DQ16-DQ31输出/输入引脚有效，也可以一次传送一个16bit数据。

　　对于TM248CBJ32F来说：因为是1MBx8bit的颗粒，所以情况同前面是不同的，当RAS0引脚为低电平时，DQ0-DQ7输出/输入引脚有效，所以它可以同时传送一个8bit数据；让RAS1引脚为低电平时，DQ6-DQ15输出/输入引脚有效，也可以一次传送一个8bit数据；让RAS2引脚为低电平时，DQ16-DQ23输出/输入引脚有效，也可以一次传送一个8bit数据；让RAS3引脚为低电平时，DQ24-DQ31输出/输入引脚有效，也可以一次传送一个8bit数据(注意这里虽然都是控制输出8bit或者16bit地址，但是它们之间分别代表的含义是不同的)。当然在确定地址的时候，还是需要CAS控制电路配合的。

 

 

 

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