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存储器的种类,存储器的常见种类

发布时间:2023-10-18 10:38:02编辑:温柔的背包来源:

很多朋友对存储器的种类,存储器的常见种类不是很了解,每日小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。

存储器的种类,存储器的常见种类

记忆型存储器是计算机结构的重要组成部分。存储器是用来存储程序代码和数据的部件。有了内存,电脑才有记忆功能。基本内存类型如图基本内存类型所示。

根据存储介质的特性,存储器可以分为易失性存储器和非易失性存储器两大类。其中“易失性/非易失性”是指断电后存储在存储器中的数据内容是否会丢失的特性。一般易失性存储器存取速度快,而非易失性存储器可以长时间存储数据,所以它们在计算机中起着非常重要的作用。在计算机中,易失性存储器最典型的代表是内存,非易失性存储器的代表是硬盘。随机存储器

RAM是“随机存取存储器”的缩写,翻译过来就是随机存储器。这意味着当读取或写入存储器中的一条消息时,所需的时间与这条信息的位置无关。这个词的由来是因为磁鼓在早期的计算机中被用作存储器。磁鼓是一种顺序读写设备,RAM可以同时随机读取其中任意地址的数据,因此得名。事实上,RAM已经被专门用来将易失性半导体存储器称为计算机存储器。

根据RAM的存储机制,可以分为动态随机存取存储器(DRAM)和静态随机存取存储器(SRAM)。动态随机存取存储器

DRAM的存储单元通过电容的电荷来表示数据,有电荷表示1,无电荷表示0,如图所示。但是随着时间的推移,代表1的电容会放电,代表0的电容会吸收电荷,所以需要定期刷新,这就是“动态”这个词所描述的特性。

刷新操作将检查电容器。如果功率大于全功率的1/2,则认为是1,电容器充满电。如果功率小于1/2,则认为是0,电容放电,保证数据的正确性。

SDRAM根据DRAM的通信方式分为同步模式和异步模式,这两种模式是根据通信时是否需要一个时钟信号来区分的。同步通信时序图是使用时钟进行同步的通信序列,它表示时钟上升沿的有效数据。因为使用时钟同步的通信速度更快,所以同步DRAM的应用更广泛,称为s DRAM(同步DRAM)DDR SDRAM。

为了进一步提高SDRAM的通信速度,人们设计了DDR SDRAM(双倍数据速率SDRAM)。它的存储特性和SDRAM没什么区别,但是SDRAM只代表上升沿的有效数据,一个时钟周期只能代表一个有效数据,而DDR SDRAM在时钟的上升沿和下降沿都代表一个数据,也就是说一个时钟周期可以代表两个比特的数据,在同样的时钟频率下速度提高了一倍。

至于DDR2和DDR3,它们的通信方式没有区别,主要是通信同步时钟的频率提高了。

目前电脑常用的内存条是DDR3 SDRAM内存,一个内存条包含多个DDR3 SDRAM芯片。SRAM静态随机存取存储器SRAM的存储单元使用锁存器来存储数据,如图SRAM存储单元。这种电路结构不需要定期刷新和充电;你可以保持身材。(当然,如果断电,数据还是会丢失);所以这种内存叫做“静态”RAM。

同样,根据其通信模式,SRAM可分为同步(SSRAM)和异步(SRAM)。相对来说,异步SRAM应用比较广泛。DRAM和SRAM的应用对比DRAM和SRAM的结构可以看出,DRAM的结构要简单得多,所以生产同样容量的存储器,DRAM的成本更低,集成度更高,而DRAM的存储速度不如SRAM。特性对比如下表所示。

所以在实际应用中,SRAM一般只用于CPU内部缓存,外部扩展存储器一般使用DRAM。在STM32系统的控制器中,只有STM32F429型号以上的芯片可以支持SDRAM的扩展,其他型号如STM32F1、STM32F2、STM32F2407只能扩展SRAM。非易失性存储器非易失性存储器有很多种,其中ROM和FLASH是半导体,其他还有光盘、软盘和机械硬盘。只读存储器

ROM是“只读存储器”的缩写,意思是只读存储器。由于技术的发展,后来设计出了一种可以方便写入数据的ROM,并保留了“只读存储器”的名称。现在一般用来指非易失性半导体存储器,包括后面描述的闪存,也有人把它归为ROM。掩蔽型只读存储器

掩模ROM是真正的“只读存储器”。存储在里面的数据在出厂时是经过特殊工艺固化的,生产后无法修改。它的主要优点是量产时成本低。目前,它已经应用于不需要修改数据的场合。OTPROM

OTPROM(一次性可编程只读存储器)是一种一次性可编程存储器。出厂时,内存中没有任何数据。用户可以使用特殊的编辑器来编写自己的数据,但只能编写一次。写入后,其内容不可修改。恩智浦公司生产的控制器芯片中经常使用OTPROM来存储设备的密钥或唯一mac地址。可擦可编程只读存储器

EPROM(可擦可编程ROM)是一种可重写存储器,解决了PROM芯片只能写一次的问题。这种存储器利用紫外辐射来擦除芯片内部的数据,擦除和写入都需要特殊的设备。现在这种存储器基本淘汰了,用EEPROM代替了EEPROM。

EEPROM(电可擦除可编程ROM)是一种电可擦除存储器。EEPROM可以反复擦除,其擦除和写入都是由电路直接控制的,所以不需要使用外部设备进行擦除。而且可以在不擦除整个芯片的情况下以字节为单位修改数据。目前主要的ROM芯片是EEPROM。闪存

闪存又称闪速存储器,也是一种可擦写的存储器,有些书也会把FALSH存储器叫做FLASH ROM,但是它的容量一般比EEPROM大很多,擦除的时候一般是以多个字节为单位。比如有些闪存以4096字节为扇区,最小的擦除单位是1个扇区。根据存储单元电路的不同,闪存分为NOR闪存和NAND闪存,如下表所示。

NOR和NAND的共同点是在写入数据之前需要进行擦除,擦除操作一般以“扇区/块”为单位。NOR和NAND特性的区别主要在于其内部的“地址/数据线”是否分离。由于NOR的地址线和数据线是分开的,所以可以按字节读写数据,满足了CPU的指令解码要求。所以如果一个代码指令存储在NOR上,CPU给NOR一个地址,NOR就可以返回一个数据给CPU让CPU执行,不需要额外的处理操作。

因为NAND的数据和地址线是共享的,所以数据只能以“块”的形式读写。如果一条代码指令存储在NAND上,CPU给它一个地址,它不能直接返回地址的数据,所以不符合指令解码要求。表中的最后一项是否支持XIP描述了立即执行的这一特性。

如果代码存储在NAND上,可以先加载到RAM内存中,然后由CPU执行。所以可以认为NOR是一种掉电后不会丢失数据的RAM,只是它的擦除单元与RAM不同,读写速度比RAM慢很多。

另外,FLASH的擦除次数有限,现在一般在10万次左右。当其使用寿命接近时,写入操作可能会失败。因为NAND通常是作为一个整体块进行擦除的,如果块中的一个位失效,整个块就会失效,这就是所谓的坏块。而且由于擦除过程复杂,整体上也没有坏块少,寿命更长。因为存在坏块,所以闪存需要一种“EDC/ECC”算法来保证数据的正确性。

由于两种闪存的区别,NOR FLASH一般用于代码存储场合,比如嵌入式微控制器内部的程序存储空间,而NAND FLASH一般用于大数据存储场合,包括SD卡、u盘、固态硬盘等。

以上知识分享希望能够帮助到大家!