主存储器概述
主存与CPU的联系
- 主存和 MDR 通过数据总线通信
- CPU 向主存发出读/写指令
- MAR 通过地址总线向主存发送读写的目标地址
主存存储单元地址分配
存储单元的位置由单元地址号表示，具体要看机器的存储字长和寻址方式
例：某机器的字长为32位，那么代表每一个存储单元（对应一个字）存放32位个2进制数，也就是 32/8 = 4个字节，所以按字寻址的范围是按字节寻址范围的4倍
主存的技术指标
- 存储容量
按总位数计量：存储容量 = 存储单元个数 * 存储字长
按总字节计量：存储容量 = 存储单元个数 * 存储字长 / 8*
一般是按字节计量，256MB -> 按字节寻址，地址线位数28位
- 存储速度
存储速度通过存取时间和存储周期来衡量
存取时间（访问时间）：启动一次存储器操作到完成操作所需的时间
分2种：
- 读出时间
存储器收到有效地址 -> 产生有效输出 - 写入时间
存储器收到有效地址 -> 数据成功被写入指定的存储单元
- 存储器带宽
单位时间内存储器存取的信息量
单位：
- 字/秒
- 字节/秒
- 位/秒
提高带宽的措施： - 缩短存取周期
- 增加存储字长
- 增加存储体
主存储器半导体芯片
基本结构
- CS：片选线（决定主存工作）
- WE：读写控制线
- A0~Ax：地址线
- D0~Dy：数据线
译码驱动
线选法
- 对地址译码器给定输入，输出只有一根线有效
- 每个字的存储单元都需要一根线
- n 线 n 片选信号
重合法
- 存储单元布置成二维矩阵，用两个地址译码器
- 一组(X,Y)坐标对应一个存储单元
- 大大降低了线数量
- n 线 2^n 片选信号
随机存取存储器RAM
静态RAM（SRAM）
动态RAM（DRAM）
DRAM刷新
- 刷新周期：一般2ms
- 每次刷新一行存储单元
- 集中刷新：某段时间内刷新所有电容，这段时间DRAM不可用，称为死区
- 分散刷新：每次读写后，将某一行刷新，无死区，有点过度刷新
- 异步刷新：集中+分散，每段时间（多次读写）后，刷新某一行
SRAM Vs DRAM
| 指标 | DRAM | SRAM |
|---|---|---|
| 存储原理 | 电容 | 触发器 |
| 集成度 | 高 | 低 |
| 芯片引脚 | 少 | 多 |
| 功耗 | 小 | 大 |
| 价格 | 低 | 高 |
| 速度 | 慢 | 快 |
| 刷新 | 有 | 无 |
ROM
为什么需要 ROM ？因为 RAM 数据易失。ROM一般保存系统信息或系统程序，早期只读。
- MROM：只读
- PROM（一次性编程）：熔丝锻炼则为0，可以一次性破坏编程
- EPROM（多次编程）：N型沟道浮动栅MOS电路，不导通则为0
- EEPROM （多次编程）：电可擦写、局部擦除、全部擦写
- Flash Memory（闪存）：比EEPROM更快，具备部分RAM功能