【计算机基础】存储器

一.概念

存储器是用来存储程序和各种数据信息的记忆部件。存储器可分为主存储器(简称主存或内存)和辅助存储器(简称辅存或外存)两大类。和CPU直接交换信息的是主存。

二.分类

根据存储材料的性能及使用方法的不同,存储器有几种不同的分类方法。

1.按存储介质分类

半导体存储器:用半导体器件组成的存储器。
磁表面存储器:用磁性材料做成的存储器。

2.按存储方式分类

随机存储器:任何存储单元的内容都能被随机存取,且存取时间和存储单元的物理位置无关。
顺序存储器:只能按某种顺序来存取,存取时间与存储单元的物理位置有关。

3.按存储器的读写功能分类

只读存储器(ROM):存储的内容是固定不变的,只能读出而不能写入的半导体存储器。
随机读写存储器(RAM):既能读出又能写入的半导体存储器。

4.按信息的可保存性分类

非永久记忆的存储器:断电后信息即消失的存储器。
永久记忆性存储器:断电后仍能保存信息的存储器。

5.按在计算机系统中的作用分类

主存储器(内存):用于存放活动的程序和数据,其速度高、容量较小、每位价位高。
辅助存储器(外存储器):主要用于存放当前不活跃的程序和数据,其速度慢、容量大、每位价位低。 如:硬盘、光盘、U盘等
缓冲存储器:主要在两个不同工作速度的部件起缓冲作用。 如:高速缓存存储器(cache)

三.主存区分SRAM、DRAM、Flash、DDR

1.SRAM(静态随机存储器)

SRAM的全称是Static Rnadom Access Memory,翻译过来即静态随机存储器。这里的静态是指这种存储器只需要保持通电,里面的数据就可以永远保持。

当断点之后,里面的数据会丢失。

由于SRAM的成本很高,所以像诸如CPU的高速缓存,才会采用SRAM。

2.DRAM(动态随机存取存储器)

DRAM全称是Dynamic Random Access Memory,翻译过来即动态随机存取存储器,最为常见的系统内存。

DRAM 只能将数据保持很短的时间。为了保持数据,DRAM使用电容存储,所以必须隔一段时间刷新(refresh)一次,如果存储单元没有被刷新,存储的信息就会丢失。

3.Flash(闪存)

Flash内存即Flash Memory,全名叫Flash EEPROM Memory,又名闪存,是一种长寿命的非易失性(在断电情况下仍能保持所存储的数据信息)的存储器,数据删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块为单位,区块大小一般为256KB到20MB。

由于其断电时仍能保存数据,闪存通常被用来保存设置信息,如在电脑的BIOS(基本输入输出程序)、PDA(个人数字助理)、数码相机中保存资料等。
另一方面,闪存不像RAM(随机存取存储器)一样以字节为单位改写数据,因此不能取代RAM。

3.1电子可擦除只读存储器(EEPROM)与闪存

1.EEPROM在字节水平上进行删除和重写
2.闪存是按区块擦写,比EEPROM的更新速度快。
3.闪存是电子可擦除只读存储器(EEPROM)的变种,被称为Flash erase EEPROM,或简称为Flash Memory。

3.2NOR Flash与NAND Flash

NOR Flash和NAND Flash是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。

Intel于1988年首先开发出NOR Flash 技术,彻底改变了原先由EPROM(Erasable Programmable Read-Only-Memory电可编程序只读存储器)和EEPROM(电可擦只读存储器Electrically Erasable Programmable Read - Only Memory)一统天下的局面。

紧接着1989年,东芝公司发表了NAND Flash 结构,强调降低每比特的成本,有更高的性能,并且像磁盘一样可以通过接口轻松升级。

NOR Flash 的特点是芯片内执行(XIP ,eXecute In Place),这样应用程序可以直接在Flash闪存内运行,不必再把代码读到系统RAM中。NOR 的传输效率很高,在1~4MB的小容量时具有很高的成本效益,但是很低的写入和擦除速度大大影响到它的性能。

NAND的结构能提供极高的单元密度,可以达到高存储密度,并且写入和擦除的速度也很快。应用NAND的困难在于Flash的管理和需要特殊的系统接口。通常读取NOR的速度比NAND稍快一些,而NAND的写入速度比NOR快很多,在设计中应该考虑这些情况。

4.DDR(双倍速率同步动态随机存储器)

DDR=Double Data Rate双倍速率同步动态随机存储器

严格的说DDR应该叫DDR SDRAM,人们习惯称为DDR,其中,SDRAM 是Synchronous Dynamic Random Access Memory的缩写,即同步动态随机存取存储器。而DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的缩写,是双倍速率同步动态随机存储器的意思。

SDRAM与DRAM相比多了一个同步接口,这个同步接口可以让SDRAM与计算机系统总线进行同步。

DDR内存是在SDRAM内存基础上发展而来的,仍然沿用SDRAM生产体系,因此对于内存厂商而言,只需对制造普通SDRAM的设备稍加改进,即可实现DDR内存的生产,可有效的降低成本。

目前DDR存储器已经发展到了DDR4,智能手机以及电脑上都有使用。

参考链接
【1】SRAM、DRAM、Flash、DDR有什么区别
【2】主存、辅存、内存、外存、存储器是什么?

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