各種RAM的原理及區(qū)別你都知道嗎

說到RAM，相信大家都略知一二，但你知道各種RAM的原理及區(qū)別嗎？

一、引言

在計算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)中，有一個很重要的部分，就是存儲器。存儲器是用來存儲程序和數(shù)據(jù)的部件，對于計算機(jī)來說，有了存儲器，才有記憶功能，才能保證正常工作。

存儲器的種類很多，按其用途可分為主存儲器和輔助存儲器。主存儲器簡稱內(nèi)存，內(nèi)存在電腦中起著舉足輕重的作用，一般采用半導(dǎo)體存儲單元。因為RAM是內(nèi)存其中最重要的存儲器，所以通常我們直接稱之為內(nèi)存。

內(nèi)存就是存儲程序以及數(shù)據(jù)的地方，比如當(dāng)我們在使用WPS處理文稿時，當(dāng)你在鍵盤上敲入字符時，它就被存入內(nèi)存中；當(dāng)你選擇存盤時，內(nèi)存中的數(shù)據(jù)才會被存入硬盤。

二、關(guān)于RAM

RAM：Random Access Memory，隨機(jī)存取存儲器。

RAM也叫內(nèi)存、主存，是與CPU直接交換數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲器，它可以隨時讀寫（刷新時除外），而且速度很快（相對Flash）。

RAM特點：

1、隨機(jī)存取

所謂“隨機(jī)存取”，指的是當(dāng)存儲器中的數(shù)據(jù)被讀取或?qū)懭霑r，所需要的時間與這段信息所在的位置或所寫入的位置無關(guān)。相對的，讀取或?qū)懭腠樞蛟L問存儲設(shè)備中的信息時，其所需要的時間與位置就會有關(guān)系。它主要用來存放操作系統(tǒng)、各種應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)等。

2、易失性

當(dāng)電源關(guān)閉時RAM不能保留數(shù)據(jù)。如果需要保存數(shù)據(jù)，就必須把它們寫入一個長期的存儲設(shè)備中。RAM和ROM相比，兩者的最大區(qū)別是RAM在斷電以后保存在上面的數(shù)據(jù)會自動消失，而ROM不會自動消失，可以長時間斷電保存。

3、對靜電敏感

正如其他精細(xì)的集成電路，隨機(jī)存取存儲器對環(huán)境的靜電荷非常敏感。靜電會干擾存儲器內(nèi)電容器的電荷，引致數(shù)據(jù)流失，甚至燒壞電路。故此觸碰隨機(jī)存取存儲器前，應(yīng)先用手觸摸金屬接地。

4、訪問速度

現(xiàn)代的隨機(jī)存取存儲器幾乎是所有訪問設(shè)備中寫入和讀取速度最快的，存取延遲和其他涉及機(jī)械運作的存儲設(shè)備相比，也顯得微不足道。

5、需要刷新

現(xiàn)代的隨機(jī)存取存儲器依賴電容器存儲數(shù)據(jù)。電容器充滿電后代表1，未充電的代表0。由于電容器或多或少有漏電的情形，若不作特別處理，數(shù)據(jù)會漸漸隨時間流失。

刷新是指定期讀取電容器的狀態(tài)，然后按照原來的狀態(tài)重新為電容器充電，彌補(bǔ)流失了的電荷。需要刷新正好解釋了隨機(jī)存取存儲器的易失性。

三、RAM類別

根據(jù)存儲單元的工作原理不同， RAM分為：靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM。 　　 1.靜態(tài)隨機(jī)存儲器（SRAM） 靜態(tài)存儲單元是在靜態(tài)觸發(fā)器的基礎(chǔ)上附加門控管而構(gòu)成的。因此，它是靠觸發(fā)器的自保功能存儲數(shù)據(jù)的。 ? 我們平時在一些開發(fā)板上都能看見，比如：ISSI的芯片

2.動態(tài)隨機(jī)存儲器（DRAM） 動態(tài)RAM的存儲矩陣由動態(tài)MOS存儲單元組成。動態(tài)MOS存儲單元利用MOS管的柵極電容來存儲信息，但由于柵極電容的容量很小，而漏電流又不可能絕對等于0，所以電荷保存的時間有限。

為了避免存儲信息的丟失，必須定時地給電容補(bǔ)充漏掉的電荷。通常把這種操作稱為“刷新”或“再生”，因此DRAM內(nèi)部要有刷新控制電路，其操作也比靜態(tài)RAM復(fù)雜。

盡管如此，由于DRAM存儲單元的結(jié)構(gòu)能做得非常簡單，所用元件少，功耗低，已成為大容量RAM的主流產(chǎn)品。 ? 四、關(guān)于SDRAM 看到這里，可能有部分讀者認(rèn)為：SDRAM = SRAM + DRAM，這其實是錯誤的。 ? SDRAM：Synchronous Dynamic Random-Access Memory，同步動態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存。 ? SDRAM是有一個同步接口的動態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存（DRAM）。 ? 同步是指Memory工作需要同步時鐘，內(nèi)部命令的發(fā)送與數(shù)據(jù)的傳輸都以它為基準(zhǔn)；動態(tài)是指存儲陣列需要不斷的刷新來保證數(shù)據(jù)不丟失；隨機(jī)是指數(shù)據(jù)不是線性依次存儲，而是由指定地址進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。

目前的168線64bit帶寬內(nèi)存基本上都采用SDRAM芯片，工作電壓3.3V電壓，存取速度高達(dá)7.5ns，而EDO內(nèi)存最快為15ns。并將RAM與CPU以相同時鐘頻率控制，使RAM與CPU外頻同步，取消等待時間，所以其傳輸速率比EDO DRAM更快。

SDRAM從發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷了五代，分別是：第一代SDR SDRAM，第二代DDR SDRAM，第三代DDR2 SDRAM，第四代DDR3 SDRAM，第五代，DDR4 SDRAM。

第一代SDRAM采用單端（Single-Ended）時鐘信號,第二代、第三代與第四代由于工作頻率比較快，所以采用可降低干擾的差分時鐘信號作為同步時鐘。

工作電壓：

SDR：3.3V

DDR：2.5V

DDR2：1.8V

DDR3：1.5V

DDR4：1.2V

五、區(qū)別

SRAM是靜態(tài)隨機(jī)存儲器，主要是依靠觸發(fā)器存儲數(shù)據(jù)，無需刷新。而DRAM是動態(tài)隨機(jī)存儲器，依靠MOSFET中柵電容存儲數(shù)據(jù)，需不斷刷新以補(bǔ)充釋放的電荷。

由于單管就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲，集成度可以做到更高，功耗也更低，更為主流。需要注意的是由于刷新牽涉電容的充放電過程，DRAM的存取速度不及SRAM。

至于SDRAM，為同步動態(tài)隨機(jī)存儲器，屬于DRAM的一種，其工作過程需要同步時鐘的配合。因此可以不考慮路線延時不同的影響，避免不定態(tài)。普通的DRAM屬于異步傳輸，存取數(shù)據(jù)時，必須等待若干個時鐘以后才進(jìn)行操作（考慮不定態(tài)），因為會花費較多的時間，影響了數(shù)據(jù)的傳輸速率。隨著時鐘頻率的不斷增高，這個瓶頸的限制就會越來越明顯，SDRAM的優(yōu)勢也就更能體現(xiàn)出來。

編輯：黃飛

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