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九月 19 2019

存储器的分类及特点

  如今信息时代,存储器和我们的生活息息相关,它保存着我们手机中的照片,电脑里的文件,银行里的存款等等,已经完全离不开存储器了。存储器的主要功能是存储程序和各种存储器的主要功能是存储程序和各种数据,并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。那么存储器有哪些分类?性能指标又有哪些?下面一起来看看:

  一、分类方式

存储器分类方式

存储器分类方式

  1.按存储介质分

  (1)半导体存储器:用半导体器件组成的存储器。U盘是半导体存储器,U盘内集成的是Flash芯片,存储介质为半导体。

  (2)磁表面存储器:用磁性材料做成的存储器。

半导体存储器

半导体存储器

  2.按存储方式分

  (1)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。

  (2)顺序存储器:只能按某种顺序来存取,存取时间和存储单元的物理位置有关。

  3.按存储器的读写功能分

  (1)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。

  (2)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

  (1)非永久记忆的存储器:断电后信息即消失的存储器。

  (2)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

  根据存储器在计算机系统中所起的作用,可分为主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控制存储器等。

  为了解决对存储器要求容量大,速度快,成本低三者之间的矛盾,目前通常采用多级存储器体系结构,即使用高速缓冲存储器、主存储器和外存储器。

高速缓冲存储器、主存储器和外存储器的比较

高速缓冲存储器、主存储器和外存储器的比较

  二、常见的存储器

  1.高速缓存

  高速缓存是随机存取内存(RAM)的一种,其存取速度要比一般RAM来得快。当中央处理器(CPU)处理数据时,它会先到高速缓存中寻找,如果数据因先前已经读取而暂存其中,就不需从内存中读取数据。由于CPU的运行速度通常比主存储器快,CPU若要连续存取内存的话,必须等待数个机器周期造成浪费。所以提供“高速缓存”的目的是适应CPU的读取速度。如Intel的Pentium处理器分别在片上集成了容量不同的指令高速缓存和数据高速缓存,通称为L1高速缓存(Memory)。L2高速缓存则通常是一颗独立的静态随机存取内存(SRAM)芯片。

  2.动态随机存储器

  一般计算机系统使用的随机存取内存(RAM)可分动态与静态随机存取内存(SRAM)两种,差异在于DRAM需要由存储器控制电路按一定周期对存储器刷新,才能维系数据保存,SRAM的数据则不需要刷新过程,在上电期间,数据不会丢失。

  3.铁电存储器

  相对于其它类型的半导体技术而言,铁电存储器具有一些独一无二的特性。传统的主流半导体存储器可以分为两类--易失性和非易失性。易失性的存储器包括静态存储器SRAM(static random access memory)和动态存储器DRAM (dynamic random access memory)。 SRAM和DRAM在掉电的时候均会失去保存的数据。 RAM 类型的存储器易于使用、性能好,可是它们同样会在掉电的情况下会失去所保存的数据。

  非易失性存储器在掉电的情况下并不会丢失所存储的数据。然而所有的主流的非易失性存储器均源自于只读存储器(ROM)技术。 正如你所猜想的一样,被称为只读存储器的东西肯定不容易进行写入操作,而事实上是根本不能写入。所有由ROM技术研发出的存储器则都具有写入信息困难的特点。这些技术包括有EPROM (几乎已经废止)、EEPROM和Flash。 这些存储器不仅写入速度慢,而且只能有限次的擦写,写入时功耗大。

  铁电存储器能兼容RAM的一切功能,并且和ROM技术一样,是一种非易失性的存储器。铁电存储器在这两类存储类型间搭起了一座跨越沟壑的桥梁--一种非易失性的RAM。

铁电存储器

铁电存储器

  4.随机存储器

  随机存取内存,是内存(Memory)的一种,由计算机CPU控制,是计算机主要的储存区域,指令和资料暂时存在这里。RAM是可读可写的内存,它帮助中央处理器 (CPU ) 工作,从键盘 (Keyboard ) 或鼠标之类的来源读取指令,帮助CPU把资料 (Data) 写到一样可读可写的辅助内存 (Auxiliary Memory) ,以便日后仍可取用,也能主动把资料送到输出装置,例如打印机、显示器。 RAM的大小会影响计算的速度,RAM越大,所能容纳的资料越多,CPU读取的速度越快。

  5.只读存储器

  只读存储器,这种内存 (Memory ) 的内容任何情况下都不会改变,计算机与使用者只能读取保存在这里的指令,和使用储存在ROM的数据,但不能变更或存入资料。 ROM被储存在一个非挥发性芯片上,也就是说,即使在关机之后记忆的内容仍可以被保存,所以这种内存多用来储存特定功能的程序或系统程序。 ROM储存用来激活计算机的指令,开机的时候ROM提供一连串的指令给中央处理单元进行测试,在最初的测试中,检查RAM位置(location)以确认其储存数据的能力。此外其它电子组件包括键盘 (Keyboard ) 、计时回路(timer circuit)以及CPU本身也被纳入CPU的测试中。

  6.静态随机存取存储器

  静态,指的是内存里面的数据可以长驻其中而不需要随时进行存取。每6颗电子管组成一个位存储单元,因为没有电容器,因此无须不断充电即可正常运作,因此它可以比一般的动态随机处理内存处理速度更快更稳定,往往用来做高速缓存。

静态随机存取存储器

静态随机存取存储器

  7.快闪存储器

  这是一种可以直接在主机板上修改内容而不需要将IC拔下的内存,当电源关掉后储存在里面的资料并不会流失掉,在写入资料时必须先将原本的资料清除掉,然后才能再写入新的资料,缺点为写入资料的速度太慢。

  8.可编程只读存储器

  这是一种可以用刻录机将资料写入的ROM内存,但只能写入一次,所以也被称为“一次可编程只读存储器”(One Time Progarmming ROM,OTP-ROM)。PROM在出厂时,存储的内容全为1,用户可以根据需要将其中的某些单元写入数据0(部分的PROM在出厂时数据全为0,则用户可以将其中的部分单元写入1), 以实现对其“编程”的目的。

  9.可擦可编程只读存储器

  这是一种具有可擦除功能,擦除后即可进行再编程的ROM内存,写入前必须先把里面的内容用紫外线照射它的IC卡上的透明视窗的方式来清除掉。这一类芯片比较容易识别,其封装中包含有“石英玻璃窗”,一个编程后的EPROM芯片的“石英玻璃窗”一般使用黑色不干胶纸盖住, 以防止遭到阳光直射。

EPROM

EPROM

  10.电可擦可编程只读存储器

  功能与使用方式与EPROM一样,不同之处是清除数据的方式,它是以约20V的电压来进行清除的。另外它还可以用电信号进行数据写入。这类ROM内存多应用于即插即用(PnP)接口中。

  本文总结了存储器的分类以及性能指标。随着近年来的发展, 存储器的变化日新月异, 各种新型存储器进入市场, 普及针对新型存储器的维护方法已经迫在眉睫。

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