原创 关于随机存取存储器的全面解析

2019-8-13 17:00 176 3 2 分类: 测试测量
  1、随机存取存储器是根据地址访问数据,而不是顺序的访问数据。
  2、随机访问存储器,或称随机存取记忆体(Random Access Memory,简称RAM),是一种在计算机中用来暂时保存数据的元件。它可以随时读写,而且速度很快,通常作为操作系统或其他正在运行中的程式之临时资料存储媒介。它可以令电脑的容量提升,不同随机存取记忆体也有不同的容量。
  所谓「随机访问」,指的是当存储器中的讯息被读取或写入时,所需要的时间与这段信息所在的位置无关。相对的,存取顺序访问(SequenTIal Access)存储设备中的信息时,其所需要的时间与位置就会有关系(如磁带)。
  当电源关闭时RAM不能保留数据。如果需要保存数据,就必须把它们写入一个长期的储存设备中(例如硬碟)。所以叫随机存取存储器。
  关于随机存取存储器的全面解析
  随机存取存储器简介
  随机存取存储器(random access memory,RAM)又称作“随机存储器”,是与CPU直接交换数据的内部存储器,也叫主存(内存)。它可以随时读写,而且速度很快,通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储媒介。
  存储单元的内容可按需随意取出或存入,且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器。这种存储器在断电时将丢失其存储内容,故主要用于存储短时间使用的程序。 按照存储单元的工作原理,随机存储器又分为静态随机存储器(英文:StaTIc RAM,SRAM)和动态随机存储器(英文Dynamic RAM,DRAM)。
  随机存取存储器的结构
  随机存取存储器由存储矩阵、地址译码器、读/写控制电路、输入/输出电路和片选控制电路等组成,其结构示意图如下:
  关于随机存取存储器的全面解析
  随机存取存储器的特点
  1、易失性
  当电源关闭时RAM不能保留数据。如果需要保存数据,就必须把它们写入一个长期的存储设备中(例如硬盘)。RAM和ROM相比,两者的最大区别是RAM在断电以后保存在上面的数据会自动消失,而ROM不会自动消失,可以长时间断电保存。
  2、对静电敏感
  正如其他精细的集成电路,随机存取存储器对环境的静电荷非常敏感。静电会干扰存储器内电容器的电荷,引致数据流失,甚至烧坏电路。故此触碰随机存取存储器前,应先用手触摸金属接地。
  3、访问速度
  现代的随机存取存储器几乎是所有访问设备中写入和读取速度最快的,存取延迟和其他涉及机械运作的存储设备相比,也显得微不足道。
  4、需要刷新(再生)
  现代的随机存取存储器依赖电容器存储数据。电容器充满电后代表1(二进制),未充电的代表0。由于电容器或多或少有漏电的情形,若不作特别处理,数据会渐渐随时间流失。刷新是指定期读取电容器的状态,然后按照原来的状态重新为电容器充电,弥补流失了的电荷。需要刷新正好解释了随机存取存储器的易失性。
  随机存取存储器的类别
  1、SRAM:静态随机存取存储器采取多重晶体管设计,通常每个存储单元使用4-6只晶体管,但没有电容器。SRAM主要用于缓存。
  2、DRAM:动态随机存取存储器中每个存储单元由配对出现的晶体管和电容器构成,需要不断地刷新。
  3、FPM DRAM:快速页模式动态随机存取存储器是最早的一种DRAM。在存储器根据行列地址进行位元定位的全程中,FPM DRAM必须处于等待状态,数据读取之后才能开始处理下一位数据。向二级缓存的最高传输速率约为176MB每秒。
  4、EDO DRAM:扩展数据输出动态随机存取存储器在处理前一位数据的过程中无需全程等待,就可以开始处理下一位数据。只要前一位数据的地址定位成功,EDO DRAM就开始为下一位数据寻址。它比FPM快5%左右。向二级缓存的最高传输速率约为264MB每秒。
  5、SDRAM:同步动态随机存取存储器利用了爆发模式的概念,大大提升了性能。这种模式在读取数据时首先锁定一个记忆行,然后迅速扫过各记忆列,与此同时读取列上的位元数据。之所以有这种设计思想,是因为多数时候CPU请求的数据在内存中的位置是相邻的。SDRAM比EDO RAM快5%左右,已成为当今台式机内存中应用最广的一种。向二级缓存的最高传输速率约为528MB 每秒。
  6、DDR SDRAM:双倍速率同步动态RAM与SDRAM相似,但带宽更高,即速度更快。向二级缓存的最高传输速率约为1064MB每秒。(133兆赫兹DDR SDRAM)。
  7、RDRAM:Rambus动态随机存取存储器同先前的DRAM体系有着根本性的区别。由Rambus公司设计的RDRAM采用了Rambus直插式内存模组(RIMM),在外形尺寸和引脚构造方面类似于标准的DIMM。RDRAM与众不同之处在于它采取一种特殊的高速数据总线设计,称为Rambus信道。RDRAM内存芯片在并行模式下工作频率可达800兆赫(数据速率1600兆字节)。由于操作速率很高,RDRAM产生的热量要大大多于其他类型的芯片。为了驱散多余的热量,Rambus芯片配有散热器,这种散热器看上去就像是又长又薄的圆片。正如DIMM有其小外形版本一样,生产商还为笔记本电脑设计了小外形RIMM。
  8、信用卡内存:信用卡内存是一种享有专利权的独立DRAM内存模组,使用时要将其插入笔记本电脑的特制长槽中。
  9、PCMCIA内存卡:另一种用于笔记本电脑的独立DRAM内存模组,这种内存卡不享有专利权,只要系统总线能与内存卡设置相互匹配,即可用于各种笔记本电脑。
  10、CMOS RAM:CMOS RAM这一术语是指用于电脑和其他设备中的一种小容量存储器,用来存储硬盘设置等信息——有关详细信息,请查见为什么计算机需要电池?一文。这种内存需要一个小型电池来供电,以维持存储器的内容。
  11、VRAM:视频RAM,亦称多端口动态随机存取存储器(MPDRAM),为显示适配器和3D加速卡所专用。所谓“多端口”是指VRAM通常会有两个独立的访问端口,而非单一端口,允许CPU和图形处理器同时访问RAM。VRAM位于图形卡上,且种类繁多,其中很多享有专利权。VRAM的大小往往能决定显示器的分辨率和色深度。VRAM还可以用来保存一些图形专用信息,例如3D几何数据和质素图。真正的多端口VRAM往往价格不菲,因而当今的图形卡使用SGRAM(同步图形RAM)作为替代品。两种显存性能相差无几,而SGRAM价格更为便宜。
  随机存取存储器的优缺点
  优点:速度快、使用简单、不需刷新、静态功耗极低;常用作Cache
  缺点:元件数多、集成度低、运行功耗大
  随机存取存储器为什么叫随机存取存储器?
  1、随机存取存储器是根据地址访问数据,而不是顺序的访问数据。
  2、随机访问存储器,或称随机存取记忆体(Random Access Memory,简称RAM),是一种在计算机中用来暂时保存数据的元件。它可以随时读写,而且速度很快,通常作为操作系统或其他正在运行中的程式之临时资料存储媒介。它可以令电脑的容量提升,不同随机存取记忆体也有不同的容量。
  所谓「随机访问」,指的是当存储器中的讯息被读取或写入时,所需要的时间与这段信息所在的位置无关。相对的,存取顺序访问(SequenTIal Access)存储设备中的信息时,其所需要的时间与位置就会有关系(如磁带)。
  当电源关闭时RAM不能保留数据。如果需要保存数据,就必须把它们写入一个长期的储存设备中(例如硬碟)。所以叫随机存取存储器。 
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