RAM的基本知識(shí)

一、最新的RAM技術(shù)詞匯

CDRAM-Cached DRAM——高速緩存存儲(chǔ)器

CVRAM-Cached VRAM——高速緩存視頻存儲(chǔ)器

DRAM-Dynamic RAM——?jiǎng)討B(tài)存儲(chǔ)器

EDRAM-Enhanced DRAM——增強(qiáng)型動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器

EDO RAM-Extended Date Out RAM——外擴(kuò)充數(shù)據(jù)模式存儲(chǔ)器

EDO SRAM-Extended Date Out SRAM——外擴(kuò)充數(shù)據(jù)模式靜態(tài)存儲(chǔ)器

EDO VRAM-Extended Date Out VRAM——外擴(kuò)充數(shù)據(jù)模式視頻存儲(chǔ)器

FPM-Fast Page Mode——快速頁(yè)模式

FRAM-Ferroelectric RAM——鐵電體存儲(chǔ)器

SDRAM-Synchronous DRAM——同步動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器

SRAM-Static RAM——靜態(tài)存儲(chǔ)器

SVRAM-Synchronous VRAM——同步視頻存儲(chǔ)器

3D RAM-3 DIMESION RAM——3維視頻處理器專用存儲(chǔ)器

VRAM-Video RAM——視頻存儲(chǔ)器

WRAM-Windows RAM——視頻存儲(chǔ)器(圖形處理能力優(yōu)于VRAM)

MDRAM-MultiBank DRAM——多槽動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器

SGRAM-Signal RAM——單口存儲(chǔ)器

二、存儲(chǔ)器有哪些主要技術(shù)指標(biāo)

存儲(chǔ)器是具有“記憶”功能的設(shè)備，它用具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的物理器件來(lái)表示二進(jìn)制數(shù)碼“0”和“1”，這種器件稱為記憶元件或記憶單元。記憶元件可以是磁芯，半導(dǎo)體觸發(fā)器、MOS電路或電容器等。位(bit)是二進(jìn)制數(shù)的最基本單位，也是存儲(chǔ)器存儲(chǔ)信息的最小單位，8位二進(jìn)制數(shù)稱為一個(gè)字節(jié)(Byte)，可以由一個(gè)字節(jié)或若干個(gè)字節(jié)組成一個(gè)字(Word)在PC機(jī)中一般認(rèn)為1個(gè)或2個(gè)字節(jié)組成一個(gè)字。若干個(gè)憶記單元組成一個(gè)存儲(chǔ)單元，大量的存儲(chǔ)單元的集合組成一個(gè)存儲(chǔ)體(MemoryBank)。為了區(qū)分存儲(chǔ)體內(nèi)的存儲(chǔ)單元，必須將它們逐一進(jìn)行編號(hào)，稱為地址。地址與存儲(chǔ)單元之間一一對(duì)應(yīng)，且是存儲(chǔ)單元的標(biāo)志。應(yīng)注意存儲(chǔ)單元的地址和它里面存放的內(nèi)容*是兩回事。

根據(jù)存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)中處于不同的位置，可分為主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器。在主機(jī)內(nèi)部，直接與CPU交換信息的存儲(chǔ)器稱主存儲(chǔ)器或內(nèi)存儲(chǔ)器。在執(zhí)行期間，程序的數(shù)據(jù)放在主存儲(chǔ)器內(nèi)。各個(gè)存儲(chǔ)單元的內(nèi)容可通過(guò)指令隨機(jī)讀寫訪問(wèn)的存儲(chǔ)器稱為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)。另一種存儲(chǔ)器叫只讀存儲(chǔ)器(ROM)，里面存放一次性寫入的程序或數(shù)據(jù)，僅能隨機(jī)讀出。RAM和ROM共同分享主存儲(chǔ)器的地址空間。RAM中存取的數(shù)據(jù)掉電后就會(huì)丟失，而掉電后ROM中的數(shù)據(jù)可保持不變。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)、價(jià)格原因，主存儲(chǔ)器的容量受限。為滿足計(jì)算的需要而采用了大容量的輔助存儲(chǔ)器或稱外存儲(chǔ)器，如磁盤、光盤等。存儲(chǔ)器的特性由它的技術(shù)參數(shù)來(lái)描述。

存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)器可以容納的二進(jìn)制信息量稱為存儲(chǔ)容量。一般主存儲(chǔ)器(內(nèi)存)容量在幾十K到幾十M字節(jié)左右；輔助存儲(chǔ)器(外存)在幾百K到幾千M字節(jié)。

存取周期：存儲(chǔ)器的兩個(gè)基本操作為讀出與寫入，是指將信息在存儲(chǔ)單元與存儲(chǔ)寄存器(MDR)之間進(jìn)行讀寫。存儲(chǔ)器從接收讀出命令到被讀出信息穩(wěn)定在MDR的輸出端為止的時(shí)間間隔，稱為取數(shù)時(shí)間TA；兩次獨(dú)立的存取操作之間所需的最短時(shí)間稱為存儲(chǔ)周期TMC。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的存取周期一般為60ns-100ns。

存儲(chǔ)器的可靠性：存儲(chǔ)器的可靠性用平均故障間隔時(shí)間MTBF來(lái)衡量。MTBF可以理解為兩次故障之間的平均時(shí)間間隔。MTBF越長(zhǎng)，表示可靠性越高，即保持正確工作能力越強(qiáng)。

性能價(jià)格比：性能主要包括存儲(chǔ)器容量、存儲(chǔ)周期和可靠性三項(xiàng)內(nèi)容。性能價(jià)格比是一個(gè)綜合性指標(biāo)，對(duì)于不同的存儲(chǔ)器有不同的要求。對(duì)于外存儲(chǔ)器，要求容量極大，而對(duì)緩沖存儲(chǔ)器則要求速度非?？?，容量不一定大。因此性能/價(jià)格比是評(píng)價(jià)整個(gè)存儲(chǔ)器系統(tǒng)很重要的指標(biāo)。

　　三、SDARM能成為下一代內(nèi)存的主流嗎？

快頁(yè)模式(FPM)DRAM的黃金時(shí)代已經(jīng)過(guò)去。隨著高效內(nèi)存集成電路的出現(xiàn)和為優(yōu)化Pentium芯片運(yùn)行效能而設(shè)計(jì)的INTEL HX、VX等核心邏輯芯片組的支持，人們?cè)絹?lái)越傾向于采用擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出(EDO)DRAM。EDO DRAM采用一種特殊的內(nèi)存讀出電路控制邏輯，在讀寫一個(gè)地址單元時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)下一個(gè)連續(xù)地址單元的讀寫周期。從而節(jié)省了重選地址的時(shí)間，使存儲(chǔ)總線的速率提高到40MHz。也就是說(shuō)，與快頁(yè)內(nèi)存相比，內(nèi)存性能提高了將近15%～30%，而其制造成本與快頁(yè)內(nèi)存相近。但是EDO內(nèi)存也只能輝煌一時(shí)，其稱霸市場(chǎng)的時(shí)間將極為短暫。不久以后市場(chǎng)上主流CPU的主頻將高達(dá)200MHz以上。為優(yōu)化處理器運(yùn)行效能，總線時(shí)鐘頻率至少要達(dá)到66MHz以上。多媒體應(yīng)用程序以及Windows 95和Windows NT操作系統(tǒng)對(duì)內(nèi)存的要求也越來(lái)越高，為緩解瓶頸，只有采用新的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，以支持高速總線時(shí)鐘頻率，而不至于插入指令等待周期。這樣，為適應(yīng)下一代主流CPU的需要，在理論上速度可與CPU頻率同步，與CPU共享一個(gè)時(shí)鐘周期的同步DRAM(SYNCHRONOUS DRAMS)即SDRAM(注意和用作CACHE的SRAM區(qū)別，SRAM的全寫是Static RAM即靜態(tài)RAM，速度雖快，但成本高，不適合做主存)應(yīng)運(yùn)而生，與其它內(nèi)存結(jié)構(gòu)相比，性能\價(jià)格比最高，勢(shì)必將成為內(nèi)存發(fā)展的主流。

SDRAM基于雙存儲(chǔ)體結(jié)構(gòu)，內(nèi)含兩個(gè)交錯(cuò)的存儲(chǔ)陣列，當(dāng)CPU從一個(gè)存儲(chǔ)體或陣列訪問(wèn)數(shù)據(jù)的同時(shí)，另一個(gè)已準(zhǔn)備好讀寫數(shù)據(jù)。通過(guò)兩個(gè)存儲(chǔ)陣列的緊密切換，讀取效率得到成倍提高。去年推出的SDRAM最高速度可達(dá)100MHz，與中檔Pentium同步，存儲(chǔ)時(shí)間高達(dá)5～8ns，可將Pentium系統(tǒng)性能提高140%，與Pentium 100、133、166等每一檔次只能提高性能百分之幾十的CPU相比，換用SDRAM似乎是更明智的升級(jí)策略。在去年初許多DRAM生產(chǎn)廠家已開始上市4MB×4和2MB×8的16MB SDRAM內(nèi)存條，但其成本較高。現(xiàn)在每一個(gè)內(nèi)存生產(chǎn)廠家都在擴(kuò)建SDRAM生產(chǎn)線。預(yù)計(jì)到今年底和1998年初，隨著64M SDRAM內(nèi)存條的大量上市，SDRAM將占據(jù)主導(dǎo)地位。其價(jià)格也將大幅下降。

但是SDRAM的發(fā)展仍有許多困難要加以克服，其中之一便是主板核心邏輯芯片組的限制。VX芯片組已開始支持168線SDRAM，但一般VX主板只有一條168線內(nèi)存槽，最多可上32M SDRAM，而簡(jiǎn)潔高效的HX主板則不支持SDRAM。預(yù)計(jì)下一代Pentium主板芯片組TX將更好的支持SDRAM。Intel最新推出的下一代Pentium主板芯片組TX將更好的支持SDRAM。

SDRAM不僅可用作主存，在顯示卡專用內(nèi)存方面也有廣泛應(yīng)用。對(duì)顯示卡來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)帶寬越寬，同時(shí)處理的數(shù)據(jù)就越多，顯示的信息就越多，顯示質(zhì)量也就越高。以前用一種可同時(shí)進(jìn)行讀寫的雙端口視頻內(nèi)存(VRAM)來(lái)提高帶寬，但這種內(nèi)存成本高，應(yīng)用受很大限制。因此在一般顯示卡上，廉價(jià)的DRAM和高效的EDO DRAM應(yīng)用很廣。但隨著64位顯示卡的上市，帶寬已擴(kuò)大到EDO DRAM所能達(dá)到的帶寬的極限，要達(dá)到更高的1600×1200的分辨率，而又盡量降低成本，就只能采用頻率達(dá)66MHz、高帶寬的SDRAM了。SDRAM也將應(yīng)用于共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)(UMA)——一種集成主存和顯示內(nèi)存的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在很大程度上降低了系統(tǒng)成本，因?yàn)樵S多高性能顯示卡價(jià)格高昂，就是因?yàn)槠鋵Ｓ蔑@示內(nèi)存成本*，而UMA技術(shù)將利用主存作顯示內(nèi)存，不再需要增加專門顯示內(nèi)存，因而降低了成本。

四、什么是Flash Memory存儲(chǔ)器

介紹關(guān)于閃速存儲(chǔ)器有關(guān)知識(shí)近年來(lái)，發(fā)展很快的新型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是閃速存儲(chǔ)器(Flash Memory)。它的主要特點(diǎn)是在不加電的情況下能長(zhǎng)期保持存儲(chǔ)的信息。就其本質(zhì)而言，F(xiàn)lash Memory屬于EEPROM(電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)類型。它既有ROM的特點(diǎn)，又有很高的存取速度，而且易于擦除和重寫，功耗很小。目前其集成度已達(dá)4MB，同時(shí)價(jià)格也有所下降。由于Flash Memory的*優(yōu)點(diǎn)，如在一些較新的主板上采用Flash ROM BIOS，會(huì)使得BIOS升級(jí)非常方便。Flash Memory可用作固態(tài)大容量存儲(chǔ)器。目前普遍使用的大容量存儲(chǔ)器仍為硬盤。硬盤雖有容量大和價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)，但它是機(jī)電設(shè)備，有機(jī)械磨損，可靠性及耐用性相對(duì)較差，抗沖擊、抗振動(dòng)能力弱，功耗大。因此，一直希望找到取代硬盤的手段。由于Flash Memory集成度不斷提高，價(jià)格降低，使其在便攜機(jī)上取代小容量硬盤已成為可能。目前研制的Flash Memory都符合PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)，可以十分方便地用于各種便攜式計(jì)算機(jī)中以取代磁盤。當(dāng)前有兩種類型的PCMCIA卡，一種稱為Flash存儲(chǔ)器卡，此卡中只有Flash Memory芯片組成的存儲(chǔ)體，在使用時(shí)還需要專門的軟件進(jìn)行管理。另一種稱為Flash驅(qū)動(dòng)卡，此卡中除Flash芯片外還有由微處理器和其它邏輯電路組成的控制電路。它們與IDE標(biāo)準(zhǔn)兼容，可在DOS下象硬盤一樣直接操作。因此也常把它們稱為Flash固態(tài)盤。Flash Memory不足之處仍然是容量還不夠大，價(jià)格還不夠便宜。因此主要用于要求可靠性高，重量輕，但容量不大的便攜式系統(tǒng)中。在586微機(jī)中已把BIOS系統(tǒng)駐留在Flash存儲(chǔ)器中。

五、RAM是如何工作的

實(shí)際的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)由許許多多的基本存儲(chǔ)單元排列成矩陣形式，并加上地址選擇及讀寫控制等邏輯電路構(gòu)成。當(dāng)CPU要從存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，就會(huì)選擇存儲(chǔ)器中某一地址，并將該地址上存儲(chǔ)單元所存儲(chǔ)的內(nèi)容讀走。早期的DRAM的存儲(chǔ)速度很慢，但隨著內(nèi)存技術(shù)的飛速發(fā)展，隨后發(fā)展了一種稱為快速頁(yè)面模式(Fast Page Mode)的DRAM技術(shù)，稱為FPDRAM。FPM內(nèi)存的讀周期從DRAM陣列中某一行的觸發(fā)開始，然后移至內(nèi)存地址所指位置的第一列并觸發(fā)，該位置即包含所需要的數(shù)據(jù)。第一條信息需要被證實(shí)是否有效，然后還需要將數(shù)據(jù)存至系統(tǒng)。一旦發(fā)現(xiàn)第一條正確信息，該列即被變?yōu)榉怯|發(fā)狀態(tài)，并為下一個(gè)周期作好準(zhǔn)備。這樣就引入了“等待狀態(tài)”，因?yàn)樵谠摿袨榉怯|發(fā)狀態(tài)時(shí)不會(huì)發(fā)生任何事情(CPU必須等待內(nèi)存完成一個(gè)周期)。直到下一周期開始或下一條信息被請(qǐng)求時(shí)，數(shù)據(jù)輸出緩沖區(qū)才被關(guān)閉。在快頁(yè)模式中，當(dāng)預(yù)測(cè)到所需下一條數(shù)據(jù)所放位置相鄰時(shí)，就觸發(fā)數(shù)據(jù)所在行的下一列。下一列的觸發(fā)只有在內(nèi)存中給定行上進(jìn)行順序讀操作時(shí)才有良好的效果。從50納秒FPM內(nèi)存中進(jìn)行讀操作，理想化的情形是一個(gè)以6-3-3-3形式安排的突發(fā)式周期(6個(gè)時(shí)鐘周期用于讀取第一個(gè)數(shù)據(jù)元素，接下來(lái)的每3個(gè)時(shí)鐘周期用于后面3個(gè)數(shù)據(jù)元素)。第一個(gè)階段包含用于讀取觸發(fā)行列所需要的額外時(shí)鐘周期。一旦行列被觸發(fā)后，內(nèi)存就可以用每條數(shù)據(jù)3個(gè)時(shí)鐘周期的速度傳送數(shù)據(jù)了。FP RAM雖然速度有所提高，但仍然跟不上新型高速的CPU。很快又出現(xiàn)了EDO RAM和SDRAM等新型高速的內(nèi)存芯片。