存儲器與電荷

⑴ 存儲器的工作原理

這里只介紹動態存儲器(DRAM)的工作原理。
動態存儲器每片只有一條輸入數據線，而地址引腳只有8條。為了形成64K地址，必須在系統地址匯流排和晶元地址引線之間專門設計一個地址形成電路。使系統地址匯流排信號能分時地加到8個地址的引腳上，藉助晶元內部的行鎖存器、列鎖存器和解碼電路選定晶元內的存儲單元，鎖存信號也靠著外部地址電路產生。
當要從DRAM晶元中讀出數據時，CPU首先將行地址加在A0-A7上，而後送出RAS鎖存信號，該信號的下降沿將地址鎖存在晶元內部。接著將列地址加到晶元的A0-A7上，再送CAS鎖存信號，也是在信號的下降沿將列地址鎖存在晶元內部。然後保持WE=1，則在CAS有效期間數據輸出並保持。
當需要把數據寫入晶元時，行列地址先後將RAS和CAS鎖存在晶元內部，然後，WE有效，加上要寫入的數據，則將該數據寫入選中的存貯單元。
由於電容不可能長期保持電荷不變，必須定時對動態存儲電路的各存儲單元執行重讀操作，以保持電荷穩定，這個過程稱為動態存儲器刷新。PC/XT機中DRAM的刷新是利用DMA實現的。首先應用可編程定時器8253的計數器1，每隔1⒌12μs產生一次DMA請求，該請求加在DMA控制器的0通道上。當DMA控制器0通道的請求得到響應時，DMA控制器送出到刷新地址信號，對動態存儲器執行讀操作，每讀一次刷新一行。

⑵ RAM的特點

RAM的特點（B、可隨機讀寫數據，斷電後數據將全部丟失）。

RAM工作時可以隨時從任何一個指定的地址寫入（存入）或讀出（取出）信息。它與ROM的最大區別是數據的易失性，即一旦斷電所存儲的數據將隨之丟失。RAM在計算機和數字系統中用來暫時存儲程序、數據和中間結果。

隨機存取存儲器（RAM）既可向指定單元存入信息又可從指定單元讀出信息。任何RAM中存儲的信息在斷電後均會丟失，所以RAM是易失性存儲器。

(2)存儲器與電荷擴展閱讀：

當電源關閉時，RAM不能保留數據。如果需要保存數據，就必須把它們寫入一個長期的存儲設備中（例如硬碟）。RAM的工作特點是通電後，隨時可在任意位置單元存取數據信息，斷電後內部信息也隨之消失。

在計算機中，RAM 、ROM都是數據存儲器。RAM 是隨機存取存儲器，它的特點是易揮發性，即掉電失憶。ROM 通常指固化存儲器，它的特點與RAM 相反。舉個例子來說也就是，如果突然停電或者沒有保存就關閉了文件，那麼ROM可以隨機保存之前沒有儲存的文件但是RAM會使之前沒有保存的文件消失。

⑶ 存儲器的結構

1cpu的內部
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存儲器結構


存儲器結構

第一層：通用寄存器堆
第二層：指令與數據緩沖棧
第三層：高速緩沖存儲器
第四層：主儲存器（DRAM）
第五層：聯機外部儲存器（硬磁碟機）
第六層：離線外部儲存器（磁帶、光碟存儲器等）
這就是存儲器的層次結構~~~ 主要體現在訪問速度~~~

2工作特點
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存儲器結構

存儲器結構① 設置多個存儲器並且使他們並行工作。本質：增添瓶頸部件數目，使它們並行工作，從而減緩固定瓶頸。
② 採用多級存儲系統，特別是Cache技術，這是一種減輕存儲器帶寬對系統性能影響的最佳結構方案。本質：把瓶頸部件分為多個流水線部件，加大操作時間的重疊、提高速度，從而減緩固定瓶頸。

③ 在微處理機內部設置各種緩沖存儲器，以減輕對存儲器存取的壓力。增加CPU中寄存器的數量，也可大大緩解對存儲器的壓力。本質：緩沖技術，用於減緩暫時性瓶頸。
一、RAM(Random Access Memory，隨機存取存儲器)
RAM的特點是：電腦開機時，操作系統和應用程序的所有正在運行的數據和程序都會放置其中，並且隨時可以對存放在裡面的數據進行修改和存取。它的工作需要由持續的電力提供，一旦系統斷電，存放在裡面的所有數據和程序都會自動清空掉，並且再也無法恢復。

3具體結構分類
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根據組成元件的不同，RAM內存又分為以下十八種：

01.DRAM（Dynamic RAM，動態隨機存取存儲器）
這是最普通的RAM，一個電子管與一個電容器組成一個位存儲單元，DRAM將每個內存位作為一個電荷保存在位存儲


存儲器結構

存儲器結構單元中，用電容的充放電來做儲存動作，但因電容本身有漏電問題，因此必須每幾微秒就要刷新一次，否則數據會丟失。存取時間和放電時間一致，約為2~4ms。因為成本比較便宜，通常都用作計算機內的主存儲器。
02.SRAM（Static RAM，靜態隨機存取存儲器）
靜態，指的是內存裡面的數據可以長駐其中而不需要隨時進行存取。每6顆電子管組成一個位存儲單元，因為沒有電容器，因此無須不斷充電即可正常運作，因此它可以比一般的動態隨機處理內存處理速度更快更穩定，往往用來做高速緩存。

03.VRAM（Video RAM，視頻內存）

它的主要功能是將顯卡的視頻數據輸出到數模轉換器中，有效降低繪圖顯示晶元的工作負擔。它採用雙數據口設計，其中一個數據口是並行式的數據輸出入口，另一個是串列式的數據輸出口。多用於高級顯卡中的高檔內存。

04.FPM DRAM（Fast Page Mode DRAM，快速頁切換模式動態隨機存取存儲器）
改良版的DRAM，大多數為72PIN或30Pin的模塊。傳統的DRAM在存取一個BIT的數據時，必須送出行地址和列地址各一次才能讀寫數據。而FRM DRAM在觸發了行地址後，如果CPU需要的地址在同一行內，則可以連續輸出列地址而不必再輸出行地址了。由於一般的程序和數據在內存中排列的地址是連續的，這種情況下輸出行地址後連續輸出列地址就可以得到所需要的數據。FPM將記憶體內部隔成許多頁數Pages，從512B到數KB不等，在讀取一連續區域內的數據時，就可以通過快速頁切換模式來直接讀取各page內的資料，從而大大提高讀取速度。在96年以前，在486時代和PENTIUM時代的初期，FPM DRAM被大量使用。

05.EDO DRAM（Extended Data Out DRAM，延伸數據輸出動態隨機存取存儲器）
這是繼FPM之後出現的一種存儲器，一般為72Pin、168Pin的模塊。它不需要像FPM DRAM那樣在存取每一BIT 數據時必須輸出行地址和列地址並使其穩定一段時間，然後才能讀寫有效的數據，而下一個BIT的地址必須等待這次讀寫操作完成才能輸出。因此它可以大大縮短等待輸出地址的時間，其存取速度一般比FPM模式快15%左右。它一般應用於中檔以下的Pentium主板標准內存，後期的486系統開始支持EDO DRAM，到96年後期，EDO DRAM開始執行。。


存儲器結構

存儲器結構06.BEDO DRAM（Burst Extended Data Out DRAM，爆發式延伸數據輸出動態隨機存取存儲器）
這是改良型的EDO DRAM，是由美光公司提出的，它在晶元上增加了一個地址計數器來追蹤下一個地址。它是突發式的讀取方式，也就是當一個數據地址被送出後，剩下的三個數據每一個都只需要一個周期就能讀取，因此一次可以存取多組數據，速度比EDO DRAM快。但支持BEDODRAM內存的主板可謂少之又少，只有極少幾款提供支持（如VIA APOLLO VP2），因此很快就被DRAM取代了。
07.MDRAM（Multi-Bank DRAM，多插槽動態隨機存取存儲器）
MoSys公司提出的一種內存規格，其內部分成數個類別不同的小儲存庫 (BANK)，也即由數個屬立的小單位矩陣所構成，每個儲存庫之間以高於外部的資料速度相互連接，一般應用於高速顯示卡或加速卡中，也有少數主機板用於L2高速緩存中。

08.WRAM（Window RAM，窗口隨機存取存儲器）
韓國Samsung公司開發的內存模式，是VRAM內存的改良版，不同之處是它的控制線路有一、二十組的輸入/輸出控制器，並採用EDO的資料存取模式,因此速度相對較快，另外還提供了區塊搬移功能（BitBlt），可應用於專業繪圖工作上。

09.RDRAM（Rambus DRAM，高頻動態隨機存取存儲器）
Rambus公司獨立設計完成的一種內存模式，速度一般可以達到500~530MB/s，是DRAM的10倍以上。但使用該內存後內存控制器需要作相當大的改變，因此它們一般應用於專業的圖形加速適配卡或者電視游戲機的視頻內存中。

10.SDRAM（Synchronous DRAM，同步動態隨機存取存儲器）
這是一種與CPU實現外頻Clock同步的內存模式，一般都採用168Pin的內存模組，工作電壓為3.3V。 所謂clock同步是指內存能夠與CPU同步存取資料，這樣可以取消等待周期，減少數據傳輸的延遲，因此可提升計算機的性能和效率。

11.SGRAM（Synchronous Graphics RAM，同步繪圖隨機存取存儲器）
SDRAM的改良版，它以區塊Block，即每32bit為基本存取單位，個別地取回或修改存取的資料，減少內存整體讀寫的次數，另外還針對繪圖需要而增加了繪圖控制器，並提供區塊搬移功能（BitBlt），效率明顯高於SDRAM。

12.SB SRAM（Synchronous Burst SRAM，同步爆發式靜態隨機存取存儲器）
一般的SRAM是非同步的，為了適應CPU越來越快的速度，需要使它的工作時脈變得與系統同步，這就是SB SRAM產生的原因。

13.PB SRAM（Pipeline Burst SRAM，管線爆發式靜態隨機存取存儲器）
CPU外頻速度的迅猛提升對與其相搭配的內存提出了更高的要求，管線爆發式SRAM取代同步爆發式SRAM成為必然的選擇，因為它可以有效地延長存取時脈，從而有效提高訪問速度。

14.DDR SDRAM（Double Data Rate二倍速率同步動態隨機存取存儲器）
作為SDRAM的換代產品，它具有兩大特點：其一，速度比SDRAM有一倍的提高；其二，採用了DLL（Delay Locked Loop：延時鎖定迴路）提供一個數據濾波信號。這是目前內存市場上的主流模式。

15.SLDRAM （Synchronize Link，同步鏈環動態隨機存取存儲器）
這是一種擴展型SDRAM結構內存，在增加了更先進同步電路的同時，還改進了邏輯控制電路，不過由於技術顯示，


存儲器結構

存儲器結構投入實用的難度不小。
16.CDRAM（CACHED DRAM，同步緩存動態隨機存取存儲器）
這是三菱電氣公司首先研製的專利技術，它是在DRAM晶元的外部插針和內部DRAM之間插入一個SRAM作為二級CACHE使用。當前，幾乎所有的CPU都裝有一級CACHE來提高效率，隨著CPU時鍾頻率的成倍提高，CACHE不被選中對系統性能產生的影響將會越來越大，而CACHE DRAM所提供的二級CACHE正好用以補充CPU一級CACHE之不足，因此能極大地提高CPU效率。

17.DDRII(Double Data Rate Synchronous DRAM，第二代同步雙倍速率動態隨機存取存儲器)
DDRII 是DDR原有的SLDRAM聯盟於1999年解散後將既有的研發成果與DDR整合之後的未來新標准。DDRII的詳細規格目前尚未確定。

18.DRDRAM (Direct Rambus DRAM)
是下一代的主流內存標准之一，由Rambus 公司所設計發展出來，是將所有的接腳都連結到一個共同的Bus，這樣不但可以減少控制器的體積，已可以增加資料傳送的效率。

二、ROM(READ Only Memory，只讀存儲器)

ROM是線路最簡單半導體電路，通過掩模工藝，一次性製造，在元件正常工作的情況下，其中的代碼與數據將永久保存，並且不能夠進行修改。一般應用於PC系統的程序碼、主機板上的 BIOS (基本輸入/輸出系統Basic Input/Output System)等。它的讀取速度比RAM慢很多。

4組成元件分類
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ROM內存又分為以下五種：


存儲器結構

存儲器結構1.MASK ROM（掩模型只讀存儲器）
製造商為了大量生產ROM內存，需要先製作一顆有原始數據的ROM或EPROM作為樣本，然後再大量復制，這一樣本就是MASK ROM，而燒錄在MASK ROM中的資料永遠無法做修改。它的成本比較低。
2.PROM（Programmable ROM，可編程只讀存儲器）
這是一種可以用刻錄機將資料寫入的ROM內存，但只能寫入一次，所以也被稱為「一次可編程只讀存儲器」(One Time Progarmming ROM，OTP-ROM)。PROM在出廠時，存儲的內容全為1，用戶可以根據需要將其中的某些單元寫入數據0(部分的PROM在出廠時數據全為0，則用戶可以將其中的部分單元寫入1)， 以實現對其「編程」的目的。

3.EPROM（Erasable Programmable，可擦可編程只讀存儲器）
這是一種具有可擦除功能，擦除後即可進行再編程的ROM內存，寫入前必須先把裡面的內容用紫外線照射它的IC卡上


存儲器結構

存儲器結構的透明視窗的方式來清除掉。這一類晶元比較容易識別，其封裝中包含有「石英玻璃窗」，一個編程後的EPROM晶元的「石英玻璃窗」一般使用黑色不幹膠紙蓋住， 以防止遭到陽光直射。
4.EEPROM（Electrically Erasable Programmable，電可擦可編程只讀存儲器）
功能與使用方式與EPROM一樣，不同之處是清除數據的方式，它是以約20V的電壓來進行清除的。另外它還可以用電信號進行數據寫入。這類ROM內存多應用於即插即用（PnP）介面中。

5.Flash Memory（快閃記憶體）
這是一種可以直接在主機板上修改內容而不需要將IC拔下的內存，當電源關掉後儲存在裡面的資料並不會流失掉，在寫入資料時必須先將原本的資料清除掉，然後才能再寫入新的資料，缺點為寫入資料的速度太慢。

⑷ RAM的基本特點是什麼

RAM的基本特點是：

1、隨機存取

所謂"隨機存取"，指的是當存儲器中的數據被讀取或寫入時，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。相對的，讀取或寫入順序訪問(Sequential Access)存儲設備中的信息時，其所需要的時間與位置就會有關系(如磁帶)。

2、易失性

當電源關閉時RAM不能保留數據。如果需要保存數據，就必須把它們寫入靜態隨機存取存儲器，一個長期的存儲設備中(例如硬碟)。RAM和ROM相比，兩者的最大區別是RAM在斷電以後保存在上面的數據會自動消失，而ROM不會。

資料拓展：

隨機存取存儲器(random access memory，RAM)又稱作"隨機存儲器"，是與CPU直接交換數據的內部存儲器，也叫主存(內存)。它可以隨時讀寫，而且速度很快，通常作為操作系統或其他正在運行中的程序的臨時數據存儲媒介。

存儲單元的內容可按需隨意取出或存入，且存取的速度與存儲單元的位置無關的存儲器。這種存儲器在斷電時將丟失其存儲內容，故主要用於存儲短時間使用的程序。

⑸ 只讀存儲器和隨機存儲器的主要特點

一、含義不同

1、ROM是只讀存儲器（Read-Only Memory）的簡稱，是一種只能讀出事先所存數據的固態半導體存儲器。

2、RAM是隨機存取存儲器（RandomAccessMemory），也叫主存，是與CPU直接交換數據的內部存儲器。

二、作用不同

1、只讀存儲器的主要作用是完成對系統的加電自檢、系統中各功能模塊的初始化、系統的基本輸入／輸出的驅動程序及引導操作系統。

2、隨機存儲器是與CPU直接交換數據的內部存儲器。它可以隨時讀寫，而且速度很快，通常作為操作系統或其他正在運行中的程序的臨時數據存儲介質。

三、二者的特點不同

1、ROM存儲器只能讀，它只允許在生產出來之後有一次寫的機會，數據一旦寫入則不可更改。它另外一個特點是存儲器掉電後裡面的數據不丟失。

2、RAM可以隨時讀和寫，並且在斷電以後保存在上面的數據會自動消失。

(5)存儲器與電荷擴展閱讀：

一、隨機存儲器的特點

1、隨機存取

所謂「隨機存取」，指的是當存儲器中的數據被讀取或寫入時，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。相對的，讀取或寫入順序訪問（Sequential Access）存儲設備中的信息時，其所需要的時間與位置就會有關系。它主要用來存放操作系統、各種應用程序、數據等。

2、易失性

當電源關閉時，RAM不能保留數據。如果需要保存數據，就必須把它們寫入一個長期的存儲設備中（例如硬碟）。RAM的工作特點是通電後，隨時可在任意位置單元存取數據信息，斷電後內部信息也隨之消失。

3、對靜電敏感

正如其他精細的集成電路，隨機存取存儲器對環境的靜電荷非常敏感。靜電會干擾存儲器內電容器的電荷，引致數據流失，甚至燒壞電路。故此觸碰隨機存取存儲器前，應先用手觸摸金屬接地。

4、訪問速度

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

二、只讀存儲器的特點

只讀存儲器的特點是只能讀出不能隨意寫入信息，在主板上的ROM裡面固化了一個基本輸入/輸出系統，稱為BIOS（基本輸入輸出系統）。其主要作用是完成對系統的加電自檢、系統中各功能模塊的初始化、系統的基本輸入/輸出的驅動程序及引導操作系統。

⑹ 計算機存儲設備的分類、功能及特點

分類：用來存儲信息的設備稱為計算機的存儲設備，如內存、硬碟、軟盤和光碟。內存是直接與CPU相聯系的存儲設備，運算速度快，價格高。

功能：硬碟是微機主要的存儲設備，它的特點是存儲容量大，讀寫速度快可靠性高，使用方便。

特點：成本低、重量輕、價格便宜、碟片易於保存和攜帶，但讀寫速度慢。光碟的主要特點是存儲容量大，可靠性高。

有了存儲器，計算機才有記憶功能，才能保證正常工作。計算機中的存儲器按用途存儲器可分為主存儲器（內存）和輔助存儲器（外存），也有分為外部存儲器和內部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質或光碟等，能長期保存信息。

主板上的存儲部件，用來存放當前正在執行的數據和程序，但僅用於暫時存放程序和數據，關閉電源或斷電，數據會丟失。

(6)存儲器與電荷擴展閱讀：

在計算機中採用只有兩個數碼「0」和「1」的二進制來表示數據。記憶元件的兩種穩定狀態分別表示為「0」和「1」。日常使用的十進制數必須轉換成等值的二進制數才能存入存儲器中。計算機中處理的各種字元，例如英文字母、運算符號等，也要轉換成二進制代碼才能存儲和操作。

由於電容不可能長期保持電荷不變，必須定時對動態存儲電路的各存儲單元執行重讀操作，以保持電荷穩定，這個過程稱為動態存儲器刷新。PC/XT機中DRAM的刷新是利用DMA實現的。

應用可編程定時器8253的計數器1，每隔1⒌12μs產生一次DMA請求，該請求加在DMA控制器的0通道上。當DMA控制器0通道的請求得到響應時，DMA控制器送出到刷新地址信號，對動態存儲器執行讀操作，每讀一次刷新一行。

⑺ 存儲器的原理是什麼

存儲器講述工作原理及作用

介紹

存儲器(Memory)是現代信息技術中用於保存信息的記憶設備。其概念很廣，有很多層次，在數字系統中，只要能保存二進制數據的都可以是存儲器;在集成電路中，一個沒有實物形式的具有存儲功能的電路也叫存儲器，如RAM、FIFO等;在系統中，具有實物形式的存儲設備也叫存儲器，如內存條、TF卡等。計算機中全部信息，包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。它根據控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器，計算機才有記憶功能，才能保證正常工作。計算機中的存儲器按用途存儲器可分為主存儲器(內存)和輔助存儲器(外存),也有分為外部存儲器和內部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質或光碟等，能長期保存信息。內存指主板上的存儲部件，用來存放當前正在執行的數據和程序，但僅用於暫時存放程序和數據，關閉電源或斷電，數據會丟失。

2.按存取方式分類

(1)隨機存儲器(RAM)：如果存儲器中任何存儲單元的內容都能被隨機存取，且存取時間與存儲單元的物理位置無關，則這種存儲器稱為隨機存儲器(RAM)。RAM主要用來存放各種輸入/輸出的程序、數據、中間運算結果以及存放與外界交換的信息和做堆棧用。隨機存儲器主要充當高速緩沖存儲器和主存儲器。

(2)串列訪問存儲器(SAS)：如果存儲器只能按某種順序來存取，也就是說，存取時間與存儲單元的物理位置有關，則這種存儲器稱為串列訪問存儲器。串列存儲器又可分為順序存取存儲器(SAM)和直接存取存儲器(DAM)。順序存取存儲器是完全的串列訪問存儲器，如磁帶，信息以順序的方式從存儲介質的始端開始寫入(或讀出);直接存取存儲器是部分串列訪問存儲器，如磁碟存儲器，它介於順序存取和隨機存取之間。

(3)只讀存儲器(ROM)：只讀存儲器是一種對其內容只能讀不能寫入的存儲器，即預先一次寫入的存儲器。通常用來存放固定不變的信息。如經常用作微程序控制存儲器。目前已有可重寫的只讀存儲器。常見的有掩模ROM(MROM)，可擦除可編程ROM(EPROM)，電可擦除可編程ROM(EEPROM).ROM的電路比RAM的簡單、集成度高，成本低，且是一種非易失性存儲器，計算機常把一些管理、監控程序、成熟的用戶程序放在ROM中。

3.按信息的可保存性分類

非永久記憶的存儲器：斷電後信息就消失的存儲器，如半導體讀/寫存儲器RAM。

永久性記憶的存儲器：斷電後仍能保存信息的存儲器，如磁性材料做成的存儲器以及半導體ROM。

4.按在計算機系統中的作用分

根據存儲器在計算機系統中所起的作用，可分為主存儲器、輔助存儲器、高速緩沖存儲器、控制存儲器等。為了解決對存儲器要求容量大，速度快，成本低三者之間的矛盾，目前通常採用多級存儲器體系結構，即使用高速緩沖存儲器、主存儲器和外存儲器。

能力影響

從寫命令轉換到讀命令，在某個時間訪問某個地址，以及刷新數據等操作都要求數據匯流排在一定時間內保持休止狀態，這樣就不能充分利用存儲器通道。此外，寬並行匯流排和DRAM內核預取都經常導致不必要的大數據量存取。在指定的時間段內，存儲器控制器能存取的有用數據稱為有效數據速率，這很大程度上取決於系統的特定應用。有效數據速率隨著時間而變化，常低於峰值數據速率。在某些系統中，有效數據速率可下降到峰值速率的10%以下。

通常，這些系統受益於那些能產生更高有效數據速率的存儲器技術的變化。在CPU方面存在類似的現象，最近幾年諸如AMD和 TRANSMETA等公司已經指出，在測量基於CPU的系統的性能時，時鍾頻率不是唯一的要素。存儲器技術已經很成熟，峰值速率和有效數據速率或許並不比以前匹配的更好。盡管峰值速率依然是存儲器技術最重要的參數之一，但其他結構參數也可以極大地影響存儲器系統的性能。

影響有效數據速率的參數

有幾類影響有效數據速率的參數，其一是導致數據匯流排進入若干周期的停止狀態。在這類參數中，匯流排轉換、行周期時間、CAS延時以及RAS到CAS的延時(tRCD)引發系統結構中的大部分延遲問題。

匯流排轉換本身會在數據通道上產生非常長的停止時間。以GDDR3系統為例，該系統對存儲器的開放頁不斷寫入數據。在這期間，存儲器系統的有效數據速率與其峰值速率相當。不過，假設100個時鍾周期中，存儲器控制器從讀轉換到寫。由於這個轉換需要6個時鍾周期，有效的數據速率下降到峰值速率的 94%。在這100個時鍾周期中，如果存儲器控制器將匯流排從寫轉換到讀的話，將會丟失更多的時鍾周期。這種存儲器技術在從寫轉換到讀時需要15個空閑周期，這會將有效數據速率進一步降低到峰值速率的79%。表1顯示出針幾種高性能存儲器技術類似的計算結果。

顯然，所有的存儲器技術並不相同。需要很多匯流排轉換的系統設計師可以選用諸如XDR、RDRAM或者DDR2這些更高效的技術來提升性能。另一方面，如果系統能將處理事務分組成非常長的讀寫序列，那麼匯流排轉換對有效帶寬的影響最小。不過，其他的增加延遲現象，例如庫(bank)沖突會降低有效帶寬，對性能產生負面影響。

DRAM技術要求庫的頁或行在存取之前開放。一旦開放，在一個最小周期時間，即行周期時間(tRC)結束之前，同一個庫中的不同頁不能開放。對存儲器開放庫的不同頁存取被稱為分頁遺漏，這會導致與任何tRC間隔未滿足部分相關的延遲。對於還沒有開放足夠周期以滿足tRC間隙的庫而言，分頁遺漏被稱為庫沖突。而tRC決定了庫沖突延遲時間的長短，在給定的DRAM上可用的庫數量直接影響庫沖突產生的頻率。

大多數存儲器技術有4個或者8個庫，在數十個時鍾周期具有tRC值。在隨機負載情況下，那些具有8個庫的內核比具有4個庫的內核所發生的庫沖突更少。盡管tRC與庫數量之間的相互影響很復雜，但是其累計影響可用多種方法量化。

存儲器讀事務處理

考慮三種簡單的存儲器讀事務處理情況。第一種情況，存儲器控制器發出每個事務處理，該事務處理與前一個事務處理產生一個庫沖突。控制器必須在打開一個頁和打開後續頁之間等待一個tRC時間，這樣增加了與頁循環相關的最大延遲時間。在這種情況下的有效數據速率很大程度上決定於I/O，並主要受限於DRAM內核電路。最大的庫沖突頻率將有效帶寬削減到當前最高端存儲器技術峰值的20%到30%。

在第二種情況下，每個事務處理都以隨機產生的地址為目標。此時，產生庫沖突的機會取決於很多因素，包括tRC和存儲器內核中庫數量之間的相互作用。tRC值越小，開放頁循環地越快，導致庫沖突的損失越小。此外，存儲器技術具有的庫越多，隨機地址存取庫沖突的機率就越小。

第三種情況，每個事務處理就是一次頁命中，在開放頁中定址不同的列地址。控制器不必訪問關閉頁，允許完全利用匯流排，這樣就得到一種理想的情況，即有效數據速率等於峰值速率。

第一種和第三種情況都涉及到簡單的計算，隨機情況受其他的特性影響，這些特性沒有包括在DRAM或者存儲器介面中。存儲器控制器仲裁和排隊會極大地改善庫沖突頻率，因為更有可能出現不產生沖突的事務處理，而不是那些導致庫沖突的事務處理。

然而，增加存儲器隊列深度未必增加不同存儲器技術之間的相對有效數據速率。例如，即使增加存儲器控制隊列深度，XDR的有效數據速率也比 GDDR3高20%。存在這種增量主要是因為XDR具有更高的庫數量以及更低的tRC值。一般而言，更短的tRC間隔、更多的庫數量以及更大的控制器隊列能產生更高的有效帶寬。

實際上，很多效率限制現象是與行存取粒度相關的問題。tRC約束本質上要求存儲器控制器從新開放的行中存取一定量的數據，以確保數據管線保持充滿。事實上，為保持數據匯流排無中斷地運行，在開放一個行之後，只須讀取很少量的數據，即使不需要額外的數據。

另外一種減少存儲器系統有效帶寬的主要特性被歸類到列存取粒度范疇，它規定了每次讀寫操作必須傳輸的數據量。與之相反，行存取粒度規定每個行激活(一般指每個RAS的CAS操作)需要多少單獨的讀寫操作。列存取粒度對有效數據速率具有不易於量化的巨大影響。因為它規定一個讀或寫操作中需要傳輸的最小數據量，列存取粒度給那些一次只需要很少數據量的系統帶來了問題。例如，一個需要來自兩列各8位元組的16位元組存取粒度系統，必須讀取總共32位元組以存取兩個位置。因為只需要32個位元組中的16個位元組，系統的有效數據速率降低到峰值速率的50%。匯流排帶寬和脈沖時間長度這兩個結構參數規定了存儲器系統的存取粒度。

匯流排帶寬是指連接存儲器控制器和存儲器件之間的數據線數量。它設定最小的存取粒度，因為對於一個指定的存儲器事務處理，每條數據線必須至少傳遞一個數據位。而脈沖時間長度則規定對於指定的事務處理，每條數據線必須傳遞的位數量。每個事務處理中的每條數據線只傳一個數據位的存儲技術，其脈沖時間長度為1。總的列存取粒度很簡單：列存取粒度=匯流排寬度×脈沖時間長度。

很多系統架構僅僅通過增加DRAM器件和存儲匯流排帶寬就能增加存儲系統的可用帶寬。畢竟，如果4個400MHz數據速率的連接可實現 1.6GHz的總峰值帶寬，那麼8個連接將得到3.2GHz。增加一個DRAM器件，電路板上的連線以及ASIC的管腳就會增多，總峰值帶寬相應地倍增。

首要的是，架構師希望完全利用峰值帶寬，這已經達到他們通過物理設計存儲器匯流排所能達到的最大值。具有256位甚或512位存儲匯流排的圖形控制器已並不鮮見，這種控制器需要1,000個，甚至更多的管腳。封裝設計師、ASIC底層規劃工程師以及電路板設計工程師不能找到採用便宜的、商業上可行的方法來對這么多信號進行布線的矽片區域。僅僅增加匯流排寬度來獲得更高的峰值數據速率，會導致因為列存取粒度限制而降低有效帶寬。

假設某個特定存儲技術的脈沖時間長度等於1，對於一個存儲器處理，512位寬系統的存取粒度為512位(或者64位元組)。如果控制器只需要一小段數據，那麼剩下的數據就被浪費掉，這就降低了系統的有效數據速率。例如，只需要存儲系統32位元組數據的控制器將浪費剩餘的32位元組，進而導致有效的數據速率等於50%的峰值速率。這些計算都假定脈沖時間長度為1。隨著存儲器介面數據速率增加的趨勢，大多數新技術的最低脈沖時間長度都大於1。

選擇技巧

存儲器的類型將決定整個嵌入式系統的操作和性能，因此存儲器的選擇是一個非常重要的決策。無論系統是採用電池供電還是由市電供電，應用需求將決定存儲器的類型(易失性或非易失性)以及使用目的(存儲代碼、數據或者兩者兼有)。另外，在選擇過程中，存儲器的尺寸和成本也是需要考慮的重要因素。對於較小的系統，微控制器自帶的存儲器就有可能滿足系統要求，而較大的系統可能要求增加外部存儲器。為嵌入式系統選擇存儲器類型時，需要考慮一些設計參數，包括微控制器的選擇、電壓范圍、電池壽命、讀寫速度、存儲器尺寸、存儲器的特性、擦除/寫入的耐久性以及系統總成本。

選擇存儲器時應遵循的基本原則

1、內部存儲器與外部存儲器

一般情況下，當確定了存儲程序代碼和數據所需要的存儲空間之後，設計工程師將決定是採用內部存儲器還是外部存儲器。通常情況下，內部存儲器的性價比最高但靈活性最低，因此設計工程師必須確定對存儲的需求將來是否會增長，以及是否有某種途徑可以升級到代碼空間更大的微控制器。基於成本考慮，人們通常選擇能滿足應用要求的存儲器容量最小的微控制器，因此在預測代碼規模的時候要必須特別小心，因為代碼規模增大可能要求更換微控制器。目前市場上存在各種規模的外部存儲器器件，我們很容易通過增加存儲器來適應代碼規模的增加。有時這意味著以封裝尺寸相同但容量更大的存儲器替代現有的存儲器，或者在匯流排上增加存儲器。即使微控制器帶有內部存儲器，也可以通過增加外部串列EEPROM或快閃記憶體來滿足系統對非易失性存儲器的需求。

2、引導存儲器

在較大的微控制器系統或基於處理器的系統中，設計工程師可以利用引導代碼進行初始化。應用本身通常決定了是否需要引導代碼，以及是否需要專門的引導存儲器。例如，如果沒有外部的定址匯流排或串列引導介面，通常使用內部存儲器，而不需要專門的引導器件。但在一些沒有內部程序存儲器的系統中，初始化是操作代碼的一部分，因此所有代碼都將駐留在同一個外部程序存儲器中。某些微控制器既有內部存儲器也有外部定址匯流排，在這種情況下，引導代碼將駐留在內部存儲器中，而操作代碼在外部存儲器中。這很可能是最安全的方法，因為改變操作代碼時不會出現意外地修改引導代碼。在所有情況下，引導存儲器都必須是非易失性存儲器。

可以使用任何類型的存儲器來滿足嵌入式系統的要求，但終端應用和總成本要求通常是影響我們做出決策的主要因素。有時，把幾個類型的存儲器結合起來使用能更好地滿足應用系統的要求。例如，一些PDA設計同時使用易失性存儲器和非易失性存儲器作為程序存儲器和數據存儲器。把永久的程序保存在非易失性ROM中，而把由用戶下載的程序和數據存儲在有電池支持的易失性DRAM中。不管選擇哪種存儲器類型，在確定將被用於最終應用系統的存儲器之前，設計工程師必須仔細折中考慮各種設計因素。

⑻ 計算機內存儲器一般用什麼作為存儲介質

計算機內存中儲存器一般用ROM作為儲存介質。

隨機存取存儲器（英語：Random Access Memory，縮寫：RAM），也叫主存，是與CPU直接交換數據的內部存儲器。它可以隨時讀寫，而且速度很快，通常作為操作系統或其他正在運行中的程序的臨時數據存儲介質。

RAM工作時可以隨時從任何一個指定的地址寫入（存入）或讀出（取出）信息。它與ROM的最大區別是數據的易失性，即一旦斷電所存儲的數據將隨之丟失。RAM在計算機和數字系統中用來暫時存儲程序、數據和中間結果。

(8)存儲器與電荷擴展閱讀

RAM的特點為：

1、隨機存取

所謂「隨機存取」，指的是當存儲器中的數據被讀取或寫入時，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。相對的，讀取或寫入順序訪問存儲設備中的信息時，其所需要的時間與位置就會有關系。它主要用來存放操作系統、各種應用程序、數據等。

當RAM處於正常工作時，可以從RAM中讀出數據，也可以往RAM中寫入數據。與ROM相比較，RAM的優點是讀/寫方便、使用靈活，特別適用於經常快速更換數據的場合。

2、易失性

當電源關閉時，RAM不能保留數據。如果需要保存數據，就必須把它們寫入一個長期的存儲設備中（例如硬碟）。

RAM的工作特點是通電後，隨時可在任意位置單元存取數據信息，斷電後內部信息也隨之消失。

3、對靜電敏感

正如其他精細的集成電路，隨機存取存儲器對環境的靜電荷非常敏感。靜電會干擾存儲器內電容器的電荷，引致數據流失，甚至燒壞電路。故此觸碰隨機存取存儲器前，應先用手觸摸金屬接地。

4、訪問速度

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

5、需要刷新（再生）

現代的隨機存取存儲器依賴電容器存儲數據。電容器充滿電後代表1（二進制），未充電的代表0。由於電容器或多或少有漏電的情形，若不作特別處理，數據會漸漸隨時間流失。

刷新是指定期讀取電容器的狀態，然後按照原來的狀態重新為電容器充電，彌補流失了的電荷。需要刷新正好解釋了隨機存取存儲器的易失性。

⑼ 有關存儲器的問題~

存儲器分為內存儲器(簡稱內存或主存)、外存儲器(簡稱外存或輔存)。外存儲器一般也可作為輸入/輸出設備。計算機把要執行的程序和數據存入內存中，內存一般由半導體器構成。半導體存儲器可分為三大類:隨機存儲器、只讀存儲器、特殊存儲器。
RAM
RAM是隨機存取存儲器(Random
Access
Memory)，其特點是可以讀寫，存取任一單元所需的時間相同，通電是存儲器內的內容可以保持，斷電後，存儲的內容立即消失。RAM可分為動態(Dynamic
RAM)和靜態(Static
RAM)兩大類。所謂動態隨機存儲器DRAM是用MOS電路和電容來作存儲元件的。由於電容會放電，所以需要定時充電以維持存儲內容的正確，例如互隔2ms刷新一次，因此稱這為動態存儲器。所謂靜態隨機存儲器SRAM是用雙極型電路或MOS電路的觸發器來作存儲元件的，它沒有電容放電造成的刷新問題。只要有電源正常供電，觸發器就能穩定地存儲數據。DRAM的特點是集成密度高，主要用於大容量存儲器。SRAM的特點是存取速度快，主要用於調整緩沖存儲器。
ROM
ROM是只讀存儲器(Read
Only
Memory)，它只能讀出原有的內容，不能由用戶再寫入新內容。原來存儲的內容是由廠家一次性寫放的，並永久保存下來。ROM可分為可編程(Programmable)ROM、可擦除可編程(Erasable
Programmable)ROM、電擦除可編程(Electrically
Erasable
Programmable)ROM。如，EPROM存儲的內容可以通過紫外光照射來擦除，這使它的內可以反復更改。
特殊固態存儲器
包括電荷耦合存儲器、磁泡存儲器、電子束存儲器等，它們多用於特殊領域內的信息存儲。
此外，描述內、外存儲容量的常用單位有:
①位/比特(bit):這是內存中最小的單位，二進制數序列中的一個0或一個1就是一比比特，在電腦中，一個比特對應著一個晶體管。
②位元組(B、Byte):是計算機中最常用、最基本的存在單位。一個位元組等於8個比特，即1
Byte=8bit。
③千位元組(KB、Kilo
Byte):電腦的內存容量都很大，一般都是以千位元組作單位來表示。1KB=1024Byte。
④兆位元組(MB
Mega
Byte):90年代流行微機的硬碟和內存等一般都是以兆位元組(MB)為單位。1
MB=1024KB。
⑤吉位元組(GB、Giga
Byte):目前市場流行的微機的硬碟已經達到4.3GB、6.4GB、8.1GB、12G、13GB等規格。1GB=1024MB。
⑥太位元組(TB、Tera
byte):1TB=1024GB。
(三)輸入/輸出設備
輸入設備是用來接受用戶輸入的原始數據和程序，並將它們變為計算機能識別的二進制存入到內存中。常用的輸入設備有鍵盤、滑鼠、掃描儀、光筆等。
輸出設備用於將存入在內存中的由計算機處理的結果轉變為人們能接受的形式輸出。常用的輸出設備有顯示器、列印機、繪圖儀等。
(四)匯流排
匯流排是一組為系統部件之間數據傳送的公用信號線。具有匯集與分配數據信號、選擇發送信號的部件與接收信號的部件、匯流排控制權的建立與轉移等功能。典型的微機計算機系統的結構如圖2-3所示，通常多採用單匯流排結構，一般按信號類型將匯流排分為三組，其中AB(Address
Bus)為地址匯流排;DB(Data
Bus)為數據匯流排;CB(Control
Bus)控制匯流排。
(五)微型計算機主要技術指標
①CPU類型:是指微機系統所採用的CPU晶元型號，它決定了微機系統的檔次。
②字長:是指CPU一次最多可同時傳送和處理的二進制位數，安長直接影響到計算機的功能、用途和應用范圍。如Pentium是64位字長的微處理器，即數據位數是64位，而它的定址位數是32位。
③時鍾頻率和機器周期:時鍾頻率又稱主頻，它是指CPU內部晶振的頻率，常用單位為兆(MHz)，它反映了CPU的基本工作節拍。一個機器周期由若干個時鍾周期組成，在機器語言中，使用執行一條指令所需要的機器周期數來說明指令執行的速度。一般使用CPU類型和時鍾頻率來說明計算機的檔次。如Pentium
III
500等。
④運算速度:是指計算機每秒能執行的指令數。單位有MIPS(每秒百萬條指令)、MFLOPS(秒百萬條浮點指令)
⑤存取速度:是指存儲器完成一次讀取或寫存操作所需的時間，稱為存儲器的存取時間或訪問時間。而邊連續兩次或寫所需要的最短時間，稱為存儲周期。對於半導體存儲器來說，存取周期大約為幾十到幾百毫秒之間。它的快慢會影響到計算機的速度。
⑥內、外存儲器容量:是指內存存儲容量，即內容儲存器能夠存儲信息的位元組數。外儲器是可將程序和數據永久保存的存儲介質，可以說其容量是無限的。如硬碟、軟盤已是微機系統中不可缺少的外部設備。迄今為止，所有的計算機系統都是基於馮·諾依曼存儲程序的原理。內、外存容量越大，所能運行的軟體功能就越豐富。CPU的高速度和外存儲器的低速度是微機系統工作過程中的主要瓶頸現象，不過由於硬碟的存取速度不斷提高，目前這種現象已有所改善。