dram存储器制作工艺

① 存储器的基本结构原理

存储器单元实际上是时序逻辑电路的一种。按存储器的使用类型可分为只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)，两者的功能有较大的区别，因此在描述上也有所不同
存储器是许多存储单元的集合，按单元号顺序排列。每个单元由若干三进制位构成，以表示存储单元中存放的数值，这种结构和数组的结构非常相似，故在VHDL语言中，通常由数组描述存储器

结构
存储器结构在MCS - 51系列单片机中，程序存储器和数据存储器互相独立，物理结构也不相同。程序存储器为只读存储器，数据存储器为随机存取存储器。从物理地址空间看，共有4个存储地址空间，即片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器和片外数据存储器，I/O接口与外部数据存储器统一编址

存储器是用来存储程序和各种数据信息的记忆部件。存储器可分为主存储器(简称主存或内存)和辅助存储器(简称辅存或外存)两大类。和CPU直接交换信息的是主存。
主存的工作方式是按存储单元的地址存放或读取各类信息，统称访问存储器。主存中汇集存储单元的载体称为存储体，存储体中每个单元能够存放一串二进制码表示的信息，该信息的总位数称为一个存储单元的字长。存储单元的地址与存储在其中的信息是一一对应的，单元地址只有一个，固定不变，而存储在其中的信息是可以更换的。
指示每个单元的二进制编码称为地址码。寻找某个单元时，先要给出它的地址码。暂存这个地址码的寄存器叫存储器地址寄存器(MAR)。为可存放从主存的存储单元内取出的信息或准备存入某存储单元的信息，还要设置一个存储器数据寄存器(MDR)

② 内存是怎么制作的

1. 内存的工作原理

显然，题主指的是PC中缓裤腔常见的内存条，这一类内存属于动态随机访问存储器 DRAM (Dynamic Random Access Memory), 它的基本存储单元非常简单易懂，由一个N型场效应晶体管(NMOS FET)和一个电容组成（如下图）。

这一结构其实很像一座楼房，芯片制造的过程也有点像盖楼的过程，非常简化的步骤如下：

作者：又见山人
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来源：知乎
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1. 设计图，也就是芯片的版图（layout）；版图是一幅分层的俯视图，包含了每一层的物理形状信息和层与层间的位置连接关系。版图被转化成掩模（mask），每张掩模则是某一层的俯视图，一颗芯片往往有几十张掩模。芯片的每层是被同时制作的，就像盖楼是必须3楼盖好才能盖4楼。

2. 平整土地。这个没什么说的，绝大部分芯片都是从平整的芯圆（wafer）开始的，要对芯圆进行清洗啊什么的.

3. 地基和底层。这是在制造过程中最关键最复杂的一步，因为所有重要的有源器件（active device）如晶体管都是在电路的最底层。 首先要划线（光照Photolithography）界定哪里要挖掉哪里要保留，然后挖坑（ecthing刻蚀），在需要的地方做固化（离子注入Ion Implantation），盖墙铺管道什么的（化学沉积和物理沉积CVD&PVD）等等。具体步骤十分复杂，往往需要十几张掩模才能完成，不过大家可以自行脑补一座大楼怎么从地上长出来的。

4. 高层。较高的层就相对简单了，还是划线决定（光照Photolithography）哪里要做墙或柱子，哪里是空间，再沉积金属把这些东西长出来。这些层次基本都是铜或铝金属连接，少有复杂器件。纯高

5. 封顶。做一层金属化合物固化保护，当然要把连接点（PAD）露出来。

6. 清洗，切割。 这一步盖楼是没有的。。。。一块300毫米直径的晶圆上可能有成百上千块芯片，像切蛋糕一样切下来。

7. 封装。 有点像外立面装修，然后给整座楼通水通电通气。一块小小的硅芯片就变成了我们经常看到的样子，需要的信号和电源被连接到一个个焊球或针脚上。封装是一门很大的学问，对芯片的电气性能影响巨大。

③ 求助！！关于DRAM的发展史

作为PC不可缺少的重要核心部件——内存，它伴随着DIY硬件走过了多年历程。从286时代的30pin SIMM内存、486时代的72pin SIMM 内存，到Pentium时代的EDO DRAM内存、PII时代的SDRAM内存，到P4时代的DDR内存和目前9X5平台的DDR2内存。内存从规格、技术、总线带宽等不断更新换代。不过我们有理由相信，内存的更新换代可谓万变不离其宗，其目的在于提高内存的带宽，以满足CPU不断攀升的带宽要求、避免成为高速CPU运算的瓶颈。那么，内存在PC领域有着怎样的精彩人生呢？下面让我们一起来了解内存发展的历史吧。

一、历史起源——内存条概念

如果你细心的观察，显存（或缓存）在目前的DIY硬件上都很容易看到，显卡显存、硬盘或光驱的缓存大小直接影响到设备的性能，而寄存器也许是最能代表PC硬件设备离不开RAM的，的确如此，如果没有内存，那么PC将无法运转，所以内存自然成为DIY用户讨论的重点话题。
在刚刚开始的时候，PC上所使用的内存是一块块的IC，要让它能为PC服务，就必须将其焊接到主板上，但这也给后期维护带来的问题，因为一旦某一块内存IC坏了，就必须焊下来才能更换，由于焊接上去的IC不容易取下来，同时加上用户也不具备焊接知识（焊接需要掌握焊接技术，同时风险性也大），这似乎维修起来太麻烦。
因此，PC设计人员推出了模块化的条装内存，每一条上集成了多块内存IC，同时在主板上也设计相应的内存插槽，这样内存条就方便随意安装与拆卸了内存的维修、升级都变得非常简单，这就是内存“条”的来源
小帖士：内存(Random Access Memory，RAM)的主要功能是暂存数据及指令。我们可以同时写数据到RAM 内存，也可以从RAM 读取数据。由于内存历来都是系统中最大的性能瓶颈之一，因此从某种角度而言，内存技术的改进甚至比CPU 以及其它技术更为令人激动。

二、开山鼻祖——SIMM 内存
在80286主板发布之前，内存并没有被世人所重视，这个时候的内存是直接固化在主板上，而且容量只有64 ～256KB，对于当时PC所运行的工作程序来说，这种内存的性能以及容量足以满足当时软件程序的处理需要。不过随着软件程序和新一代80286硬件平台的出现，程序和硬件对内存性能提出了更高要求，为了提高速度并扩大容量，内存必须以独立的封装形式出现，因而诞生了前面我们所提到的“内存条”概念。
在80286主板刚推出的时候，内存条采用了SIMM（Single In-lineMemory Moles，单边接触内存模组）接口，容量为30pin、256kb，必须是由8 片数据位和1 片校验位组成1 个bank，正因如此，我们见到的30pin SIMM一般是四条一起使用。自1982年PC进入民用市场一直到现在，搭配80286处理器的30pin SIMM 内存是内存领域的开山鼻祖）。

随后，在1988 ～1990 年当中，PC 技术迎来另一个发展高峰，也就是386和486时代，此时CPU 已经向16bit 发展，所以30pin SIMM 内存再也无法满足需求，其较低的内存带宽已经成为急待解决的瓶颈，所以此时72pin SIMM 内存出现了（如图3），72pin SIMM支持32bit快速页模式内存，内存带宽得以大幅度提升。72pin SIMM内存单条容量一般为512KB ～2MB，而且仅要求两条同时使用，由于其与30pin SIMM 内存无法兼容，因此这个时候PC业界毅然将30pin SIMM 内存淘汰出局了.

小帖士：72线的SIMM内存引进了一个FP DRAM（又叫快页内存），在386时代很流行。因为DRAM需要恒电流以保存信息，一旦断电，信息即丢失，其刷新频率每秒钟可达几百次，但由于FP DRAM使用同一电路来存取数据，所以DRAM的存取时间有一定的时间间隔，这导致了它的存取速度并不是很快。另外，在DRAM中，由于存储地址空间是按页排列，所以当访问某一页面时，切换到另一页面会占用CPU额外的时钟周期。

三、徘徊不前——EDO DRAM内存
EDO DRAM（Extended Date Out RAM，外扩充数据模式存储器）内存，这是1991 年到1995 年之间盛行的内存条，EDO-RAM同FP DRAM极其相似，它取消了扩展数据输出内存与传输内存两个存储周期之间的时间间隔，在把数据发送给CPU的同时去访问下一个页面，故而速度要比普通DRAM快15~30%。工作电压为一般为5V，带宽32bit，速度在40ns以上，其主要应用在当时的486及早期的Pentium电脑上。

在1991 年到1995 年中，让我们看到一个尴尬的情况，那就是这几年内存技术发展比较缓慢，几乎停滞不前，所以我们看到此时EDO RAM有72 pin和168 pin并存的情况，事实上EDO 内存也属于72pin SIMM 内存的范畴，不过它采用了全新的寻址方式。EDO 在成本和容量上有所突破，凭借着制作工艺的飞速发展，此时单条EDO 内存的容量已经达到4 ～16MB 。由于Pentium及更高级别的CPU数据总线宽度都是64bit甚至更高，所以EDO RAM与FPM RAM都必须成对使用。

四、一代经典——SDRAM 内存

自Intel Celeron系列以及AMD K6处理器以及相关的主板芯片组推出后，EDO DRAM内存性能再也无法满足需要了，内存技术必须彻底得到个革新才能满足新一代CPU架构的需求，此时内存开始进入比较经典的SDRAM时代。
第一代SDRAM 内存为PC66 规范，但很快由于Intel 和AMD的频率之争将CPU外频提升到了100MHz，所以PC66内存很快就被PC100内存取代，接着133MHz 外频的PIII以及K7时代的来临，PC133规范也以相同的方式进一步提升SDRAM 的整体性能，带宽提高到1GB/sec以上。由于SDRAM 的带宽为64bit，正好对应CPU 的64bit 数据总线宽度，因此它只需要一条内存便可工作，便捷性进一步提高。在性能方面，由于其输入输出信号保持与系统外频同步，因此速度明显超越EDO 内存。

不可否认的是，SDRAM 内存由早期的66MHz，发展后来的100MHz、133MHz，尽管没能彻底解决内存带宽的瓶颈问题，但此时CPU超频已经成为DIY用户永恒的话题，所以不少用户将品牌好的PC100品牌内存超频到133MHz使用以获得CPU超频成功，值得一提的是，为了方便一些超频用户需求，市场上出现了一些PC150、PC166规范的内存。

五、曲高和寡——Rambus DRAM内存

尽管SDRAM PC133内存的带宽可提高带宽到1064MB/S，加上Intel已经开始着手最新的Pentium 4计划，所以SDRAM PC133内存不能满足日后的发展需求，此时，Intel为了达到独占市场的目的，与Rambus联合在PC市场推广Rambus DRAM内存（称为RDRAM内存）。与SDRAM不同的是，其采用了新一代高速简单内存架构，基于一种类RISC(Reced Instruction Set Computing，精简指令集计算机)理论，这个理论可以减少数据的复杂性，使得整个系统性能得到提高。

在AMD与Intel的竞争中，这个时候是属于频率竞备时代，所以这个时候CPU的主频在不断提升，Intel为了盖过AMD，推出高频PentiumⅢ以及Pentium 4 处理器，因此Rambus DRAM内存是被Intel看着是未来自己的竞争杀手剑，Rambus DRAM内存以高时钟频率来简化每个时钟周期的数据量，因此内存带宽相当出色，如PC 1066 1066 MHz 32 bits带宽可达到4.2G Byte/sec，Rambus DRAM曾一度被认为是Pentium 4 的绝配。
尽管如此，Rambus RDRAM 内存生不逢时，后来依然要被更高速度的DDR“掠夺”其宝座地位，在当时，PC600、PC700的Rambus RDRAM 内存因出现Intel820 芯片组“失误事件”、PC800 Rambus RDRAM因成本过高而让Pentium 4平台高高在上，无法获得大众用户拥戴，种种问题让Rambus RDRAM胎死腹中，Rambus曾希望具有更高频率的PC1066 规范RDRAM来力挽狂澜，但最终也是拜倒在DDR 内存面前。

六、再续经典——DDR内存
DDR SDRAM(Dual Date Rate SDRAM)简称DDR，也就是“双倍速率SDRAM“的意思。DDR可以说是SDRAM的升级版本， DDR在时钟信号上升沿与下降沿各传输一次数据，这使得DDR的数据传输速度为传统SDRAM的两倍。由于仅多采用了下降缘信号，因此并不会造成能耗增加。至于寻址与控制信号则与传统SDRAM相同，仅在时钟上升缘传输。
DDR 内存是作为一种在性能与成本之间折中的解决方案，其目的是迅速建立起牢固的市场空间，继而一步步在频率上高歌猛进，最终弥补内存带宽上的不足。第一代DDR200 规范并没有得到普及，第二代PC266 DDR SRAM（133MHz时钟×2倍数据传输＝266MHz带宽）是由PC133 SDRAM内存所衍生出的，它将DDR 内存带向第一个高潮，目前还有不少赛扬和AMD K7处理器都在采用DDR266规格的内存，其后来的DDR333内存也属于一种过度，而DDR400内存成为目前的主流平台选配，双通道DDR400内存已经成为800FSB处理器搭配的基本标准，随后的DDR533 规范则成为超频用户的选择对象。

七、今日之星——DDR2内存

随着CPU 性能不断提高，我们对内存性能的要求也逐步升级。不可否认，紧紧依高频率提升带宽的DDR迟早会力不从心，因此JEDEC 组织很早就开始酝酿DDR2 标准，加上LGA775接口的915/925以及最新的945等新平台开始对DDR2内存的支持，所以DDR2内存将开始演义内存领域的今天。
DDR2 能够在100MHz 的发信频率基础上提供每插脚最少400MB/s 的带宽，而且其接口将运行于1.8V 电压上，从而进一步降低发热量，以便提高频率。此外，DDR2 将融入CAS、OCD、ODT 等新性能指标和中断指令，提升内存带宽的利用率。从JEDEC组织者阐述的DDR2标准来看，针对PC等市场的DDR2内存将拥有400、533、667MHz等不同的时钟频率。高端的DDR2内存将拥有800、1000MHz两种频率。DDR-II内存将采用200-、220-、240-针脚的FBGA封装形式。最初的DDR2内存将采用0.13微米的生产工艺，内存颗粒的电压为1.8V，容量密度为512MB。

内存技术在2005年将会毫无悬念，SDRAM为代表的静态内存在五年内不会普及。QBM与RDRAM内存也难以挽回颓势，因此DDR与DDR2共存时代将是铁定的事实。在AMD的Athlon 64使用DDR400内存控制器的情况下，未来对于高频率内存的需求量可能比较小，而且DDR2内存的发展空间也将取决于AMD是否改进内存控制器。
根据摩尔定理，只要DIY硬件在更新换代，内存规格也将不断更替，比如目前的DDR3有望取代现有的DDR2，而未来的FB-DIMM内存又将是另一个更好解决方案。从PC技术发展情况来看，实际上内存的发展，也代表了DIY硬件领域的发展历史，同时它也牵动并影响者整个DIY硬件技术的不管革新……

④ 简述SRAM,DRAM型存储器的工作原理

您可能经常听别人说，某台电脑的内存不够了，硬盘太小了之类的话。这里的"不够"、"太小"都指的是它们的容量，而不是他们的数量或几何形状的大小。内存和硬盘都是计算机用来存储数据的，它们的单位就是我们刚刚谈过的"Bytes"。 那么，为什么一个叫内存，一个叫硬盘呢？我们知道，计算机处理的数据量是极为庞大的，就好比一个人在堆满了谷物的仓库里打谷子，那怎么施展得开，工作效率又怎会高呢？于是，人们把谷子堆在仓库中，自己拿了一部分谷子到场院中去打，打完了再送回去。这下子，可没什么碍事的东西了，打谷子的速度快多了，内效率提高了。计算机也是这样解决了同类的问题。它把大量有待处理和暂时不用的数据都存放在硬盘中，只是把需要立即处理的数据调到内存中，处理完毕立即送回硬盘，再调出下一部分数据。硬盘就是计算机的大仓库，内存就是它干活的场院。 内存简称RAM，是英文Random Accessmemory的缩写。在个人计算机中，内存分为静态内存（SRAM）和动态内存（DRAM）两种，静态内存的读写速度比动态内存要快。目前市面上的内存条以"MB"为单位，比如32MB的和64MB的内存条。硬盘容量要比内存大得多，现在以"GB"为单位已属常见。当然了，内存和硬盘容量都是越大越好。可是容量越大，价钱就越高。重要的是，我们要选购够用而又不造成浪费的内存条和硬盘。

⑤ DRAM存储器的中文和含义

DRAM存储器的中文是动态随机存取存储器。

含义：为了保持数衡搭据，DRAM使用电容存储，所以必须隔一段时间刷新（refresh）一次，如果存储单元没有被刷新，存储的信息就会丢失。

写操作时，写选择线圆肢为"1"，所以Q1导通，要写入的数据通过Q1送到Q2的栅极，并通过栅极电容在一定时间内保持信息。

读操作时，先通过公用的预充电管Q4使读数据线上的分布电容CD充电，当读选择线为高电平有效时,Q3处于可导通的状态。若原来存有"1",则Q2导通，读数据线的分布电容CD通过Q3、Q2放电,此时读得的信息为"0"，正好和原存信息相反。

若原存信息为"0",则Q3尽管具备导通条件，但因为Q2截止，所以，CD上的电压保持不变，因而，读得的信息为"1"。可见，对这样的存储电路，读得的信息和原来存咐腔拿入的信息正好相反,所以要通过读出放大器进行反相再送往 数据总线。

(5)dram存储器制作工艺扩展阅读：

在半导体科技极为发达的中国台湾，内存和显存被统称为记忆体（Memory），全名是动态随机存取记忆体（Dynamic Random Access Memory，DRAM）。

基本原理就是利用电容内存储电荷的多寡来代表0和1，这就是一个二进制位元（bit），内存的最小单位。

DRAM的结构可谓是简单高效，每一个bit只需要一个晶体管另加一个电容。但是电容不可避免的存在漏电现象，如果电荷不足会导致数据出错，因此电容必须被周期性的刷新（预充电），这也是DRAM的一大特点。

而且电容的充放电需要一个过程，刷新频率不可能无限提升（频障），这就导致DRAM的频率很容易达到上限，即便有先进工艺的支持也收效甚微。随着科技的进步，以及人们对超频的一种意愿，这些频障也在慢慢解决。

⑥ 内存是怎么制作的

1. 内存的工作原理
显然，内存指的是PC中常见的内存条，这一类内存属于动态随机访问存储器 DRAM (Dynamic Random Access Memory), 它的基本存储单元非常简单易懂，由一个N型场效应晶体管(NMOS FET)和一个电容组成。在这里可以把晶体管看成一个理想的开关。 当NMOS晶体管打开时，检测电容放电造成的电压改变就是读取0/1的过程，向电容注入不同电荷就是写入过程；NMOS晶体管关闭时，电荷保存在电容上，处于存储状态。
DRAM的优势在于其结构简单，面积小，所以在同样面积内可以塞入更多存储单元，存储密度高，现在内存条的容量都顶得上多年前的硬盘了。大家可以自己算算一根2Gb的内存里面有多少这样的单元。 缺点则是：
1. 每次读取都是破坏性的，电容放电后电荷就尼玛没有了啊，所以还要重新写入一遍啊！！！
2. 电容还尼玛会漏电啊，一般写入后几十个微秒之后就漏得没法检测了（现在的电容一般是25pF），整个阵列都要不停的刷新，就是把已经存储的内容读一次再写进去，期间什么都不能做啊！！！
3. 电容太小导致很多问题，比如速度不能太快啊，会被宇宙粒子打到然后就尼玛中和了啊 （ Soft error ） ！！！！
4. 没有电的时候存储的内容就丢掉了，这直接导致大量停电导致的文档丢失等杯具。。。。。
（使得存储器能够在无电时保留信息，台湾人施敏大师和一个韩国人发明了闪存Flash memory。半导体业已经贡献过两个诺贝尔物理学奖：晶体管和集成电路，施敏怕是这个行业中族型仅存的还有机会拿奖的人，他的合作者早早挂了甚至连专利费都没拿多少。）
2. 如何用半导体工艺制作以上的电路？
DRAM制造工艺是通用的集成电路制作工艺的子集，这个问题就兆尘猜可以转化为“集成电路是如何制造的？”而这个问题就比较复杂了，我争取用“盖楼”这个大家都能理解的例子讲清楚。
集成电路从其横切面来看，是分层的，基本使用同种材料实现类似功能，层与层之间通过通孔（via）做电学连接。
这一结构其实很像一座楼房，芯片制造的过程也有点像盖楼的过程，非常简化的步骤如下：
1. 设计图，也就是芯片的版图（layout）；版图是一幅分层的俯视图，包含了每一层的物理形状信息和层与层间的位置连接关系。版图被转化成掩模（mask），每张掩模则是某一层的俯视图，一颗芯片往往有几十张掩模。芯片的每层是被同时制作的，就像盖楼是必须3楼盖好才能盖4楼。（本来想放一些自己手头上的版图和掩模给大家看看，涉及版权等问题，有兴趣的同学自己搜吧）
2. 平整土地。这个没什么说的，绝大部分芯片都是从平整的芯圆（wafer）开始的，要对芯圆进行清洗啊什么的
3. 地基和底层。这是在制造过程中最关键最复杂的一步，因为所有重要的有源器件（active device）如晶体管都是在电路的最底层。 首先要划线（光照Photolithography）界定哪里要挖掉哪里要保留，然后挖坑（ecthing刻蚀），在需要的地方做固化（离子注入Ion Implantation），盖墙铺管道什么的（化学沉积和物理沉积CVD&PVD）等等。具体步骤十分复杂，往往需要十几张掩模才能完成，不过大家可以自行脑补一座大楼怎么从地上长出来的。
4. 高层。较高的层就相对简单了，还是划线决定（光照Photolithography）哪里要做墙或柱子，哪里是空间，再沉积金属把这些东西长出来。这些层次基本都是铜或铝金属连接，少有复杂器件。
5. 封顶。做一层金属化合物固化保护，当然要把连接点（PAD）露出来。
6. 清洗，切割。 这一步盖楼是没有的。。。。一块300毫米直径的晶圆上可能有成百上千块芯片，像切蛋糕一样切下来。
7. 封装。 有点像外立面装修，然后给整座楼通水通电通气。一块小小的硅芯片就变成了我们经常看到的样子，需要的信号和电源被连接到一个个焊球或针脚上。封兄磨装是一门很大的学问，对芯片的电气性能影响巨大。

⑦ 存储器的原理是什么

存储器讲述工作原理及作用

介绍

存储器(Memory)是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。其概念很广，有很多层次，在数字系统中，只要能保存二进制数据的都可以是存储器;在集成电路中，一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器，如RAM、FIFO等;在系统中，具有实物形式的存储设备也叫存储器，如内存条、TF卡等。计算机中全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器，计算机才有记忆功能，才能保证正常工作。计算机中的存储器按用途存储器可分为主存储器(内存)和辅助存储器(外存),也有分为外部存储器和内部存储器的分类方法。外存通常是磁性介质或光盘等，能长期保存信息。内存指主板上的存储部件，用来存放当前正在执行的数据和程序，但仅用于暂时存放程序和数据，关闭电源或断电，数据会丢失。

2.按存取方式分类

(1)随机存储器(RAM)：如果存储器中任何存储单元的内容都能被随机存取，且存取时间与存储单元的物理位置无关，则这种存储器称为随机存储器(RAM)。RAM主要用来存放各种输入/输出的程序、数据、中间运算结果以及存放与外界交换的信息和做堆栈用。随机存储器主要充当高速缓冲存储器和主存储器。

(2)串行访问存储器(SAS)：如果存储器只能按某种顺序来存取，也就是说，存取时间与存储单元的物理位置有关，则这种存储器称为串行访问存储器。串行存储器又可分为顺序存取存储器(SAM)和直接存取存储器(DAM)。顺序存取存储器是完全的串行访问存储器，如磁带，信息以顺序的方式从存储介质的始端开始写入(或读出);直接存取存储器是部分串行访问存储器，如磁盘存储器，它介于顺序存取和随机存取之间。

(3)只读存储器(ROM)：只读存储器是一种对其内容只能读不能写入的存储器，即预先一次写入的存储器。通常用来存放固定不变的信息。如经常用作微程序控制存储器。目前已有可重写的只读存储器。常见的有掩模ROM(MROM)，可擦除可编程ROM(EPROM)，电可擦除可编程ROM(EEPROM).ROM的电路比RAM的简单、集成度高，成本低，且是一种非易失性存储器，计算机常把一些管理、监控程序、成熟的用户程序放在ROM中。

3.按信息的可保存性分类

非永久记忆的存储器：断电后信息就消失的存储器，如半导体读/写存储器RAM。

永久性记忆的存储器：断电后仍能保存信息的存储器，如磁性材料做成的存储器以及半导体ROM。

4.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。

能力影响

从写命令转换到读命令，在某个时间访问某个地址，以及刷新数据等操作都要求数据总线在一定时间内保持休止状态，这样就不能充分利用存储器通道。此外，宽并行总线和DRAM内核预取都经常导致不必要的大数据量存取。在指定的时间段内，存储器控制器能存取的有用数据称为有效数据速率，这很大程度上取决于系统的特定应用。有效数据速率随着时间而变化，常低于峰值数据速率。在某些系统中，有效数据速率可下降到峰值速率的10%以下。

通常，这些系统受益于那些能产生更高有效数据速率的存储器技术的变化。在CPU方面存在类似的现象，最近几年诸如AMD和 TRANSMETA等公司已经指出，在测量基于CPU的系统的性能时，时钟频率不是唯一的要素。存储器技术已经很成熟，峰值速率和有效数据速率或许并不比以前匹配的更好。尽管峰值速率依然是存储器技术最重要的参数之一，但其他结构参数也可以极大地影响存储器系统的性能。

影响有效数据速率的参数

有几类影响有效数据速率的参数，其一是导致数据总线进入若干周期的停止状态。在这类参数中，总线转换、行周期时间、CAS延时以及RAS到CAS的延时(tRCD)引发系统结构中的大部分延迟问题。

总线转换本身会在数据通道上产生非常长的停止时间。以GDDR3系统为例，该系统对存储器的开放页不断写入数据。在这期间，存储器系统的有效数据速率与其峰值速率相当。不过，假设100个时钟周期中，存储器控制器从读转换到写。由于这个转换需要6个时钟周期，有效的数据速率下降到峰值速率的 94%。在这100个时钟周期中，如果存储器控制器将总线从写转换到读的话，将会丢失更多的时钟周期。这种存储器技术在从写转换到读时需要15个空闲周期，这会将有效数据速率进一步降低到峰值速率的79%。表1显示出针几种高性能存储器技术类似的计算结果。

显然，所有的存储器技术并不相同。需要很多总线转换的系统设计师可以选用诸如XDR、RDRAM或者DDR2这些更高效的技术来提升性能。另一方面，如果系统能将处理事务分组成非常长的读写序列，那么总线转换对有效带宽的影响最小。不过，其他的增加延迟现象，例如库(bank)冲突会降低有效带宽，对性能产生负面影响。

DRAM技术要求库的页或行在存取之前开放。一旦开放，在一个最小周期时间，即行周期时间(tRC)结束之前，同一个库中的不同页不能开放。对存储器开放库的不同页存取被称为分页遗漏，这会导致与任何tRC间隔未满足部分相关的延迟。对于还没有开放足够周期以满足tRC间隙的库而言，分页遗漏被称为库冲突。而tRC决定了库冲突延迟时间的长短，在给定的DRAM上可用的库数量直接影响库冲突产生的频率。

大多数存储器技术有4个或者8个库，在数十个时钟周期具有tRC值。在随机负载情况下，那些具有8个库的内核比具有4个库的内核所发生的库冲突更少。尽管tRC与库数量之间的相互影响很复杂，但是其累计影响可用多种方法量化。

存储器读事务处理

考虑三种简单的存储器读事务处理情况。第一种情况，存储器控制器发出每个事务处理，该事务处理与前一个事务处理产生一个库冲突。控制器必须在打开一个页和打开后续页之间等待一个tRC时间，这样增加了与页循环相关的最大延迟时间。在这种情况下的有效数据速率很大程度上决定于I/O，并主要受限于DRAM内核电路。最大的库冲突频率将有效带宽削减到当前最高端存储器技术峰值的20%到30%。

在第二种情况下，每个事务处理都以随机产生的地址为目标。此时，产生库冲突的机会取决于很多因素，包括tRC和存储器内核中库数量之间的相互作用。tRC值越小，开放页循环地越快，导致库冲突的损失越小。此外，存储器技术具有的库越多，随机地址存取库冲突的机率就越小。

第三种情况，每个事务处理就是一次页命中，在开放页中寻址不同的列地址。控制器不必访问关闭页，允许完全利用总线，这样就得到一种理想的情况，即有效数据速率等于峰值速率。

第一种和第三种情况都涉及到简单的计算，随机情况受其他的特性影响，这些特性没有包括在DRAM或者存储器接口中。存储器控制器仲裁和排队会极大地改善库冲突频率，因为更有可能出现不产生冲突的事务处理，而不是那些导致库冲突的事务处理。

然而，增加存储器队列深度未必增加不同存储器技术之间的相对有效数据速率。例如，即使增加存储器控制队列深度，XDR的有效数据速率也比 GDDR3高20%。存在这种增量主要是因为XDR具有更高的库数量以及更低的tRC值。一般而言，更短的tRC间隔、更多的库数量以及更大的控制器队列能产生更高的有效带宽。

实际上，很多效率限制现象是与行存取粒度相关的问题。tRC约束本质上要求存储器控制器从新开放的行中存取一定量的数据，以确保数据管线保持充满。事实上，为保持数据总线无中断地运行，在开放一个行之后，只须读取很少量的数据，即使不需要额外的数据。

另外一种减少存储器系统有效带宽的主要特性被归类到列存取粒度范畴，它规定了每次读写操作必须传输的数据量。与之相反，行存取粒度规定每个行激活(一般指每个RAS的CAS操作)需要多少单独的读写操作。列存取粒度对有效数据速率具有不易于量化的巨大影响。因为它规定一个读或写操作中需要传输的最小数据量，列存取粒度给那些一次只需要很少数据量的系统带来了问题。例如，一个需要来自两列各8字节的16字节存取粒度系统，必须读取总共32字节以存取两个位置。因为只需要32个字节中的16个字节，系统的有效数据速率降低到峰值速率的50%。总线带宽和脉冲时间长度这两个结构参数规定了存储器系统的存取粒度。

总线带宽是指连接存储器控制器和存储器件之间的数据线数量。它设定最小的存取粒度，因为对于一个指定的存储器事务处理，每条数据线必须至少传递一个数据位。而脉冲时间长度则规定对于指定的事务处理，每条数据线必须传递的位数量。每个事务处理中的每条数据线只传一个数据位的存储技术，其脉冲时间长度为1。总的列存取粒度很简单：列存取粒度=总线宽度×脉冲时间长度。

很多系统架构仅仅通过增加DRAM器件和存储总线带宽就能增加存储系统的可用带宽。毕竟，如果4个400MHz数据速率的连接可实现 1.6GHz的总峰值带宽，那么8个连接将得到3.2GHz。增加一个DRAM器件，电路板上的连线以及ASIC的管脚就会增多，总峰值带宽相应地倍增。

首要的是，架构师希望完全利用峰值带宽，这已经达到他们通过物理设计存储器总线所能达到的最大值。具有256位甚或512位存储总线的图形控制器已并不鲜见，这种控制器需要1,000个，甚至更多的管脚。封装设计师、ASIC底层规划工程师以及电路板设计工程师不能找到采用便宜的、商业上可行的方法来对这么多信号进行布线的硅片区域。仅仅增加总线宽度来获得更高的峰值数据速率，会导致因为列存取粒度限制而降低有效带宽。

假设某个特定存储技术的脉冲时间长度等于1，对于一个存储器处理，512位宽系统的存取粒度为512位(或者64字节)。如果控制器只需要一小段数据，那么剩下的数据就被浪费掉，这就降低了系统的有效数据速率。例如，只需要存储系统32字节数据的控制器将浪费剩余的32字节，进而导致有效的数据速率等于50%的峰值速率。这些计算都假定脉冲时间长度为1。随着存储器接口数据速率增加的趋势，大多数新技术的最低脉冲时间长度都大于1。

选择技巧

存储器的类型将决定整个嵌入式系统的操作和性能，因此存储器的选择是一个非常重要的决策。无论系统是采用电池供电还是由市电供电，应用需求将决定存储器的类型(易失性或非易失性)以及使用目的(存储代码、数据或者两者兼有)。另外，在选择过程中，存储器的尺寸和成本也是需要考虑的重要因素。对于较小的系统，微控制器自带的存储器就有可能满足系统要求，而较大的系统可能要求增加外部存储器。为嵌入式系统选择存储器类型时，需要考虑一些设计参数，包括微控制器的选择、电压范围、电池寿命、读写速度、存储器尺寸、存储器的特性、擦除/写入的耐久性以及系统总成本。

选择存储器时应遵循的基本原则

1、内部存储器与外部存储器

一般情况下，当确定了存储程序代码和数据所需要的存储空间之后，设计工程师将决定是采用内部存储器还是外部存储器。通常情况下，内部存储器的性价比最高但灵活性最低，因此设计工程师必须确定对存储的需求将来是否会增长，以及是否有某种途径可以升级到代码空间更大的微控制器。基于成本考虑，人们通常选择能满足应用要求的存储器容量最小的微控制器，因此在预测代码规模的时候要必须特别小心，因为代码规模增大可能要求更换微控制器。目前市场上存在各种规模的外部存储器器件，我们很容易通过增加存储器来适应代码规模的增加。有时这意味着以封装尺寸相同但容量更大的存储器替代现有的存储器，或者在总线上增加存储器。即使微控制器带有内部存储器，也可以通过增加外部串行EEPROM或闪存来满足系统对非易失性存储器的需求。

2、引导存储器

在较大的微控制器系统或基于处理器的系统中，设计工程师可以利用引导代码进行初始化。应用本身通常决定了是否需要引导代码，以及是否需要专门的引导存储器。例如，如果没有外部的寻址总线或串行引导接口，通常使用内部存储器，而不需要专门的引导器件。但在一些没有内部程序存储器的系统中，初始化是操作代码的一部分，因此所有代码都将驻留在同一个外部程序存储器中。某些微控制器既有内部存储器也有外部寻址总线，在这种情况下，引导代码将驻留在内部存储器中，而操作代码在外部存储器中。这很可能是最安全的方法，因为改变操作代码时不会出现意外地修改引导代码。在所有情况下，引导存储器都必须是非易失性存储器。

可以使用任何类型的存储器来满足嵌入式系统的要求，但终端应用和总成本要求通常是影响我们做出决策的主要因素。有时，把几个类型的存储器结合起来使用能更好地满足应用系统的要求。例如，一些PDA设计同时使用易失性存储器和非易失性存储器作为程序存储器和数据存储器。把永久的程序保存在非易失性ROM中，而把由用户下载的程序和数据存储在有电池支持的易失性DRAM中。不管选择哪种存储器类型，在确定将被用于最终应用系统的存储器之前，设计工程师必须仔细折中考虑各种设计因素。

⑧ 内存储器的发展历程

对于用过386机器的人来说，30pin的内存，我想在很多人的脑海里，一定或多或少的还留有一丝印象，这一次我们特意收集的7根30pin的内存条，并拍成图片，怎么样看了以后，是不是有一种久违的感觉呀！

30pin 反面 30pin 正面

下面是一些常见内存参数的介绍：
bit 比特，内存中最小单位，也叫“位”。它只有两个状态分别以0和1表示

byte字节，8个连续的比特叫做一个字节。

ns（nanosecond）
纳秒，是一秒的10亿分之一。内存读写速度的单位，其前面数字越小表示速度越快。

72pin正面 72pin反面

72pin的内存，可以说是计算机发展史的一个经典，也正因为它的廉价，以及速度上大幅度的提升，为电脑的普及，提供了坚实的基础。由于用的人比较多，目前在市场上还可以买得到。

SIMM（Single In-line Memory Moles）
单边接触内存模组。是5X86及其较早的PC中常采用的内存接口方式。在486以前，多采用30针的SIMM接口，而在Pentuim中更多的是72针的SIMM接口，或者与DIMM接口类型并存。人们通常把72线的SIMM类型内存模组直接称为72线内存。

ECC（Error Checking and Correcting）
错误检查和纠正。与奇偶校验类似，它不但能检测到错误的地方，还可以纠正绝大多数错误。它也是在原来的数据位上外加位来实现的，这些额外的位是用来重建错误数据的。只有经过内存的纠错后，计算机操作指令才可以继续执行。当然在纠错是系统的性能有着明显的降低。

EDO DRAM（Extended Data Output RAM）
扩展数据输出内存。是Micron公司的专利技术。有72线和168线之分、5V电压、带宽32bit、基本速度40ns以上。传统的DRAM和FPM DRAM在存取每一bit数据时必须输出行地址和列地址并使其稳定一段时间后，然后才能读写有效的数据，而下一个bit的地址必须等待这次读写操作完成才能输出。EDO DRAM不必等待资料的读写操作是否完成，只要规定的有效时间一到就可以准备输出下一个地址，由此缩短了存取时间，效率比FPM DRAM高20%—30%。具有较高的性/价比，因为它的存取速度比FPM DRAM快15%，而价格才高出5%。因此，成为中、低档Pentium级别主板的标准内存。

DIMM（Dual In-line Memory Moles）
双边接触内存模组。也就是说这种类型接口内存的插板两边都有数据接口触片，这种接口模式的内存广泛应用于现在的计算机中，通常为84针，由于是双边的，所以共有84×2=168线接触，所以人们常把这种内存称为168线内存。

PC133

SDRAM（Synchronous Burst RAM）
同步突发内存。是168线、3.3V电压、带宽64bit、速度可达6ns。是双存储体结构，也就是有两个储存阵列，一个被CPU读取数据的时候，另一个已经做好被读取数据的准备，两者相互自动切换，使得存取效率成倍提高。并且将RAM与CPU以相同时钟频率控制，使RAM与CPU外频同步，取消等待时间，所以其传输速率比EDO DRAM快了13%。SDRAM采用了多体（Bank）存储器结构和突发模式，能传输一整数据而不是一段数据。

SDRAM ECC 服务器专用内存

RDRAM（Rambus DRAM）
是美国RAMBUS公司在RAMBUSCHANNEL技术基础上研制的一种存储器。用于数据存储的字长为16位，传输率极速指标有望达到600MHz。以管道存储结构支持交叉存取同时执行四条指令，单从封装形式上看，与DRAM没有什么不同，但在发热量方面与100MHz的SDRAM大致相当。因为它的图形加速性能是EDO DRAM的3-10倍，所以目前主要应用于高档显卡上做显示内存。

Direct RDRAM
是RDRAM的扩展，它使用了同样的RSL，但接口宽度达到16位，频率达到800MHz，效率更高。单个传输率可达到1.6GB/s，两个的传输率可达到3.2GB/s。

点评：
30pin和72pin的内存，早已退出市场，现在市场上主流的内存，是SDRAM，而SDRAM的价格越降越底，对于商家和厂家而言，利润空间已缩到了极限，赔钱的买卖，有谁愿意去做了？再者也没有必要，毕竟厂家或商家们总是在朝着向“钱”的方向发展。

随着 INTEL和 AMD两大公司 CPU生产飞速发展，以及各大板卡厂家的支持，RAMBUS 和 DDRAM 也得到了更快的发展和普及，究竟哪一款会成为主流，哪一款更适合用户，市场终究会证明这一切的。

机存取存储器是电脑的记忆部件，也被认为是反映集成电路工艺水平的部件。各种存储器中以动态存储器（DRAM）的存储容量为最大，使用最为普及，几十年间它的存储量扩大了几千倍，存取数据的速度提高40多倍。存储器的集成度的提高是靠不断缩小器件尺寸达到的。尺寸的缩小，对集成电路的设计和制造技术提出了极为苛刻的要求，可以说是只有一代新工艺的突破，才有一代集成电路。

动态读写存储器DRAM（Dynamic Random Access MeMory）是利用MOS存储单元分布电容上的电荷来存储数据位，由于电容电荷会泄漏，为了保持信息不丢失，DRAM需要不断周期性地对其刷新。由于这种结构的存储单元所需要的MOS管较少，因此DRAM的集成度高、功耗也小，同时每位的价格最低。DRAM一般都用于大容量系统中。DRAM的发展方向有两个，一是高集成度、大容量、低成本，二是高速度、专用化。

从1970年Intel公司推出第一块1K DRAM芯片后，其存储容量基本上是按每三年翻两番的速度发展。1995年12月韩国三星公司率先宣布利用0.16μm工艺研制成功集成度达10亿以上的1000M位的高速（3lns）同步DRAM。这个领域的竞争非常激烈，为了解决巨额投资和共担市场风险问题，世界范围内的各大半导体厂商纷纷联合，已形成若干合作开发的集团格局。

1996年市场上主推的是4M位和16M位DRAM芯片，1997年以16M位为主，1998年64M位大量上市。64M DRAM的市场占有率达52%；16M DRAM的市场占有率为45%。1999年64M DRAM市场占有率已提高到78%，16M DRAM占1%。128M DRAM已经普及，明年将出现256M DRAM。

高性能RISC微处理器的时钟已达到100MHz～700MHz，这种情况下，处理器对存储器的带宽要求越来越高。为了适应高速CPU构成高性能系统的需要，DRAM技术在不断发展。在市场需求的驱动下，出现了一系列新型结构的高速DRAM。例如EDRAM、CDRAM、SDRAM、RDRAM、SLDRAM、DDR DRAM、DRDRAM等。为了提高动态读写存储器访问速度而采用不同技术实现的DRAM有：

（1） 快速页面方式FPM DRAM

快速页面方式FPM（Fast Page Mode）DRAM已经成为一种标准形式。一般DRAM存储单元的读写是先选择行地址，再选择列地址，事实上，在大多数情况下，下一个所需要的数据在当前所读取数据的下一个单元，即其地址是在同一行的下一列，FPM DRAM可以通过保持同一个行地址来选择不同的列地址实现存储器的连续访问。减少了建立行地址的延时时间从而提高连续数据访问的速度。但是当时钟频率高于33MHz时，由于没有足够的充电保持时间，将会使读出的数据不可靠。

（2） 扩展数据输出动态读写存储器EDO DRAM

在FPM技术的基础上发展起来的扩展数据输出动态读写存储器EDODRAM（Extended Data Out DRAM），是在RAM的输出端加一组锁存器构成二级内存输出缓冲单元，用以存储数据并一直保持到数据被可靠地读取时为止，这样就扩展了数据输出的有效时间。EDODRAM可以在50MHz时钟下稳定地工作。

由于只要在原DRAM的基础上集成成本提高并不多的EDO逻辑电路，就可以比较有效地提高动态读写存储器的性能，所以在此之前，EDO DRAM曾成为动态读写存储器设计的主流技术和基本形式。

（3） 突发方式EDO DRAM

在EDO DRAM存储器的基础上，又发展了一种可以提供更高有效带宽的动态读写存储器突发方式EDO DRAM（Burst EDO DRAM）。这种存储器可以对可能所需的4个数据地址进行预测并自动地预先形成，它把可以稳定工作的频率提高到66MHz。

（4） 同步动态读写存储器SDRAM

SDRAM（Synchronous DRAM）是通过同步时钟对控制接口的操作和安排片内隔行突发方式地址发生器来提高存储器的性能。它仅需要一个首地址就可以对一个存储块进行访问。所有的输入采样如输出有效都在同一个系统时钟的上升沿。所使用的与CPU同步的时钟频率可以高达66MHz～100MHz。它比一般DRAM增加一个可编程方式寄存器。采用SDRAM可大大改善内存条的速度和性能，系统设计者可根据处理器要求，灵活地采用交错或顺序脉冲。

Infineon Technologies(原Siemens半导体)今年已批量供应256Mit SDRAM。其SDRAM用0.2μm技术生产，在100MHz的时钟频率下输出时间为10ns。

（5） 带有高速缓存的动态读写存储器CDRAM

CDRAM（Cached DRAM）是日本三菱电气公司开发的专有技术，1992年推出样品，是通过在DRAM芯片，集成一定数量的高速SRAM作为高速缓冲存储器Cache和同步控制接口，来提高存储器的性能。这种芯片用单一+3.3V电源，低压TTL输入输出电平。目前三菱公司可以提供的CDRAM为4Mb和16Mb，其片内Cache为16KB，与128位内部总线配合工作，可以实现100MHz的数据访问。流水线式存取时间为7ns。

（6） 增强型动态读写存储器EDRAM（Enhanced DRAM）

由Ramtron跨国公司推出的带有高速缓冲存储器的DRAM产品称作增强型动态读写存储器EDRAM（Enhanced DRAM），它采用异步操作方式，单一+5V工作电源，CMOS或TTL输入输出电平。由于采用一种改进的DRAM 0.76μm CMOS工艺和可以减小寄生电容和提高晶体管增益的结构技术，其性能大大提高，行访问时间为35ns，读/写访问时间可以提高到65ns，页面写入周期时间为15ns。EDRAM还在片内DRAM存储矩阵的列译码器上集成了2K位15ns的静态RAM高速缓冲存储器Cache，和后写寄存器以及另外的控制线，并允许SRAM Cache和DRAM独立操作。每次可以对一行数据进行高速缓冲。它可以象标准的DRAM对任一个存储单元用页面或静态列访问模式进行操作，访问时间只有15ns。当Cache未命中时，EDRAM就把新的一行加载到Cache中，并把选择的存储单元数据输出，这需要花35ns。这种存储器的突发数据率可以达到267Mbytes/s。

（7） RDRAM（Rambus DRAM）

Rambus DRAM是Rambus公司利用本身研制的一种独特的接口技术代替页面方式结构的一种新型动态读写存储器。这种接口在处理机与DRAM之间使用了一种特殊的9位低压负载发送线，用250MHz同步时钟工作，字节宽度地址与数据复用的串行总线接口。这种接口又称作Rambus通道，这种通道嵌入到DRAM中就构成Rambus DRAM，它还可以嵌入到用户定制的逻辑芯片或微处理机中。它通过使用250MHz时钟的两个边沿可以使突发数据传输率达到500MHz。在采用Rambus通道的系统中每个芯片内部都有它自己的控制器，用来处理地址译码和面页高速缓存管理。由此一片存储器子系统的容量可达512K字节，并含有一个总线控制器。不同容量的存储器有相同的引脚并连接在同一组总线上。Rambus公司开发了这种新型结构的DRAM，但是它本身并不生产，而是通过发放许可证的方式转让它的技术，已经得到生产许可的半导体公司有NEC、Fujitsu、Toshiba、Hitachi和LG等。

被业界看好的下一代新型DRAM有三种：双数据传输率同步动态读写存储器（DDR SDRAM）、同步链动态读写存储器（SLDRAM）和Rambus接口DRAM（RDRAM）。

（1） DDR DRAM（Double Data Rate DRAM）

在同步动态读写存储器SDRAM的基础上，采用延时锁定环（Delay-locked Loop）技术提供数据选通信号对数据进行精确定位，在时钟脉冲的上升沿和下降沿都可传输数据（而不是第一代SDRAM仅在时钟脉冲的下降沿传输数据），这样就在不提高时钟频率的情况下，使数据传输率提高一倍，故称作双数据传输率（DDR）DRAM，它实际上是第二代SDRAM。由于DDR DRAM需要新的高速时钟同步电路和符合JEDEC标准的存储器模块，所以主板和芯片组的成本较高，一般只能用于高档服务器和工作站上，其价格在中低档PC机上可能难以接受。

（2） SLDRAM（Synchnonous Link DRAM）

这是由IBM、HP、Apple、NEC、Fujitsu、Hyundai、Micron、TI、Toshiba、Sansung和Siemens等业界大公司联合制定的一个开放性标准，委托Mosaid Technologies公司设计，所以SLDRAM是一种原本最有希望成为高速DRAM开放性工业标准的动态读写存储器。它是一种在原DDR DRAM基础上发展的一种高速动态读写存储器。它具有与DRDRAM相同的高数据传输率，但是它比其工作频率要低；另外生产这种存储器不需要支付专利使用费，使得制造成本较低，所以这种存储器应该具有市场竞争优势。但是由于SLDRAM联盟是一个松散的联合体，众多成员之间难以协调一致，在研究经费投入上不能达成一致意见，加上Intel公司不支持这种标准，所以这种动态存储器反而难以形成气候，敌不过Intel公司鼎立支持的Rambus公司的DRDRAM。SLDRAM可用于通信和消费类电子产品，高档PC和服务器。

（3） DRDRAM（Direct Rambus DRAM）

从1996年开始，Rambus公司就在Intel公司的支持下制定新一代RDRAM标准，这就是DRDRAM（Direct RDRAM）。这是一种基于协议的DRAM，与传统DRAM不同的是其引脚定义会随命令而变，同一组引脚线可以被定义成地址，也可以被定义成控制线。其引脚数仅为正常DRAM的三分之一。当需要扩展芯片容量时，只需要改变命令，不需要增加硬件引脚。这种芯片可以支持400MHz外频，再利用上升沿和下降沿两次传输数据，可以使数据传输率达到800MHz。同时通过把数据输出通道从8位扩展成16位，这样在100MHz时就可以使最大数据输出率达1.6Gb/s。东芝公司在购买了Rambus公司的高速传输接口技术专利后，于1998年9月首先推出72Mb的RDRAM，其中64Mb是数据存储器，另外8Mb用于纠错校验，由此大大提高了数据读写可靠性。

Intel公司办排众议，坚定地推举DRDRAM作为下一代高速内存的标准，目前在Intel公司对Micro、Toshiba和Samsung等公司组建DRDRAM的生产线和测试线投入资金。其他众多厂商也在努力与其抗争，最近AMD宣布至少今年推出的K7微处理器都不打算采用Rambus DRAM；据说IBM正在考虑放弃对Rambus的支持。当前市场上同样是64Mb的DRAM，RDRAM就要比其他标准的贵45美元。
由此可见存储器的发展动向是：大容量化，高速化， 多品种、多功能化，低电压、低功耗化。
存储器的工艺发展中有以下趋势：CHMOS工艺代替NMOS工艺以降低功耗；缩小器件尺寸，外围电路仍采用ECL结构以提高存取速度同时提高集成度；存储电容从平面HI-C改为深沟式，保证尺寸减少后的电荷存储量，以提高可靠性；电路设计中简化外围电路结构，注意降低噪声，运用冗余技术以提高质量和成品率；工艺中采用了多种新技术；使DRAM的存储容量稳步上升，为今后继续开发大容量的新电路奠定基础。
从电子计算机中的处理器和存储器可以看出ULSI前进的步伐和几十年间的巨大变化。

⑨ 简述SRAM,DRAM型存储器的工作原理

个人电脑的主要结构:
显示器
主机板
CPU
(微处理器)
主要储存器
(记忆体)
扩充卡
电源供应器
光盘机
次要储存器
(硬盘)
键盘
鼠标
尽管计算机技术自20世纪40年代第一台电子通用计算机诞生以来以来有了令人目眩的飞速发展，但是今天计算机仍然基本上采用的是存储程序结构，即冯·诺伊曼结构。这个结构实现了实用化的通用计算机。
存储程序结构间将一台计算机描述成四个主要部分：算术逻辑单元（ALU），控制电路，存储器，以及输入输出设备（I/O）。这些部件通过一组一组的排线连接（特别地，当一组线被用于多种不同意图的数据传输时又被称为总线），并且由一个时钟来驱动（当然某些其他事件也可能驱动控制电路）。
概念上讲，一部计算机的存储器可以被视为一组“细胞”单元。每一个“细胞”都有一个编号，称为地址；又都可以存储一个较小的定长信息。这个信息既可以是指令（告诉计算机去做什么），也可以是数据（指令的处理对象）。原则上，每一个“细胞”都是可以存储二者之任一的。
算术逻辑单元（ALU）可以被称作计算机的大脑。它可以做两类运算：第一类是算术运算，比如对两个数字进行加减法。算术运算部件的功能在ALU中是十分有限的，事实上，一些ALU根本不支持电路级的乘法和除法运算（由是使用者只能通过编程进行乘除法运算）。第二类是比较运算，即给定两个数，ALU对其进行比较以确定哪个更大一些。
输入输出系统是计算机从外部世界接收信息和向外部世界反馈运算结果的手段。对于一台标准的个人电脑，输入设备主要有键盘和鼠标，输出设备则是显示器，打印机以及其他许多后文将要讨论的可连接到计算机上的I/O设备。
控制系统将以上计算机各部分联系起来。它的功能是从存储器和输入输出设备中读取指令和数据，对指令进行解码，并向ALU交付符合指令要求的正确输入，告知ALU对这些数据做那些运算并将结果数据返回到何处。控制系统中一个重要组件就是一个用来保持跟踪当前指令所在地址的计数器。通常这个计数器随着指令的执行而累加，但有时如果指令指示进行跳转则不依此规则。
20世纪80年代以来ALU和控制单元（二者合成中央处理器，CPU）逐渐被整合到一块集成电路上，称作微处理器。这类计算机的工作模式十分直观：在一个时钟周期内，计算机先从存储器中获取指令和数据，然后执行指令，存储数据，再获取下一条指令。这个过程被反复执行，直至得到一个终止指令。
由控制器解释，运算器执行的指令集是一个精心定义的数目十分有限的简单指令集合。一般可以分为四类：1）、数据移动（如：将一个数值从存储单元A拷贝到存储单元B）2）、数逻运算（如：计算存储单元A与存储单元B之和，结果返回存储单元C）3）、条件验证（如：如果存储单元A内数值为100，则下一条指令地址为存储单元F）4）、指令序列改易（如：下一条指令地址为存储单元F）
指令如同数据一样在计算机内部是以二进制来表示的。比如说，10110000就是一条Intel
x86系列微处理器的拷贝指令代码。某一个计算机所支持的指令集就是该计算机的机器语言。因此，使用流行的机器语言将会使既成软件在一台新计算机上运行得更加容易。所以对于那些机型商业化软件开发的人来说，它们通常只会关注一种或几种不同的机器语言。
更加强大的小型计算机，大型计算机和服务器可能会与上述计算机有所不同。它们通常将任务分担给不同的CPU来执行。今天，微处理器和多核个人电脑也在朝这个方向发展。
超级计算机通常有着与基本的存储程序计算机显着区别的体系结构。它们通常由者数以千计的CPU，不过这些设计似乎只对特定任务有用。在各种计算机中，还有一些微控制器采用令程序和数据分离的哈佛架构（Harvard
architecture）。

⑩ 什么是DDR II DIMM内存

DDR2（Double Data Rate 2）综述：

回想起DDR的发展历程，从DDR200经过DDR266、DDR333到今天的双通道DDR400、DDR533技术，第一代DDR的发展已经走到了技术的极限。由于DDR-I架构的局限性，当频率达到400MHz后，就很难再有所提升，而随着新的处理器技术不断发展，前端总线对内存带宽的要求却越来越高，老迈的DDR SDRAM已经无法胜任，拥有更高更稳定运行频率的内存将是大势所趋，DDR II不可阻挡地走到了大众面前。

相对来说，作为接班人的DDR-Ⅱ在总体上仍保留了DDR-I的大部分特性，相比DDR-I的设计变动并不大，即使针脚数发生了改变，但仍可以强行将DDR II的内存插入到DDR-I的DIMM槽中，这也是需要大家注意的地方。总体而言，DDR-Ⅱ主要进行了以下几点改进：

1．改进针脚设计：DDR2的针脚数量为240针，而DDR内存为184针。(注：DDR-II针脚数量有200Pin、220Pin、240Pin三种，其中240Pin的DDR-Ⅱ将用于桌面PC系列)

2．降低工作电压：DDR2内存的VDIMM电压为1.8V，也和DDR内存的2.5V不同。

3．改进封装方式：它采用了更为先进的FBGA封装方式替代了传统的TSOP/TSOP-II方式。

4．更低的延迟时间：DDR2内存的延迟时间介于1.8ns到2.2ns之间（由厂商根据工作频率不同而设定），远低于DDR的2.9ns。由于延迟时间的降低，从而使DDR2可以达到更高的频率，最高可以达到1GHz以上的有效频率。

5. 4bit Prefect架构（4位数据预读取）：这也是DDR II内存能在相同的核心频率下，达到更高的数据传输率的关键技术之一。

6．OCD（Off-Chip Driver离线驱动调校）：使用OCD通过减少DQ-DQS的倾斜来提高信号的完整闭圆性；通过控制电压来提高信号品质。（OCD功能在普通台式机上并没有什么作用，其优点主要体现在服务器领域）

7．ODT（On Die Terminator片内终结电阻）：终结电阻器可以和内存颗粒的"特性"相符，从而减少内存与主颂蠢板的兼容问题的出现。

8．Posted CAS功能：Posted CAS是为了解决DDR内存中指令冲突问题，提高DDR II内存的利用效率而设计的功能。（Posted CAS功能的优势只有在那些读写命令非常频繁的运作环境下才能体现，对于一般的应用来说，开启Posted CAS功能反而会降低系统的整体性能）

DDR与DDR II对比表：

DDR SDAMR
DDR II SDRAM

时钟频率
100/133/166/200MHz
200/266/333MHz

数据传输率
200/266/333/400MBPS
400/533/667MBPS

工作电压
2.5V
1.8V

针脚数
184Pin
200Pin、220Pin、240Pin(240Pin为主流标准)

封装技术
TSOP-II/CSP
CSP（FBGA）封装

最大功率
418毫瓦
318毫瓦

预取设计
2Bit
4Bit

突发长度
2/4/8
4/8

L-BANK数量
最多4个
最多8个

CL值
1.5、2.5、3.5、3
3、4、5

AL值
无
0、1、2、3、4

接口标准
SSTL_2
SSTL_18

系统最高P-BANK数量
8
4

新增特性

COD、ODT、POSTED CAS

DDR II内存技术详解

1、改进针脚设计

虽说DDR-Ⅱ是在DDR的基础之上改进而来的，外观、尺寸上与目前的DDR内存几乎一样，但为了保持较高的数据传输率，适合电气信号的要求， DDR-Ⅱ对针脚进行重新定义，采用了双向数据控制针脚，针脚数也由DDR的184Pin变为240Pin(注：DDR-II针脚数量有200Pin、220Pin、240Pin三种，其中240Pin的DDR-Ⅱ将用于桌面PC系列。)

2、更低的工作电压

由于DDR-II内存使用更为先进的制造工艺（DDRII内存将采用0.09微米的制作工艺，其内存容量可以达到1GB到2GB，而随后DDRII内存将会在制造上进一步提升为更加先进的0.065微米制作工艺，这样DDRII内存的容量可以达到4GB。）和对野态陪芯片核心的内部改进，DDRII内存将把工作电压降到1.8V，这就预示着DDRII内存的功耗和发热量都会在一定程度上得以降低：在533MHz频率下的功耗只有304毫瓦（而DDR在工作电压为2.5V，在266MHZ下功耗为418毫瓦）。不过降低工作电压也来了一个问题：在DDR2初始的200-266MHz的时钟速度上，当模块中组装了32个DRAM芯片时，由于DDR2的核心电压只有1.8V，使得DDR2的边沿斜率比DDR慢。边沿斜率降低的结果是：同一个更高的电压信号相比，电压信号上升时间加长，这加大了制造上的难度。

3、更小的封装

目前DDR内存主要采用TSOP-Ⅱ封装,而在DDRⅡ时代，TSOP-Ⅱ封装将彻底退出内存封装市场，改用更先进的CSP（FBGA）无铅封装技术，它是比TSOP-Ⅱ更为贴近芯片尺寸的封装方法，并且由于在晶圆上就做好了封装布线，在可靠性方面可以达到了更高的水平。DDR II将有两种封装形式，如果数据位宽是4bit/8bit，则采用64-ball的FBGA封装，数据位宽是16bit，则采用84-ball的FBGA封装。

4、更低的延迟时间，

图-1 延迟时间示意图

在DDR2中，整个内存子系统都重新进行了设计，大大降低了延迟时间，延迟时间介于1.8ns到2.2ns之间（由厂商根据工作频率不同而设定），远低于DDR的2.9ns。由于延迟时间的降低，从而使DDR2可以达到更高的频率，最高可以达到1GHz以上的有效频率。而DDR1由于已经接近了其物理极限，其延迟时间无法进一步降低，这也是为什么DDR1的最大运行频率不能再有效提高的原因之一。

5、采用了4bit Prefect架构

图-2 4bit Prefect示意图

DDR-Ⅱ在DDR的基础上之上新增4位数据预取的特性，这也是DDR II的关键技术之一。现在的DRAM内部都采用了4bank的结构，内存颗粒内部单元我们称之为Cell，它是由一组Memory Cell Array构成，也就是内存单元队列。目前内存颗粒的频率分成三种，一种是DRAM核心频率，一种是时钟频率，还有一种是数据传输率。

在SDRAM中，SDRAM也就是同步DRAM，它的数据传输率是和时钟周期同步的，SDRAM的DRAM核心频率和时钟频率以及数据传输率都一样。以PC-133SDRAM为例，它的核心频率/时钟频率/数据传输率分别是133MHz/133MHz/133Mbps。

在DDR I SDRAM中，核心频率和时钟频率是一样的，而数据传输率是时钟频率的两倍，关于这点我们都已经非常的清楚了，DDR也就是Double data rating内存可以在每个时钟周期的上升延和下降延传输数据，也就是一个时钟周期可以传输2bit数据，因此DDR I的数据传输率是时钟频率的两倍。以DDR266 SDRAM为例，它的核心频率/时钟频率/数据传输率分别是133MHz/133MHz/266Mbps。目前JEDEC标准中的DDR I SDRAM的最高标准是DDR400，它的核心频率/时钟频率/数据传输率分别是200MHz/200MHz/400Mbps。颗粒内部的基本组成单元cell的工作频率为200MHz，这个频率再提高会带来稳定性和成本方面的问题。

而在DDR II SDRAM中，核心频率和时钟频率已经不一样了，由于DDR II采用了4bit Prefetch技术。Prefetch可以意译为"数据预取"技术，可以认为是端口数据传输率和内存Cell之间数据读/写之间的倍率，如DDR I为2bit Prefetch，因此DDR I的数据传输率是核心Cell工作频率的两部。DDR II采用了4bit Prefetch架构，也就是它的数据传输率是核心工作频率的四倍。实际上数据先输入到I/O缓冲寄存器，再从I/O寄存器输出。DDR II 400 SDRAM的核心频率/时钟频率/数据传输率分别是100MHz/200MHz/400Mbps。大家要注意的是，DDR II 400 SDRAM的核心频率和DDR I 200是一样的，但是DDR II 400的数据传输率是DDR I 200的两倍。因此，DDR-Ⅱ虽然实现了4-bit预取，但在实际效能上，与DDR是一样的。因此在相同的核心频率下，DDR-Ⅱ达到了两倍于DDR的的带宽的水平有一个前提条件，那就是DDR-Ⅱ的外部时钟频率也是DDR和SDRAM的两倍。

6、OCD功能

图-3 OCD原理图示

OCD的英文全称为Off-Chip Driver，译为离线驱动调校，DDR-Ⅱ加入了可选的OCD功能，OCD的主要用意在于调整I/O接口端的电压，来补偿上拉与下拉电阻值，从而可以提高信号的完整性。DDR II主要通过调整上拉（pull-up）/下拉（pull-down）的电阻值使DQS低电平/DQ高电平时电压相等，如果不满足要求，则通过设定突发长度的地址线来传送上拉/下拉电阻等级，从而减少DQ-DQS的倾斜来提高信号的完整性及控制电压来提高信号品质。不过，由于在一般情况下普能台式机对应用环境稳定程度并不太高，只要存在差分DQS时就基本可以保证同步的准确性，因此OCD功能在普通台式机上并没有什么作用，其优点主要体现在服务器领域。

7、ODT 功能

图-4 ODT原理图示

ODT的英文全称为On Die Terminator，中文意思是片内终结器设计。在进入DDR时代，DDR内存对工作环境提出更高的要求，如果先前发出的信号不能被电路终端完全吸收掉而在电路上形成反射现象，就会对后面信号的影响从而造成运算出错。因此目前支持DDR主板都是通过采用终结电阻来解决这个问题。由于每根数据线至少需要一个终结电阻，这意味着每块DDR主板需要大量的终结电阻，这也无形中增加了主板的生产成本,而且由于不同的内存模组对终结电阻的要求不可能完全一样，也造成了所谓的“内存兼容性问题”。

而在DDR II中加入了ODT功能，即是将终结电阻设于内存芯片内，当在DRAM模组工作时把终结电阻器关掉，而对于不工作的DRAM模组则进行终结操作，起到减少信号反射的作用（注：ODT的功能与禁止由北桥芯片控制，在开机进行EMRS时进行设置，ODT所终结的信号包括DQS、RDQS、DQ等等。），这样可以产生更干净的信号品质，从而产生更高的内存时钟频率速度。而将终结电阻设计在内存芯片之上还可以简化了主板的设计，降低了主板的成本，而且终结电阻器可以和内存颗粒的"特性"相符，从而减少内存与主板的兼容问题的出现。

8、Posted CAS功能

图-5 Posted CAS原理图示

Posted CAS是为了解决DDR内存中指令冲突问题，提高DDR II内存的利用效率而设计的功能。在Posted CAS操作中，它允许CAS信号紧随RAS发送（相对于以往的DDR等于将CAS前置），CAS信号（读写/命令）能够被插到RAS信号后面的一个时钟周期，CAS命令可以在附加延迟（Additive Latency）后面保持有效。但读/写操作并没有因此而提前，仍有要保证有足够的延迟/潜伏期，为此在DDR-Ⅱ中引入“Additive Latency”概念（简称AL，主要用来代替原来的“RAS到CAS和延迟”，意为附加潜伏期。），而CL也不再采用原来的x.5的设计，而采用整数设计（CL最低值为3，最高为5）。与CL一样，AL单位为时钟周期数，AL可以在0，1，2，3，4中进行设置，当AL设为0时，前置CAS无效，内存在传统DDR模式下运行。Posted CAS优点到于可以很容易解决ACT和CAS信号之间产生碰撞的冲突，从而提高了命令、数据总线的效率及实际的内存带宽。

不过Posted CAS也存在一个问题，就是在背靠背式读取数据时，由于要经过AL加CL的潜伏期，所以会增加读取的延迟反而增加了。因此Posted CAS功能的优势只有在那些读写命令非常频繁的运作环境下才能体现，对于一般的应用来说，开启Posted CAS功能反而会降低系统的整体性能。