静态存储和动态存储的区别

核心提示半导体存储器顾名思义就是半导体集成电路工艺制成的存储数据信息的固态电子器件,简称半导体存储器。它由大量相同的存储单元和输入、输出电路等构成,按其制造工艺可分为双极晶体管存储器和MOS晶体管存储器;按保存数据的机理分为静态存储器和动态存储器。

顾名思义,半导体存储器是用半导体集成电路技术制成的存储数据和信息的固态电子器件,简称半导体存储器。它由大量相同的存储单元、输入和输出电路等组成。按其制造工艺可分为双极晶体管存储器和MOS晶体管存储器。根据数据存储的机制,可以分为静态存储和动态存储。

目前广泛使用的半导体随机存取存储器是MOS半导体存储器,半导体存储芯片按其读写功能可分为只读存储器和随机存取存储器。RAM可以读写,断电会丢失信息;ROM的内容只能读,不能写,信息可以永久保存,不会因断电而丢失。

随机存取存储器

1.静态存储装置

双稳态触发器是用来保存信息的,只要不关电源,信息就不会丢失。静态存储器集成度低、成本高、功耗大,通常用作高速缓存的存储体。

2.动态存储器

MOS电容用于存储电荷以保存信息,电容需要不断充电以保存信息。动态存储器具有电路简单、集成度高、成本低、功耗低等优点,但需要反复刷新,工作速度较慢,适合作为主存储器的主要部分。

刷新操作,为了防止存储的信息电荷泄露和丢失信息,网格不断被外界按照一定的规则充电,以补足网格的信息电荷。

DRAM工作时必须有刷新控制电路,所以操作复杂。这种内存被称为动态内存,因为它需要不断刷新。动态MOS存储器主要通过“读出”来刷新。通过依次读出存储器的每一行,可以刷新整个DRAM。

DRAM的刷新需要硬件电路的支持,硬件电路可以集成在一个半导体芯片上,形成DRAM控制器。借助DRAM控制器,DRAM可以作为SRAM使用,给系统设计带来了极大的方便。

3.增强型DRAM

EDRAM芯片是通过在DRAM芯片上集成高速小容量SRAM芯片而形成的。这种小容量SRAM芯片充当高速缓存,从而显著提高DRAM芯片的性能。

当CPU从主存DRAM中读取数据时,包含该数据的整个数据块将被写入缓存SRAM,下一次读取连续地址数据时,CPU可以直接从该SRAM中访问,而不是从较慢的DRAM中读取,从而加快了CPU的访问速度。将几个EDRAM芯片组成的存储模块做成一个小电路插板,就是目前常用的记忆棒。

只读存储器

只读存储器ROM是一种存储固定信息的存储器。它的特点是只能在正常工作条件下读取数据,不能立即修改或重写数据。

只读存储器电路结构简单,断电后存储的数据不会丢失。它特别适用于存储永久的和不可改变的程序代码或数据。电脑中的自检程序固化在ROM中,ROM最大的优点是不挥发。

有两种类型的ROM:不可重写ROM和可重写ROM。

不可重写只读存储器

1.掩蔽型只读存储器

掩模只读存储器,也称为固定只读存储器。ROM在制造时,厂商采用掩膜技术将信息写入存储器,用户在使用时无法更改,适合大批量生产。

掩模ROM可分为二极管ROM、双极晶体管ROM和MOS晶体管ROM。

2.程控只读存储器

用户可一次写入的可编程只读存储器(ROM)是在MROM的基础上发展起来的。

PROM的缺点是用户只能写一次数据,一旦写了就无法更改。

可重写只读存储器

这种ROM是用户自己写的,需要改的时候可以修改。使用起来很方便。有三种类型的可擦写只读存储器:紫外线可擦写只读存储器,电可擦写只读存储器和闪存只读存储器。

1.擦除可编程只读存储器

EPROM的特点是它的内容可以被特殊设备擦除和重写。EPROM出厂时,其存储内容都是“1”,用户可以根据需要重写为“0”。当需要更新存储内容时,可以擦除原始存储内容,以便可以写入新内容。

一般情况下,EPROM将芯片置于紫外光下约15~20分钟擦除其内容,然后用特殊设备重写信息。一旦写出来,就相对固定了。在闪存广泛使用之前,软件开发中经常使用EPROM。

2.电可擦除可编程只读存储器

用紫外线擦除EPROM既复杂又缓慢。EEPROM可以用电的方法擦除芯片中的存储内容,擦除时间快,甚至可以在线状态下操作。EEPROM可以使用字擦除或块擦除。可以通过字擦除来擦除一个存储单元,并且可以通过块擦除来擦除数据块中的所有存储单元。

3.闪存

闪存ROM,一种块擦除存储器,出现在20世纪80年代中期。它是一种高密度、非易失性的读写半导体存储器,突破了传统的存储系统,改善了现有存储器的特性。

Flash ROM中的内容或数据不需要像RAM那样需要电源支持才能保存,但像RAM一样是可重写的。在一定的低电压下,其内部信息可以被读写,类似于ROM,而在较高的电压下,其内部信息可以被更改和删除,类似于RAM。

目前主流的存储器大多是RAM,按照原理可以分为两种——易失性和非易失性。区别在于断电后是否保存数据。易失性存储器包括SRAM、DRAM、SDRAM、DDR等。它的主要用途分别是缓存和内存芯片。非易失性存储器主要包括硬盘、闪存和光盘,在我们常见的存储设备如u盘、SD卡、SSD中都有使用。

 
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