目录

1 半导体存储器

2 只读存储器（ROM）

3 随机存取存储器（RAM）

3.1 静态存取存储器（SRAM）

3.2 动态存取存储器（DRAM）

---

1 半导体存储器

存储器（Memory） 是计算机系统中用于存储程序、数据和中间结果的硬件设备，是计算机五大核心部件。而半导体存储器（Semiconductor Memory）是利用半导体集成电路技术制造的存储设备，用于计算机系统临时或永久存储二进制数据（0和1）。它是现代数字系统的核心存储组件，具有速度快、体积小、功耗低、可靠性高的特点。

半导体存储按照功能分类可以得到如下所示：

• RAM（随机存取存储器）：在运行状态可以进行读或写操作，存储的数据必须有电源供应才能保存，一旦掉电数据全部丢生。
• ROM（只读存储器）：在正常状况下只能读出信息，断电之后信息不会丢失，常用于存放固定信息，例如常数等。
• Flash（闪存存储器）：一种非易失性半导体存储器，结合了ROM的持久性和RAM的灵活性。

示意图如下所示：

2 只读存储器（ROM）

ROM是一种永久性的数据存储器，其中数据一般是专用的装置写入，例如对于PROM使用专业编辑器进入写入、EPROM使用专业擦除器和编辑器写入。对于老式ROM不能随意改写，并且在切断电源之后，数据也不会消失。

如下所示为ROM的组成结构：

在只读存储器中，行存储器和列存储器共同作用来选择特定的单元。例如，对于一个256个存储单元排成的16×16的矩阵，行译码器首先从16行中选出要读的一行，列译码器再从选出的一行存储单元中选择要读出的一列的一个存储单元。

3 随机存取存储器（RAM）

随机存取存储器（RAM，全称为Random Access Memory）是计算机中用于临时存储数据和程序的易失性存储器。它的核心是支持快速随机读写，CPU可以直接访问任意存储单元，而不需要像硬盘那样顺序查找。

对于RAM来说，可以分为SRAM（静态存取存储器）和DRAM（动态态存取存储器）。SRAM的存储原理是基于双稳态触发器（6个晶体管存储1bit），而DRAM的存储原理是基于电容（1个晶体管+1个电容存储1bit）。

RAM是按照字节或字的方式寻址。RAM可以访问任意地址的数据，且访问时间于存储地址无关，RAM进行访问地址时，通常用地址总线选择存储单元。

3.1 静态存取存储器（SRAM）

静态存取存储器（SRAM，全称Static Random-Access Memory）是一种不需要定期刷新的半导体存储器，它利用双稳态触发器来存储数据，只要保持供电，数据就会一直保持稳定。

SRAM只要保持通电，其内部的存储的数据可以保持不变，而不需要进行周期性的刷新，目前SRAM内部的存储单元（存储一个二进制“1”或“0”所需要的单元），一般采用的是金属——氧化物半导体存储器MOSEFT。

SRAM进行只读操作时不会破坏原有的数据，并且只要不断电，信息就一直保存不需要刷新。

相对于DRAM来说，SRAM使用的晶体管数量多，占用的晶园面积大，成本较高，因此不适用于更高内存密度且低成本的应用。SRAM的速度较快，常应用于微处理器的Cache。

3.2 动态存取存储器（DRAM）

（1）基本原理

动态存取存储器（DRAM，全称为Dynamic Random Access Memory）是将存储信息以电荷形式存在电容之中，一般定义电容充电至高电平时存储二进制的“1”，放电至低电平时存储二进制的“0”。

（2）动态存储的刷新

MOS管断开之后，电容存在泄露通路，电容上的电荷通过泄露电路放电，使存储信息丢失。DRAM的刷新方式包括三种，分别是：集中刷新、分散刷新和异步刷新。这三种刷新方式各自的特点为：

• 集中刷新：在固定的时间间隔内，集中暂停所有读写操作，一次性刷新所有行，常见是在刷新周期的末尾集中进行刷新。
• 分散刷新：将刷新操作均匀分散到每个刷新周期中，每次刷新一行。
• 异步刷新： 动态调整刷新时机，仅在内存空闲时触发刷新操作，这个刷新通常是由内存控制器来控制的。