各種存儲器區別

存儲器（Memory）是計算機系統中的記憶設備，用來存放程序和數據。計算機中所有信息，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，計算機纔有記憶功能，才能保證正常工做。

按用途存儲器可分爲主存儲器（內存）和輔助存儲器（外存），也有分爲外部存儲器和內部存儲器的分類方法。
外存一般是磁性介質或光盤等，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。

構成
構成存儲器的存儲介質，目前主要採用半導體器件和磁性材料。存儲器中最小的存儲單位就是一個雙穩態半導體電路或一個CMOS晶體管或磁性材料的存儲元，它可存儲一個二進制代碼。由若干個存儲元組成一個存儲單元，而後再由許多存儲單元組成一個存儲器。 一個存儲器包含許多存儲單元，每一個存儲單元可存放一個字節（按字節編址）。每一個存儲單元的位置都有一個編號，即地址，通常用十六進制表示。一個存儲器中全部存儲單元可存放數據的總和稱爲它的存儲容量。假設一個存儲器的地址碼由20位二進制數（即5位十六進制數）組成，則可表示2的20次方，即1M個存儲單元地址。每一個存儲單元存放一個字節，則該存儲器的存儲容量爲1MB。

分類按存儲介質分
半導體存儲器：用半導體器件組成的存儲器。
磁表面存儲器：用磁性材料作成的存儲器。

按存儲方式分        隨機存儲器：任何存儲單元的內容都能被隨機存取，且存取時間和存儲單元的物理位置無關。
        順序存儲器：只能按某種順序來存取，存取時間和存儲單元的物理位置有關。

按存儲器的讀寫功能分        只讀存儲器(ROM)：存儲的內容是固定不變的，只能讀出而不能寫入的半導體存儲器。
        隨機讀寫存儲器(RAM)：既能讀出又能寫入的半導體存儲器。

按信息的可保存性分非永久記憶的存儲器：斷電後信息即消失的存儲器。
永久記憶性存儲器：  斷電後仍能保存信息的存儲器。

按存儲器用途分        根據存儲器在計算機系統中所起的做用，可分爲主存儲器、輔助存儲器、高速緩衝存儲器、控制存儲器等。
        爲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，目前一般採用多級存儲器體系結構，即便用高速緩衝存儲器、主存儲器和外存儲器。
名稱        用途        特色
高速緩衝存儲器        Cache        高速存取指令和數據 存取速度快，但存儲容量小
主存儲器        內存        存放計算機運行期間的大量程序和數據 存取速度較快，存儲容量不大
外存儲器        外存        存放系統程序和大型數據文件及數據庫 存儲容量大，位成本低

功能 
存儲器                                          功能          尋址方式         掉電後             說 明 
隨機存取存儲器（RAM）         讀、寫         隨機尋址         數據丟失         
只讀存儲器（ROM）         讀         隨機尋址         數據不丟失         工做前寫入數據 
閃存（Flash Memory）         讀、寫         隨機尋址         數據不丟失         
先進先出存儲器（FIFO）         讀、寫         順序尋址         數據丟失         
先進後出存儲器（FILO）         讀、寫         順序尋址         數據丟失         


各種存儲器
RAM  
RAM(random access memory，隨機存取存儲器）。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，故主要用於存儲短期使用的程序。 按照存儲信息的不一樣，隨機存儲器又分爲靜態隨機存儲器（Static RAM，SRAM)和動態隨機存儲器（Dynamic RAM，DRAM)。

SRAMS
RAM（Static RAM，靜態隨機存儲器），不須要刷新電路，數據不會丟失，並且，通常不是行列地址複用的。可是他集成度比較低，不適合作容量大的內存，通常是用在處理器的緩存裏面。像S3C2440的ARM9處理器裏面就有4K的SRAM用來作CPU啓動時用的。
SRAM實際上是一種很是重要的存儲器，它的用途普遍。SRAM的速度很是快，在快速讀取和刷新時可以保持數據完整性。SRAM內部採用的是雙穩態電路的形式來存儲數據。因此SRAM的電路結構很是複雜。製造相同容量的SRAM比DRAM的成本高的多。正由於如此，才使其發展受到了限制。所以目前SRAM基本上只用於CPU內部的一級緩存以及內置的二級緩存。僅有少許的網絡服務器以及路由器上可以使用SRAM。

DRAM
Dynamic RAM，動態隨機存取存儲器，每隔一段時間就要刷新一次數據，才能保存數據。並且是行列地址複用的，許多都有頁模式。SDRAM是其中的一種。

SDRAM
SDRAM（Synchronous DRAM，同步動態隨機存儲器），即數據的讀寫須要時鐘來同步。其存儲單元不是按線性排列的，是分頁的。
DRAM和SDRAM因爲實現工藝問題，容量較SRAM大。可是讀寫速度不如SRAM。
通常的嵌入式產品裏面的內存都是用的SDRAM。電腦的內存也是用的這種RAM，叫DDR SDRAM，其集成度很是高，由於是動態的，因此必須有刷新電路，每隔一段時間必須得刷新數據。

ROM
Read-Only Memory，只讀存儲器的總稱。
在微機的發展初期，BIOS都存放在ROM（Read Only Memory，只讀存儲器）中。ROM內部的資料是在ROM的製造工序中，在工廠裏用特殊的方法被燒錄進去的，其中的內容只能讀不能改，一旦燒錄進去，用戶只能驗證寫入的資料是否正確，不能再做任何修改。若是發現資料有任何錯誤，則只有捨棄不用， 從新訂作一份。ROM是在生產線上生產的，因爲成本高，通常只用在大批量應用的場合。

PROM
可編程只讀存儲器，只能寫一次，寫錯了就得報廢，如今用得不多了，好像那些成本比較低的OPT單片機裏面用的就是這種存儲器吧。

EPROM　 
EPROM（Erasable Programmable ROM，可擦除可編程ROM）芯片可重複擦除和寫入，解決了PROM芯片只能寫入一次的弊端。
EPROM芯片有一個很明顯的特徵，在其正面的陶瓷封裝上，開有一個玻璃窗口，透過該窗口，能夠看到其內部的集成電路，紫外線透過該孔照射內部芯片就能夠擦除其內的數據，完成芯片擦除的操做要用到EPROM擦除器。
EPROM內資料的寫入要用專用的編程器，而且往芯片中寫內容時必需要加必定的編程電壓（VPP=12—24V，隨不一樣的芯片型號而定）。EPROM的型號是以27開頭的，如27C020(8*256K)是一片2M Bits容量的EPROM芯片。EPROM芯片在寫入資料後，還要以不透光的貼紙或膠布把窗口封住，以避免受到周圍的紫外線照射而使資料受損。 EPROM芯片在空白狀態時（用紫外光線擦除後），內部的每個存儲單元的數據都爲1（高電平）。

EEPROMEEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM，電可擦可編程只讀存儲器)，一種掉電後數據不丟失的存儲芯片。EEPROM是可用戶更改的只讀存儲器，其可經過高於普通電壓的做用來擦除和重編程（重寫），便可以在電腦上或專用設備上擦除已有信息並從新編程。不像EPROM芯片，EEPROM不需從計算機中取出便可修改，是如今用得比較多的存儲器，好比24CXX系列的EEPROM。
在一個EEPROM中，當計算機在使用的時候是可頻繁地重編程的，EEPROM的壽命是一個很重要的設計考慮參數。
EEPROM的一種特殊形式是閃存，其應用一般是我的電腦中的電壓來擦寫和重編程。 
EEPROM通常用於即插即用（Plug & Play），經常使用在接口卡中，用來存放硬件設置數據，也經常使用在防止軟件非法拷貝的"硬件鎖"上面。

閃存（Flash）        
閃存(FLASH)是一種非易失性存儲器，即斷電數據也不會丟失。由於閃存不像RAM（隨機存取存儲器）同樣以字節爲單位改寫數據，所以不能取代RAM。 　　
閃存卡（Flash Card）是利用閃存（Flash Memory）技術達到存儲電子信息的存儲器，通常應用在數碼相機，掌上電腦，MP3等小型數碼產品中做爲存儲介質，因此樣子小巧，有如一張卡片，因此稱之爲閃存卡。根據不一樣的生產廠商和不一樣的應用，閃存卡大概有U盤、SmartMedia（SM卡）、Compact Flash（CF卡）、MultiMediaCard（MMC卡）、Secure Digital（SD卡）、Memory Stick（記憶棒）、XD-Picture Card（XD卡）和微硬盤（MICRODRIVE）。這些閃存卡雖然外觀、規格不一樣，可是技術原理都是相同的。

        NAND FLASH和NOR FLASH都是如今用得比較多的非易失性閃存。
設計實現        
採用的並行接口，有獨立的地址線和數據線，性能特色更像內存，是芯片內執行(XIP， eXecute In Place)，這樣應用程序能夠直接在flash閃存內運行，沒必要再把代碼讀到系統RAM中。
        NAND採用的是串行的接口，地址線和數據線是共用的I/O線，相似電腦硬盤。CPU從裏面讀取數據的速度很慢，因此通常用NAND作閃存的話就必須把NAND裏面的數據先讀到內存裏面，而後CPU纔可以執行。可是它的集成度很高，成本很低。還有就是它的擦除速度也的NOR要快。其實NAND型閃存在設計之初確實考慮了與硬盤的兼容性，小數據塊操做速度很慢，而大數據塊速度就很快，這種差別遠比其餘存儲介質大的多。這種性能特色很是值得咱們留意

性能對比　　flash閃存是非易失存儲器，能夠對稱爲塊的存儲器單元塊進行擦寫和再編程。任何flash器件的寫入操做只能在空或已擦除的單元內進行，因此大多數狀況下，在進行寫入操做以前必須先執行擦除。NAND器件執行擦除操做是十分簡單的，而NOR則要求在進行擦除前先要將目標塊內全部的位都寫爲0。
　　因爲擦除NOR器件時是以64～128KB的塊進行的，執行一個寫入/擦除操做的時間爲5s，與此相反，擦除NAND器件是以8～32KB的塊進行的，執行相同的操做最多隻須要4ms。
　　執行擦除時塊尺寸的不一樣進一步拉大了NOR和NADN之間的性能差距，統計代表，對於給定的一套寫入操做(尤爲是更新小文件時更多的擦除操做必須在基於NOR的單元中進行。這樣，當選擇存儲解決方案時，設計師必須權衡如下的各項因素。
　　● NOR的讀速度比NAND稍快一些。
　　● NAND的寫入速度比NOR快不少。
　　● NAND的4ms擦除速度遠比NOR的5s快。
　　● 大多數寫入操做須要先進行擦除操做。
　　● NAND的擦除單元更小，相應的擦除電路更少。

接口差異　　NOR flash帶有SRAM接口，有足夠的地址引腳來尋址，能夠很容易地存取其內部的每個字節。
　　NAND器件使用複雜的I/O口來串行地存取數據，各個產品或廠商的方法可能各不相同。8個引腳用來傳送控制、地址和數據信息。
　　NAND讀和寫操做採用512字節的塊，這一點有點像硬盤管理此類操做，很天然地，基於NAND的存儲器就能夠取代硬盤或其餘塊設備。

容量和成本　
　NAND flash的單元尺寸幾乎是NOR器件的一半，因爲生產過程更爲簡單，NAND結構能夠在給定的模具尺寸內提供更高的容量，也就相應地下降了價格。
　　NOR flash佔據了容量爲1～16MB閃存市場的大部分，而NAND flash只是用在8～128MB的產品當中，這也說明NOR主要應用在代碼存儲介質中，NAND適合於數據存儲，NAND在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和MMC存儲卡市場上所佔份額最大。

可靠性和耐用性　
　採用flahs介質時一個須要重點考慮的問題是可靠性。對於須要擴展MTBF的系統來講，Flash是很是合適的存儲方案。能夠從壽命(耐用性)、位交換和壞塊處理三個方面來比較NOR和NAND的可靠性。
壽命(耐用性)
　　在NAND閃存中每一個塊的最大擦寫次數是一百萬次，而NOR的擦寫次數是十萬次。NAND存儲器除了具備10比1的塊擦除週期優點，典型的NAND塊尺寸要比NOR器件小8倍，每一個NAND存儲器塊在給定的時間內的刪除次數要少一些。

位交換　　
全部flash器件都受位交換現象的困擾。在某些狀況下(不多見，NAND發生的次數要比NOR多)，一個比特位會發生反轉或被報告反轉了。
　　一位的變化可能不很明顯，可是若是發生在一個關鍵文件上，這個小小的故障可能致使系統停機。若是隻是報告有問題，多讀幾回就可能解決了。
　　固然，若是這個位真的改變了，就必須採用錯誤探測/錯誤更正(EDC/ECC)算法。位反轉的問題更多見於NAND閃存，NAND的供應商建議使用NAND閃存的時候，同時使用EDC/ECC算法。
        這個問題對於用NAND存儲多媒體信息時倒不是致命的。固然，若是用本地存儲設備來存儲操做系統、配置文件或其餘敏感信息時，必須使用EDC/ECC系統以確保可靠性。

壞塊處理　
　NAND器件中的壞塊是隨機分佈的。之前也曾有過消除壞塊的努力，但發現成品率過低，代價過高，根本不划算。
　　NAND器件須要對介質進行初始化掃描以發現壞塊，並將壞塊標記爲不可用。在已製成的器件中，若是經過可靠的方法不能進行這項處理，將致使高故障率。 

易於使用　
　能夠很是直接地使用基於NOR的閃存，能夠像其餘存儲器那樣鏈接，並能夠在上面直接運行代碼。
　　因爲須要I/O接口，NAND要複雜得多。各類NAND器件的存取方法因廠家而異。
　　在使用NAND器件時，必須先寫入驅動程序，才能繼續執行其餘操做。向NAND器件寫入信息須要至關的技巧，由於設計師毫不能向壞塊寫入，這就意味着在NAND器件上自始至終都必須進行虛擬映射。

軟件支持　
　當討論軟件支持的時候，應該區別基本的讀/寫/擦操做和高一級的用於磁盤仿真和閃存管理算法的軟件，包括性能優化。
　　在NOR器件上運行代碼不須要任何的軟件支持，在NAND器件上進行一樣操做時，一般須要驅動程序，也就是內存技術驅動程序(MTD)，NAND和NOR器件在進行寫入和擦除操做時都須要MTD。
　　使用NOR器件時所須要的MTD要相對少一些，許多廠商都提供用於NOR器件的更高級軟件，這其中包括M-System的TrueFFS驅動，該驅動被Wind River System、Microsoft、QNX Software System、Symbian和Intel等廠商所採用。
　　驅動還用於對DiskOnChip產品進行仿真和NAND閃存的管理，包括糾錯、壞塊處理和損耗平衡。

應用環境        
NOR型閃存如今的容量通常在2M左右，比較適合頻繁隨機讀寫的場合，一般用於存儲程序代碼並直接在閃存內運行，手機就是使用NOR型閃存的大戶，因此手機的「內存」容量一般不大。另外用在代碼量小的嵌入式產品方面，能夠把LINUX操做系統剪裁到2M之內在其上面直接運行。
        NAND型閃存主要用來存儲資料，我們經常使用的閃存產品，如閃存盤、數碼存儲卡、U盤、MP3等。另外用在那些要跑大型的操做系統的嵌入式產品上面，好比LINUX啊，WINCE啊。固然也能夠把LINUX操做系統剪裁到2M之內在NOR Flash上運行。可是不少時候，一個嵌入式產品裏面，操做系統佔的存儲空間只是一小部分，大部分都是給用戶跑應用程序的。就像電腦，硬盤都是幾百G，但是WINDOWNS操做系統所佔的空間也不過幾G而已。


總結：
簡單地說，在計算機中，RAM 、ROM都是數據存儲器。RAM 是隨機存取存儲器，它的特色是易揮發性，即掉電失憶。ROM 一般指固化存儲器(一次寫入，反覆讀取)，它的特色與RAM 相反。
ROM又分一次性固化（PROM）、光擦除（EPROM）和電擦除（EEPROM）重寫幾種類型。舉個例子來講也就是，若是忽然停電或者沒有保存就關閉了文件，那麼ROM能夠隨機保存以前沒有儲存的文件可是RAM會使以前沒有保存的文件消失。
RAM又分爲靜態隨機存儲器（SRAM)和動態隨機存儲器（DRAM)。


問與答
問題1：什麼是DRAM、SRAM、SDRAM？答：名詞解釋以下DRAM--------動態隨即存取器，須要不斷的刷新，才能保存數據，並且是行列地址複用的，許多都有頁模式SRAM--------靜態的隨機存儲器，加電狀況下，不須要刷新，數據不會丟失，並且通常不是行列地址複用的SDRAM-------同步的DRAM，即數據的讀寫須要時鐘來同步
問題2：爲何DRAM要刷新，SRAM則不須要？答：這是由RAM的設計類型決定的，DRAM用了一個T和一個RC電路，致使電容會漏電和緩慢放電，因此須要常常刷新來保存數據
問題3：咱們一般所說的內存用的是什麼呢？這三個產品跟咱們實際使用有什麼關係？答：內存（即隨機存貯器RAM）可分爲靜態隨機存儲器SRAM，和動態隨機存儲器DRAM兩種。咱們常常說的「內存」是指DRAM。而SRAM你們卻接觸的不多。
問題4：爲何使用DRAM比較多、而使用SRAM卻不多？答：1）由於製造相同容量的SRAM比DRAM的成本高的多，正由於如此，才使其發展受到了限制。所以目前SRAM基本上只用於CPU內部的一級緩存以及內置的二級緩存。僅有少許的網絡服務器以及路由器上可以使用SRAM。2）存儲單元結構不一樣致使了容量的不一樣：一個DRAM存儲單元大約須要一個晶體管和一個電容（不包括行讀出放大器等），而一個SRAM存儲單元大約須要六個晶體管。DRAM和SDRAM因爲實現工藝問題，容量較SRAM大，可是讀寫速度不如SRAM。
問題5：用得最多的DRAM有什麼特色呢？它的工藝是什麼狀況？（一般所說的內存就是DRAM）答：1）DRAM須要進行週期性的刷新操做，咱們不該將SRAM與只讀存儲器（ROM）和Flash Memory相混淆，由於SRAM是一種易失性存儲器，它只有在電源保持連續供應的狀況下才可以保持數據。「隨機訪問」是指存儲器的內容能夠以任何順序訪問，而無論前一次訪問的是哪個位置。2）DRAM和SDRAM因爲實現工藝問題，容量較SRAM大。可是讀寫速度不如SRAM，可是如今，SDRAM的速度也已經很快了，時鐘好像已經有150兆的了。那麼就是讀寫週期小於10ns了。3）SDRAM雖然工做頻率高，可是實際吞吐率要打折扣。以PC133爲例，它的時鐘週期是7.5ns，當CAS latency=2 時，它須要12個週期完成8個突發讀操做，10個週期完成8個突發寫操做。不過，若是以交替方式訪問Bank，SDRAM能夠在每一個週期完成一個讀寫操做（固然除去刷新操做）。4）其實如今的主流高速存儲器是SSRAM（同步SRAM）和SDRAM（同步DRAM）。目前能夠方便買到的SSRAM最大容量是8Mb/片，最大工做速度是166MHz；能夠方便買到的SDRAM最大容量是128Mb/片，最大工做速度是133MHz。
問題6：用得比較少但速度很快，一般用於服務器cache的SRAM有什麼特色呢？答：1）SRAM是靜態的，DRAM或SDRAM是動態的，靜態的是用的雙穩態觸發器來保存信息，而動態的是用電子，要不時的刷新來保持。SRAM是Static Random Access Memory的縮寫，中文含義爲靜態隨機訪問存儲器，它是一種類型的半導體存儲器。「靜態」是指只要不掉電，存儲在SRAM中的數據就不會丟失。2）SRAM實際上是一種很是重要的存儲器，它的用途普遍。SRAM的速度很是快，在快速讀取和刷新時可以保持數據完整性。SRAM內部採用的是雙穩態電路的形式來存儲數據。因此SRAM的電路結構很是複雜。3）從晶體管的類型分，SRAM能夠分爲雙極性與CMOS兩種。從功能上分，SRAM能夠分爲異步SRAM和同步SRAM（SSRAM）。異步SRAM的訪問獨立於時鐘，數據輸入和輸出都由地址的變化控制。同步SRAM的全部訪問都在時鐘的上升/降低沿啓動。地址、數據輸入和其它控制信號均於時鍾信號相關。最後要說明的一點： SRAM不該該與SDRAM相混淆，SDRAM表明的是同步DRAM（Synchronous DRAM），這與SRAM是徹底不一樣的。SRAM也不該該與PSRAM相混淆，PSRAM是一種假裝成SRAM的DRAM。