RAM的分類

RAM的結構

RAM存儲容量的擴展

RAM的特色

RAM存儲單元

RAM的結構

RAM主要有存儲矩陣、地址譯碼器和讀/寫控制電路（I/O控制電路）三部分組成。

1.存儲矩陣（數據線）

　　上圖中點畫線框內的美國小方塊都表明一個存儲單元，能夠存儲1位二值代碼，存儲單元能夠是靜態的（觸發器），也能夠是動態的（動態MOS存儲單元）。這些存儲單元通常都按陣列形式排列，造成存儲矩陣，其目的是使地址譯碼更簡單。

2.地址譯碼器（地址線）

　　分行地址譯碼器和列地址譯碼器兩部分。

3.片選與I/O控制電路（控制線）

RAM存儲容量的擴展

當一片RAM集成塊不能知足存儲容量的要求時，能夠用若干片RAM鏈接成一個存儲容量更大的知足要求的RAM，擴大存儲容量的方法，一般有位擴展和字擴展兩種。

　　1．位擴展

　　存儲器芯片的字長多數爲1位、4位、8位等。當實際的存儲系統的字長超過存儲器芯片的字長時，須要進行位擴展。

　　位擴展方法：芯片的並聯(地址線、控制線共用，數據線合併)

　　例如：下圖爲用兩片8K×8位的芯片實現的8K×16位的存儲器

2．字擴展

　　方法：地址線、數據線和讀寫控制線鏈接在一塊兒，而外加譯碼器控制各個芯片的片選端(/CS)。下圖是四片8K×8 位RAMà32K×8 位。

圖中，譯碼器的輸入是高位地址A1四、A13，譯碼器的輸出鏈接各片RAM的片選信號。若A14A13=01，則RAM(2)片的/CS=0，其他各片RAM的/CS均爲1，故選中第二片。讀出的內容則由低位地址A12～A0決定。顯然，四片RAM輪流工做，任什麼時候候，只有一片RAM處於工做狀態，整個系統字數擴大了四倍，而字長仍爲八位。

RAM的特色

一、隨機存取

　　所謂「隨機存取」，指的是當存儲器中的消息被讀取或寫入時，所須要的時間與這段信息所在的位置無關。相對的，讀取或寫入順序訪問（Sequential Access）存儲設備中的信息時，其所須要的時間與位置就會有關係（如磁帶）。

　　二、易失性

　　當電源關閉時RAM不能保留數據。若是須要保存數據，就必須把它們寫入一個長期的存儲設備中（例如硬盤）。RAM和ROM相比，二者的最大區別是RAM在斷電之後保存在上面的數據會自動消失，而ROM不會。

　　三、高訪問速度

現代的隨機存取存儲器幾乎是全部訪問設備中寫入和讀取速度最快的，取存延遲也和其餘涉及機械運做的存儲設備相比，也顯得微不足道。

　　四、須要刷新

　　現代的隨機存取存儲器依賴電容器存儲數據。電容器充滿電後表明1(二進制)，未充電的表明0。因爲電容器或多或少有漏電的情形，若不做特別處理，數據會漸漸隨時間流失。刷新是指按期讀取電容器的狀態，而後按照原來的狀態從新爲電容器充電，彌補流失了的電荷。須要刷新正好解釋了隨機存取存儲器的易失性。

　　五、對靜電敏感

　　正如其餘精細的集成電路，隨機存取存儲器對環境的靜電荷很是敏感。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。

RAM存儲單元

1．靜態存儲單元（SRAM）

●存儲原理：由觸發器存儲數據

●單元結構：六管NMOS或CMOS構成

●優勢：速度快、使用簡單、不需刷新、靜態功耗極低；經常使用做Cache

●缺點：元件數多、集成度低、功耗大

●經常使用的SRAM集成芯片：6116(2K×8位)，6264(8K×8位)，62256(32K×8位)，2114(1K×4位)

2．動態存儲單元（DRAM）

●存貯原理：利用MOS管柵極電容能夠存儲電荷的原理，需刷新（早期：三管基本單元；如今：單管基本單元）

●刷新(再生)：爲及時補充漏掉的電荷以免存儲的信息丟失，必須定時給柵極電容補充電荷的操做

●刷新時間：按期進行刷新操做的時間。該時間必須小於柵極電容天然保持信息的時間（小於2ms）。

●優勢： 集成度遠高於SRAM、功耗低，價格也低

●缺點：因需刷新而使外圍電路複雜；刷新也使存取速度較SRAM慢，因此在計算機中，DRAM經常使用於做主存儲器。

儘管如此，因爲DRAM存儲單元的結構簡單，所用元件少，集成度高，功耗低，因此目前已成爲大容量RAM的主流產品。