主存储器的基本组成

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主存储器的基本组成

基本的半导体元件及原理

image.png 存储元: image.png 注意:MOS管可理解为一种电控开关,输入电压达到某个阈值 image.png

存储器芯片的基本原理

image.png image.png image.png 寻址 image.png

SRAM和DRAM

Static Random Access Memory,即静态RAM Dynamic Random Access Memory,即动态RAM SRAM用于Cache、DRAM用于主存

DRAM芯片:使用栅极电容存储信息 SRAM芯片:使用双稳态触发器存储信息 栅极电容 image.png 电容放带你信息被破坏,是破坏性读出。读出后应有重写操作,也称“再生” 读写速度更慢 每个存储元制造成本更低,集成度高,功耗低 双稳态触发器 image.png 双稳态 1:A高B低 0:A低B高 读出数据,触发器状态保持稳定,是非破坏性读出,无需重写 读写速度更快 每个存储元制造成本更高,集成度低,功耗大 image.png

DRAM的刷新

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DRAM的地址线复用技术

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只读存储器ROM

RAM芯片--易失性,断电后数据消失 ROM芯片--非易失性,断电后数据不会丢失 MROM(Mask Read-Only Memory)--掩模式只读存储器 厂家按照客户需求,在芯片生产过程中直接写入信息,之后任何人不可重写(只能读出) 可靠性高、灵活性差、生产周期长、只适合批量定制 PROM(Programmable Read-Only Memory)--可编程只读存储器 用户可用专门的PROM写入器写入信息,写一次之后就不可更改 EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory)--可擦除可编程只读存储器 允许用户写入信息,之后用某种方法擦除数据,可进行多次重写 UVEPROM(ultraviolet rays)--用紫外线照射8~20分钟,擦除所有信息 EEPROM--可用“电擦除”的方式,擦除特定的字 Flash Memory--闪速存储器(U盘、SD卡就是闪存) 在EEPROM基础上发展而来,断电后也能保存信息,且可进行多次快速擦除重写 注意:由于闪存需要先擦除在写入,因此闪存的“写”速度要比“读”速度更慢 SSD(Solid State Drives)--固态硬盘 由控制单元+存储单元(Flash芯片)构成,与闪速存储器的核心区别在于控制单元不一样,但存储介质都类似,可进行多次快速擦除重写。SSD深度快、功耗低、价格高。目前个人电脑上常用SSD取代传统的机械硬盘

计算机内的重要ROM

BIOS芯片 image.png 逻辑上,主存由RAM+ROM组成且二者常统一编址