本文轉(zhuǎn)自xiaoyangger的專欄，地址為：http://blog.csdn.net/xiaoyangger/article/details/7683646

SRAM和DRAM的區(qū)別和聯(lián)系：
(電腦中的內(nèi)存屬于DRAM，CPU中的二級(jí)緩存屬于SRAM)

存儲(chǔ)原理

　　RAM（Random Access Memory ）隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，主要的作用就是存儲(chǔ)代碼和數(shù)據(jù)供CPU 在需要的時(shí)候調(diào)用。
　　但是這些數(shù)據(jù)并不是像用袋子盛米那么簡(jiǎn)單，更像是圖書館中用有格子的書架存放書籍一樣，不但要放進(jìn)去還要能夠在需要的時(shí)候準(zhǔn)確的調(diào)用出來(lái)，雖然都是書但是每本書是不同的。
　　對(duì)于RAM 等存儲(chǔ)器來(lái)說(shuō)也是一樣的，雖然存儲(chǔ)的都是代表0 和1 的代碼，但是不同的組合就是不同的數(shù)據(jù)。

　　讓我們重新回到書和書架上來(lái)，如果有一個(gè)書架上有10 行和10 列格子（每行和每列都有0-9 的編號(hào)），有100 本書要存放在里面，那么我們使用＋個(gè)行的編號(hào)＋個(gè)列的編號(hào)就能確定某一本書的位置。如果已知這本書的編號(hào)87，那么我們首先鎖定第8 行，然后找到第7 列就能準(zhǔn)確的找到這本書了。
　　在RAM 存儲(chǔ)器中也是利用了相似的原理。

　　現(xiàn)在讓我們回到RAM 存儲(chǔ)器上，對(duì)于RAM 存儲(chǔ)器而言，數(shù)據(jù)總線是用來(lái)傳入數(shù)據(jù)或者傳出數(shù)據(jù)的。因?yàn)榇鎯?chǔ)器中的存儲(chǔ)空間是如果前面提到的存放圖書的書架一樣通過(guò)一定的規(guī)則定義的，所以我們可以通過(guò)這個(gè)規(guī)則來(lái)把數(shù)據(jù)存放到存儲(chǔ)器上相應(yīng)的位置，而進(jìn)行這種定位的工作就要依靠地址總線來(lái)實(shí)現(xiàn)了。

　　對(duì)于CPU 來(lái)說(shuō)，RAM 就象是一條長(zhǎng)長(zhǎng)的有很多空格的細(xì)線，每個(gè)空格都有一個(gè)唯一的地址與之相對(duì)應(yīng)。
　　如果CPU 想要從RAM 中調(diào)用數(shù)據(jù)，它首先需要給地址總線發(fā)送地址數(shù)據(jù)定位要存取的數(shù)據(jù)，然后等待若干個(gè)時(shí)鐘周期之后，數(shù)據(jù)總線就會(huì)把數(shù)據(jù)傳輸給CPU。
　　下面的示意圖可以幫助你很好的理解這個(gè)過(guò)程。

　　　　

　　上圖中的小園點(diǎn)代表RAM 中的存儲(chǔ)空間，每一個(gè)都有一個(gè)唯一的地址線同它相連。
　　當(dāng)?shù)刂方獯a器接收到地址總線送來(lái)的地址數(shù)據(jù)之后，它會(huì)根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)定位CPU 想要調(diào)用的數(shù)據(jù)所在的位置，然后數(shù)據(jù)總線就會(huì)把其中的數(shù)據(jù)傳送到CPU。

　　上面所列舉的例子中，CPU 在一行數(shù)據(jù)中每次存取一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，但是在現(xiàn)實(shí)世界中是不同的，通常CPU 每次需要調(diào)用32bit 或者是64bit 的數(shù)據(jù)（這是根據(jù)不同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線的位寬所決定的）。如果數(shù)據(jù)總線是64bit 的話，CPU 就會(huì)在一個(gè)時(shí)間中存取8 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，因?yàn)槊看芜€是存取1 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，64bit 總線將不會(huì)顯示出來(lái)任何的優(yōu)勢(shì)，工作的效率將會(huì)降低很多。

從“線”到“矩陣”

　　如果RAM 對(duì)于CPU 來(lái)說(shuō)僅僅是一條“線”的話，還不能體現(xiàn)實(shí)際的運(yùn)行情況。因?yàn)槿绻麑?shí)際情況真的是這樣的話，在實(shí)際制造芯片的時(shí)候，會(huì)有很多實(shí)際的困難，特別是在需要設(shè)計(jì)大容量的RAM 的時(shí)候。

　　所以，一種更好的能夠降低成本的方法是讓存儲(chǔ)信息的“空格”排列 為很多行，每個(gè)“空格”對(duì)應(yīng)一個(gè)bit 存儲(chǔ)的位置。這樣，如果要存儲(chǔ)1024bits 的數(shù)據(jù)，那么你只要使用32x32 的矩陣就能夠達(dá)到這個(gè)目的了。很明顯，一個(gè)32x32 的矩陣比一個(gè)1024bit 的行設(shè)備更緊湊，實(shí)現(xiàn)起來(lái)也更加容易。

　　請(qǐng)看下圖。

　　　　

　　知道了RAM 的基本結(jié)構(gòu)是什么樣子的，我們就下面談?wù)劗?dāng)存儲(chǔ)字節(jié)的過(guò)程是怎樣的。

　　上面的示意圖 顯示的也僅僅是最簡(jiǎn)單狀態(tài)下的情況，也就是當(dāng)內(nèi)存條上僅僅只有一個(gè)RAM 芯片的情況。

　　對(duì)于X86 處理器，它通過(guò)地址總線發(fā)出一個(gè)具有22 位二進(jìn)制數(shù)字的地址編碼，其中11 位是行地址，另外11 位是列地址，這是通過(guò)RAM 地址接口進(jìn)行分離的。

　　行地址解碼器(row decoder)將會(huì)首先確定行地址，然后列地址解碼器(column decoder)將會(huì)確定列地址，這樣就能確定唯一的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的位置，然后該數(shù)據(jù)就會(huì)通過(guò)RAM 數(shù)據(jù)接口將數(shù)據(jù)傳到數(shù)據(jù)總線。

　　另外，需要注意的是，RAM 內(nèi)部存儲(chǔ)信息的矩陣并不是一個(gè)正方形的，也就是行和列的數(shù)目不是相同的，行的數(shù)目比列的數(shù)目少。

　　　　

　　上面的示意圖 粗略的概括了一個(gè)基本的SRAM 芯片是如何工作的。

　　SRAM 是“static RAM(靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)”的簡(jiǎn)稱，之所以這樣命名是因?yàn)楫?dāng)數(shù)據(jù)被存入其中后不會(huì)消失。
　　DRAM 動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器不同，DRAM 必須在一定的時(shí)間內(nèi)不停的刷新才能保持其中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。

　　一個(gè)SRAM 單元通常由4-6 只晶體管組成，當(dāng)這個(gè)SRAM 單元被賦予0 或者1 的狀態(tài)之后，它會(huì)保持這個(gè)狀態(tài)直到下次被賦予新的狀態(tài)或者斷電之后才會(huì)更改或者消失。

　　SRAM 的速度相對(duì)比較快，而且比較省電，但是存儲(chǔ)1bit 的信息需要4-6 只晶體管制造成本太高了。
　　DRAM 只要1 只晶體管就可以實(shí)現(xiàn)。

SRAM 芯片

　　早期的SRAM 芯片采用了20 線雙列直插（DIP：Dual Inline Package）封裝技術(shù)，它們之所以具有這么多的針腳，是因?yàn)樗鼈儽仨殻?br />
　　1) 每個(gè)地址信號(hào)都需要一根信號(hào)線；
　　2)一根數(shù)據(jù)輸入線和一根數(shù)據(jù)輸出線；
　　3)部分控制線(Write Enable, Chip Select)；
　　4)地線和電源線。

　　　　

　　上圖顯示的是SRAM 芯片，但是并不是下面示意圖中的SRAM 芯片。

　　下面的是一個(gè)16K x 1-bit SRAM 芯片的針腳功能示意圖。

　　　　

　　1) A0-A13 是地址輸入信號(hào)引腳；

　　2)/CS 是芯片選擇引腳，在一個(gè)實(shí)際的系統(tǒng)中，一定具有很多片SRAM 芯片，所以需要選擇究竟從那一片SRAM 芯片中寫入或者讀取數(shù)據(jù)；

　　3)/WE 是寫入啟用引腳，當(dāng)SRAM 得到一個(gè)地址之后，它需要知道進(jìn)行什么操作，究竟是寫入還是讀取，/WE 就是告訴SRAM 要寫入數(shù)據(jù)；

　　4) Vcc 是供電引腳；

　　5)Din 是數(shù)據(jù)輸入引腳；

　　6)Dout 是數(shù)據(jù)輸出引腳；

　　7)GND 是接地引腳；

　　8)Output Enable（OE），有的SRAM 芯片中也有這個(gè)引腳，但是上面的圖中并沒(méi)有，這個(gè)引腳同/WE 引腳的功能是相對(duì)的，它是讓SRAM 知道要進(jìn)行讀取操作而不是寫入操作。


　　從Dout 引腳讀取1bit 數(shù)據(jù)需要以下的步驟：

　　1) 通過(guò)地址總線把要讀取的bit 的地址傳送到相應(yīng)的讀取地址引腳，這個(gè)時(shí)候/WE 引腳應(yīng)該沒(méi)有激活，所以SRAM 知道它不應(yīng)該執(zhí)行寫入操作；

　　2)激活/CS，選擇該SRAM 芯片；

　　3)激活/OE 引腳，讓SRAM 知道是讀取操作；

　　第三步之后，要讀取的數(shù)據(jù)就會(huì)從DOut 引腳傳輸?shù)綌?shù)據(jù)總線。


　　寫入1bit 數(shù)據(jù)的過(guò)程如下：

　　1) 通過(guò)地址總線確定要寫入信息的位置，確定/OE 引腳沒(méi)有被激活；

　　2) 通過(guò)數(shù)據(jù)總線將要寫入的數(shù)據(jù)傳輸?shù)紻in 引腳；

　　3)激活/CS 引腳，選擇SRAM 芯片；

　　4)激活/WE 引腳，通知SRAM 知道要進(jìn)行寫入操作。

　　經(jīng)過(guò)上面的四個(gè)步驟之后，需要寫入的數(shù)據(jù)就已經(jīng)放在了需要寫入的地方。

DRAM 芯片

　　DRAM 相對(duì)于SRAM 來(lái)說(shuō)更加復(fù)雜，因?yàn)樵贒RAM 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的過(guò)程中需要對(duì)于存儲(chǔ)的信息不停的刷新，這也是它們之間最大的不同。

　　下面讓我們看看DRAM 芯片的針腳的作用。

　　最早、最簡(jiǎn)單也是最重要的一款DRAM 芯片是Intel 在1979 年發(fā)布的2188 ，這款芯片是16Kx1 DRAM 18 線DIP 封裝。

　　“16K x 1 ”的部分意思告訴我們這款芯片可以存儲(chǔ)16384 個(gè)bit 數(shù)據(jù)，在同一個(gè)時(shí)期可以同時(shí)進(jìn)行1bit 的讀取或者寫入操作。

　　　　

　　上面的示意圖可以看出，DRAM 和SRAM 之間有著明顯的不同。

　　首先你會(huì)看到地址引腳從14 根變?yōu)? 根，那么這顆16K DRAM 是如何完成同16K SRAM 一樣的工作的呢？答案很簡(jiǎn)單，DRAM 通過(guò)DRAM 接口把地址一分為二，然后利用兩個(gè)連續(xù)的時(shí)鐘周期傳輸?shù)刂窋?shù)據(jù)，這樣就達(dá)到了使用一半的針腳實(shí)現(xiàn)同SRAM 同樣的功能的目的，這種技術(shù)被稱為多路技術(shù)（multiplexing）。

　　那么為什么好減少地址引腳呢？這樣做有什么好處呢？
　　前面我們?cè)?jīng)介紹過(guò)，存儲(chǔ)1bit 的數(shù)據(jù)SRAM 需要4～6 個(gè)晶體管，但是DRAM 僅僅需要1 個(gè)晶體管，那么這樣同樣容量的SRAM 的體積比DRAM 大至少4 倍。這樣就意味著你沒(méi)有足夠空間安放同樣數(shù)量的引腳（因?yàn)獒樐_并沒(méi)有因此減少4 倍）。
　　當(dāng)然為了安裝同樣數(shù)量的針腳，也可以把芯片的體積加大，但是這樣就提高芯片的生產(chǎn)成本和功耗。
　　所以減少針腳數(shù)目也是必要的，對(duì)于現(xiàn)在的大容量DRAM 芯片，多路尋址技術(shù)已經(jīng)是必不可少的了。

　　當(dāng)然多路尋址技術(shù)也使得讀寫的過(guò)程更加復(fù)雜了，這樣在設(shè)計(jì)的時(shí)候不僅僅DRAM 芯片更加復(fù)雜了，DRAM 接口也要更加復(fù)雜。

　　DRAM 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如下：

　　　　

　　在上面的示意圖中，你可以看到在DRAM 結(jié)構(gòu)中相對(duì)于SRAM 多了兩個(gè)部分：

　　1) 由/RAS (Row Address Strobe ：行地址脈沖選通器)引腳控制的行地址門閂線路（Row Address Latch）；

　　2) 由/CAS(Column Address Strobe ：列地址脈沖選通器)引腳控制的列地址門閂線路（Column Address Latch）。


　　DRAM 讀取過(guò)程如下：

　　1) 通過(guò)地址總線將行地址傳輸?shù)降刂芬_；

　　2)/RAS 引腳被激活，這樣行地址被傳送到行地址門閂線路中；

　　3)行地址解碼器根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)選擇相應(yīng)的行；

　　　　

　　4)/WE 引腳被確定不被激活，所以DRAM 知道它不會(huì)進(jìn)行寫入操作；

　　5)列地址通過(guò)地址總線傳輸?shù)降刂芬_；

　　6)/CAS 引腳被激活，這樣列地址被傳送到行地址門閂線路中；

　　7)/CAS 引腳同樣還具有/OE 引腳的功能，所以這個(gè)時(shí)候Dout 引腳知道需要向外輸出數(shù)據(jù)；

　　　　

　　8)/RAS 和/CAS 都不被激活，這樣就可以進(jìn)行下一個(gè)周期的數(shù)據(jù)操作了。


　　DRAM 的寫入的過(guò)程和讀取過(guò)程是基本一樣的，只要把第4 步改為/WE 引腳被激活就可以了。

DRAM 刷新

　　我們已經(jīng)提到過(guò)，DRAM 同SRAM 最大的不同就是不能比較長(zhǎng)久的保持?jǐn)?shù)據(jù)，這項(xiàng)特性使得這種存儲(chǔ)介質(zhì)對(duì)于我們幾乎沒(méi)有任何的作用。但是DRAM 設(shè)計(jì)師利用刷新的技術(shù)使得DRAM 成為了現(xiàn)在對(duì)于我們最有用處的存儲(chǔ)介質(zhì)。

　　DRAM 內(nèi)僅僅能保持其內(nèi)存儲(chǔ)的電荷非常短暫的時(shí)間，所以它需要在其內(nèi)的電荷消失之前就進(jìn)行刷新直到下次寫入數(shù)據(jù)或者計(jì)算機(jī)斷電才停止。

　　每次讀寫操作都能刷新DRAM 內(nèi)的電荷，所以DRAM 就被設(shè)計(jì)為有規(guī)律的讀取DRAM 內(nèi)的內(nèi)容。這樣做有下面幾個(gè)好處。

　　1)僅僅使用/RAS 激活每一行就可以達(dá)到全部刷新的目的；

　　2)用DRAM 控制器來(lái)控制刷新，這樣可以防止刷新操作干擾有規(guī)律的讀寫操作。

　　在文章的開始，曾經(jīng)說(shuō)過(guò)一般行的數(shù)目比列的數(shù)據(jù)少，原因就是：行越少用戶刷新的時(shí)間就會(huì)越少。
ROM、RAM的區(qū)別：
ROM（只讀存儲(chǔ)器或者固化存儲(chǔ)器）
RAM（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）
ROM和RAM指的都是半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，ROM是Read Only Memory的縮寫，RAM是Random Access Memory的縮寫。ROM在系統(tǒng)停止供電的時(shí)候仍然可以保持?jǐn)?shù)據(jù)，而RAM通常都是在掉電之后就丟失數(shù)據(jù)，典型的RAM就是計(jì)算機(jī)的內(nèi)存。

RAM有兩大類，一種稱為靜態(tài)RAM（Static RAM/SRAM），SRAM速度非?？欤悄壳白x寫最快的存儲(chǔ)設(shè)備了，但是它也非常昂貴，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一級(jí)緩沖，二級(jí)緩 沖。另一種稱為動(dòng)態(tài)RAM（Dynamic RAM/DRAM），DRAM保留數(shù)據(jù)的時(shí)間很短，速度也比SRAM慢，不過(guò)它還是比任何的ROM都要快，但從價(jià)格上來(lái)說(shuō)DRAM相比SRAM要便宜很 多，計(jì)算機(jī)內(nèi)存就是DRAM的。

DRAM分為很多種，常見(jiàn)的主要有FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等，這里介紹其中的一種DDR RAM。DDR RAM（Date-Rate RAM）也稱作DDR SDRAM，這種改進(jìn)型的RAM和SDRAM是基本一樣的，不同之處在于它可以在一個(gè)時(shí)鐘讀寫兩次數(shù)據(jù)，這樣就使得數(shù)據(jù)傳輸速度加倍了。這是目前電腦中用 得最多的內(nèi)存，而且它有著成本優(yōu)勢(shì)，事實(shí)上擊敗了Intel的另外一種內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)－Rambus DRAM。在很多高端的顯卡上，也配備了高速DDR RAM來(lái)提高帶寬，這可以大幅度提高3D加速卡的像素渲染能力。

ROM也有很多種，PROM是可編程的ROM，PROM和EPROM（可擦除可編程ROM）兩者區(qū)別是，PROM是一次性的，也就是軟件灌入后，就無(wú)法修 改了，這種是早期的產(chǎn)品，現(xiàn)在已經(jīng)不可能使用了，而EPROM是通過(guò)紫外光的照射擦出原先的程序，是一種通用的存儲(chǔ)器。另外一種EEPROM是通過(guò)電子擦 出，價(jià)格很高，寫入時(shí)間很長(zhǎng)，寫入很慢。

舉個(gè)例子，手機(jī)軟件一般放在EEPROM中，我們打電話，有些最后撥打的號(hào)碼，暫時(shí)是存在SRAM中的，不是馬上寫入通過(guò)記錄（通話記錄保存在EEPROM中），因?yàn)楫?dāng)時(shí)有很重要工作（通話）要做，如果寫入，漫長(zhǎng)的等待是讓用戶忍無(wú)可忍的。

FLASH存儲(chǔ)器又稱閃存，它結(jié)合了ROM和RAM的長(zhǎng)處，不僅具備電子可擦出可編程（EEPROM）的性能，還不會(huì)斷電丟失數(shù)據(jù)同時(shí)可以快速讀取數(shù)據(jù) （NVRAM的優(yōu)勢(shì)），U盤和MP3里用的就是這種存儲(chǔ)器。在過(guò)去的20年里，嵌入式系統(tǒng)一直使用ROM（EPROM）作為它們的存儲(chǔ)設(shè)備，然而近年來(lái) Flash全面代替了ROM（EPROM）在嵌入式系統(tǒng)中的地位，用作存儲(chǔ)Bootloader以及操作系統(tǒng)或者程序代碼或者直接當(dāng)硬盤使用（U盤）。

目前Flash主要有兩種NOR Flash和NADN Flash。NOR Flash的讀取和我們常見(jiàn)的SDRAM的讀取是一樣，用戶可以直接運(yùn)行裝載在NOR FLASH里面的代碼，這樣可以減少SRAM的容量從而節(jié)約了成本。NAND Flash沒(méi)有采取內(nèi)存的隨機(jī)讀取技術(shù)，它的讀取是以一次讀取一快的形式來(lái)進(jìn)行的，通常是一次讀取512個(gè)字節(jié)，采用這種技術(shù)的Flash比較廉價(jià)。用戶 不能直接運(yùn)行NAND Flash上的代碼，因此好多使用NAND Flash的開發(fā)板除了使用NAND Flah以外，還作上了一塊小的NOR Flash來(lái)運(yùn)行啟動(dòng)代碼。

一般小容量的用NOR Flash，因?yàn)槠渥x取速度快，多用來(lái)存儲(chǔ)操作系統(tǒng)等重要信息，而大容量的用NAND FLASH，最常見(jiàn)的NAND FLASH應(yīng)用是嵌入式系統(tǒng)采用的DOC（Disk On Chip）和我們通常用的“閃盤”，可以在線擦除。目前市面上的FLASH 主要來(lái)自Intel，AMD，F(xiàn)ujitsu和Toshiba，而生產(chǎn)NAND Flash的主要廠家有Samsung和Toshiba。

ROM和硬盤的區(qū)別（電腦硬盤不是ROM，BIOS存在ROM當(dāng)中）：
只讀內(nèi)存（Read-Only Memory）就是ROM，它是一塊單獨(dú)的內(nèi)部存儲(chǔ)器，和隨機(jī)內(nèi)存RAM(即平時(shí)說(shuō)的內(nèi)存)相似，但是只能讀取，用來(lái)存儲(chǔ)和保存永久數(shù)據(jù)的。ROM數(shù)據(jù)不能隨意更新，但是在任何時(shí)候都可以讀取。即使是斷電，ROM也能夠保留數(shù)據(jù)。
往ROM中注入數(shù)據(jù)需要另外的編譯器，PC上面是沒(méi)有這個(gè)功能的。一般在ROM出廠前注入信息，沒(méi)有特殊情況一般不會(huì)更改內(nèi)容，也就是說(shuō)通常是一輩子都是同樣的內(nèi)容。
在PC中容易誤解的一點(diǎn)就是經(jīng)常有人把ROM和HardDisk(硬盤)搞混淆，HardDisk是屬于外部存儲(chǔ)器，而ROM是內(nèi)部存儲(chǔ)器。樣貌 也有很大差別，硬盤是一個(gè)立方體狀的東西，而ROM更像一個(gè)扁平固定長(zhǎng)條狀的東西。硬盤可以輕易地改寫內(nèi)容，但是ROM不可以。而且硬盤的容量比ROM大 得多。
在PC中ROM內(nèi)的內(nèi)容有BIOS程序和機(jī)器碼和出廠信息之類的東西。
而計(jì)算機(jī)的外部存儲(chǔ)器中采用了類似磁帶的裝置的東東就叫磁盤。軟盤、硬盤、U盤等都是磁盤的一種。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的SRAM、DRAM、硬盘、ROM、RAM、EPROM、FLASH区别和联系的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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