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电子设备存储器类型 来自维基百科,自由的百科全书
随机存储器(英语:Random-access memory,简称RAM),又称RAM存储器[6],是一种可随机读写的存储器[2],与只读存储器(ROM)一起构成主存储器[6],与中央处理器(CPU)直接交换数据[7]。与ROM不同,RAM在电源关闭时会丢失存储数据,是一种易失性(volatile)存储器[6]。它可以随时读写(刷新时除外,见下文),而且速度很快,通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时资料存储介质。
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主存储器(Main memory)即电脑内部最主要的存储器,用来加载各式各样的程序与资料以供中央处理器直接执行与运用。由于 DRAM 的性价比很高,且扩展性也不错,是现今一般电脑主存储器的最主要部分。2011 年生产电脑所用的主存储器主要是 DDR3 SDRAM,而 2016 年开始 DDR4 SDRAM 逐渐普及化,手提电脑厂商开始在手提电脑以 DDR4 存储器取代 DDR3L。[来源请求]
RAM 存储器可以进一步分为静态随机存储器(SRAM)和动态随机存储器(DRAM)两大类。SRAM 具有快速存取的优点,但生产成本较为昂贵,一个典型的应用是缓存。而 DRAM 由于具有较低的单位容量价格,所以被大量的采用作为系统的主存储器。
所谓“随机访问”,指的是当存储器中的消息被读取或写入时,所需要的时间与这段资讯所在的位置无关。相对地,有串行访问存储器包括顺序存取存储器(如:磁带)和直接访问存储器(如:磁碟),这些存储装置的数据不能随机访问,只能按顺序访问,阻碍了高速运行。
当电源关闭时 RAM 不能保留数据。如果需要保存数据,就必须把它们写入一个长期的存储装置中(例如硬盘)。RAM 和 ROM 相比,两者的最大区别是 RAM 在断电以后保存在上面的数据会自动消失,而 ROM 则不会。
现代的随机访问存储器几乎是所有存取装置中写入和读取速度最快的,存取延迟也和其他涉及机械运作的存储装置(如硬盘、光碟机)相比,也显得微不足道。但速度仍然不如作为 CPU 缓存用的 SRAM。
现代的随机访问存储器依赖存储器存储资料。电容器充满电后代表 1(二进制),未充电的代表 0。由于电容器或多或少有漏电的情形,若不作特别处理,电荷会渐渐随时间流失而使资料发生错误。刷新是指重新为电容器充电,弥补流失了的电荷。DRAM 的读取即有刷新的功效,但一般的定时刷新并不需要作完整的读取,只需作该晶片的一个列(Row)选择,整列的资料即可获得刷新,而同一时间内,所有相关存储芯片均可同时作同一列选择,因此,在一段期间内逐一做完所有列的刷新,即可完成所有存储器的刷新。需要刷新正好解释了随机访问存储器的易失性。
正如其他精细的集成电路,随机访问存储器对环境的静电荷非常敏感。静电会干扰存储器内电容器的电荷,引致资料流失,甚至烧坏电路。故此触碰随机访问存储器前,应先用手触摸金属接地。
电脑运行时,电脑的主内存按照被使用情况可分类为:[8]
“存储器墙”是指CPU与CPU晶片外的存储器之间的速度差距越来越大,其中一个造成差距的重要原因是晶片边界之外的通讯带宽有限,又称为带宽墙。从1986年到2000年,CPU所提升速度的年变率达55%,存储器速度却只提高了10%。由此趋势可预料存储器延迟将成为电脑性能的巨大瓶颈。[9]
CPU速度提升明显放缓,一部分原因是由于重大的物理屏障,一部分原因则是目前的CPU设计已经在某种意义上撞上了存储器墙。英特尔在一份2005年的文件中总结了这些原因。[10]
首先,随着晶片几何尺寸缩小及时钟频率提高,晶体管漏电流会增加,导致超额的功耗和热量...其次,因为存储器的存取时间无法跟上时钟频率的成长,导致更高的时脉速度所带来的优势被存储器的延迟抵消。第三,对于某些应用,随着处理器速度的提高(由于所谓的冯·诺依曼瓶颈),传统的序列架构变得越来越低效,进一步削弱了频率提高可带来的收益。此外,部分原因是由于固态组件内产生电感的方法受到限制,信号传输中的电阻-电容延迟会随着特征尺寸的缩小而增加,这就额外带来了频率增加也无法解决的瓶颈。
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