按照存儲介質不同,可以將存儲器分為半導體存儲器、磁存儲器、激光存儲器。
這里我們只討論構成內存的半導體存儲器。
按照存儲器的存取功能不同,半導體存儲器可分為只讀存儲器(Read Only Memory 簡稱ROM)和隨機存儲器(Random Access Memory 簡稱RAM)
1. 只讀存儲器(ROM)
ROM的特點是把信息寫入存儲器以后,能長期保存,不會因電源斷電而丟失信息。計算機在運行過程中,只能讀出只讀存儲器中的信息,不能再寫入信息。一般地,只讀存儲器用來存放固定的程序和數據,如微機的監(jiān)控程序、匯編程序、用戶程序、數據表格等。根據編程方式的不同,ROM共分為以下5種:
(1)掩模工藝ROM
這種ROM是芯片制造廠根據ROM要存貯的信息,設計固定的半導體掩模版進行生產的。一旦制出成品之后,其存貯的信息即可讀出使用,但不能改變。這種ROM常用于批量生產,生產成本比較低。微型機中一些固定不變的程序或數據常采用這種ROM存貯。
(2)可一次性編程ROM(PROM)
為了使用戶能夠根據自己的需要來寫ROM,廠家生產了一種PROM。允許用戶對其進行一次編程──寫入數據或程序。一旦編程之后,信息就永久性地固定下來。用戶可以讀出和使用,但再也無法改變其內容。
(3)紫外線擦除可改寫ROM(EPROM)
可改寫ROM芯片的內容也由用戶寫入,但允許反復擦除重新寫入。EPROM是用電信號編程而用紫外線擦除的只讀存儲器芯片。在芯片外殼上方的中央有一個圓形窗口,通過這個窗口照射紫外線就可以擦除原有的信息。由于陽光中有紫外線的成分,所以程序寫好后要用不透明的標簽封窗口,以避免因陽光照射而破壞程序。EPROM的典型芯片是Intel公司的27系列產品,按存儲容量不同有多種型號,例如2716(2KB´8)、2732(4KB´8)、2764(8KB´8)、27128(16KB´8)、27256(32KB´8)等,型號名稱后的數字表示其存儲容量。
(4)電擦除可改寫ROM(EEPROM或E2PROM)
這是一種用電信號編程也用電信號擦除的ROM芯片,它可以通過讀寫操作進行逐個存儲單元讀出和寫入,且讀寫操作與RAM存儲器幾乎沒有什么差別,所不同的只是寫入速度慢一些。但斷電后卻能保存信息。典型E2PROM芯片有28C16、28C17、2817A等。
(5)快擦寫ROM(flash ROM)
E2PROM雖然具有既可讀又可寫的特點,但寫入的速度較慢,使用起來不太方便。而flash ROM 是在EPROM和E2PROM的基礎上發(fā)展起來的一種只讀存儲器,讀寫速度都很快,存取時間可達70ns,存儲容量可達16MB~128MB。這種芯片可改寫次數可從1萬次到100萬次。典型flash ROM芯片有28F256、28F516、AT89等。
2. 隨機存儲器RAM(也叫讀寫存儲器)
讀寫存儲器RAM按其制造工藝又可以分為雙極型RAM和金屬氧化物RAM。
(1) 雙極型RAM
雙極型RAM的主要特點是存取時間短,通常為幾到幾十納秒(ns)。與下面提到的MOS型RAM相比,其集成度低、功耗大,而且價格也較高。因此,雙極型RAM主要用于要求存取時間短的微型計算機中。
(2) 金屬氧化物(MOS)RAM
用MOS器件構成的RAM又分為靜態(tài)讀寫存儲器(SRAM)和動態(tài)讀寫存儲器(DRAM)。
j靜態(tài)RAM(SRAM)
靜態(tài)RAM的基本存儲單元是MOS雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。一個觸發(fā)器可以存儲一個二進制信息。靜態(tài)RAM的主要特點是,其存取時間為幾十到幾百納秒(ns),集成度比較高。目前經常使用的靜態(tài)存儲器每片的容量為幾KB到幾十KB。SRAM的功耗比雙極型RAM低,價格也比較便宜。
k動態(tài)RAM(DRAM)
動態(tài)RAM的存取速度與SRAM的存取速度差不多。其最大的特點是集成度特別高。其功耗比SRAM低,價格也比SRAM便宜。DRAM在使用中需特別注意的是,它是靠芯片內部的電容來存貯信息的。由于存貯在電容上的信息總是要泄漏的,所以,每隔2ms到4ms,DRAM要求對其存貯的信息刷新一次。
l集成RAM(i RAM)
集成RAM――Integrated RAM,縮寫為i RAM,這是一種帶刷新邏輯電路的DRAM。由于它自帶刷新邏輯,因而簡化與微處理器的連接電路,使用它和使用SRAM一樣方便。
m非易失性RAM(NVRAM)
非易失性RAM――Non-Volatile RAM,縮寫為NVRAM,其存儲體由SRAM和EEPROM兩部分組合而成。正常讀寫時,SRAM工作;當要保存信息時(如電源掉電),控制電路將SRAM的內容復制到EEPROM中保存。存入EEPROM中的信息又能夠恢復到SRAM中。
NVRAM既能隨機存取,又具有非易失性,適合用于需要掉電保護的場合。
1. 存貯容量
不同的存儲器芯片,其容量不一樣。通常用某一芯片有多少個存貯單元,每個存貯單元存貯若干位來表示。例如,靜態(tài)RAM6264的容量為8KB´8bit,即它有8K個單元(1K=1024),每個單元存貯8位(一個字節(jié))數據。
2. 存取時間
存取時間即存取芯片中某一個單元的數據所需要的時間。在計算機工作時,CPU在讀寫RAM時,它所提供的讀寫時間必須比RAM芯片所需要的存取時間長。如果不能滿足這一點,微型機則無法正常工作。
3. 可靠性
微型計算機要正確地運行,必然要求存儲器系統(tǒng)具有很高的可靠性。內存的任何錯誤就足以使計算機無法工作。而存儲器的可靠性直接與構成它的芯片有關。目前所用的半導體存儲器芯片的平均故障間隔時間(MTBF)大概是(5´106∽1´108)小時左右。
4. 功耗
使用功耗低的存儲器芯片構成存儲器系統(tǒng),不僅可以減少對電源容量的要求,而且還可以提高存貯系統(tǒng)的可靠性。