PC存储革命

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  不论是台式机、笔记本电脑,或是掌上电脑,它们都需要依赖“内存”才能工作,这种内存可用来临时存储并交换数据,但无法永久存储,它就是易失性存储器。
  
  一、何谓易失性存储器?
  
  易失性存储器(volatile Memory)是指的是当电源供应中断后,内存所储仔的资料便会消失的内仔,因而易失性仔储器也泛指RAM(即随机存取存储器),其最初由Robert Dennard在1968年研制出的,此后经过发展,又衍生出了动态RAM(DRAM)和静态RAM(SRAM)。
  
  二、RAM的作用是什么?
  
  RAM相当于PC机上的移动存储,用来存储和保存数据,它在任何时候都可以读写,比如当我们在处理Word文稿时,当你在键盘上敲人字符时,它就被存入内存中,当你选择存盘时,内存中的数据才会被存入硬盘。不过,当电源关闭时RAM不能保留数据,如果需要保存数据,就必须把它们写入到一个长
  正因为如此,有时也将RAM称作“可变存储器”或“系统内存”,我们通常购买或升级的内存条就是用作电脑的内仔,内存条(SIMM)就是将RAM集成块集中在一起的一小块电路板,它插在计算机中的内存插槽上,以减少RAM集成块占用的空间。
  
  三、静态RAM的优缺点
  
  静态RAM(SRAM)的基本存储电路为触发器,每个触发器存放一位二进制信息,由若干个触发器组成一个存储单元,再由若干存储单元组成存储器矩阵,加上地址译码器和读/写控制电路就组成静态RAM。因此,静态RAM是用触发器作为存储单元存放1和0,它具有存取速度快的特点,只要不掉电即可持续保持内容不变。
  在小型应用中,运行期间数据一般存储在静态RAM中,它无须考虑保持数据而设置的刷新电路,故扩展电路较简单。静态RAM易于使用,它没有动态RAM让人头痛的时序问题,但由于静态RAM是通过有源电路来保持存储器中的数据,因此要消耗较多功率,而且静态RAM的集成度较低,因而成本较高。
  
  四、动态RAM的优缺点
  
  动态RAM(DRAM)的基本存储电路为带驱动晶体管的电容,电容上有无电荷状态被视为逻辑1和0,随着时间的推移,电容上的电荷会逐渐减少,由于电容上的电荷会泄漏,需要定时给予补充,所以动态RAM需要设置刷新电路,这无疑增加了硬件系统的复杂程度,因此在单片机应用系统中一般不使用动态RAM。
  动态RAM比静态RAM集成度高、功耗低,从而成本也低,适于作大容量存储器。所以主内存通常采用动态RAM,而高速缓冲存储器(Cache)则使用静态RAM,而在显卡、声卡及CMOS等设备中,动态RAM用于充当设备缓存或保存固定的程序及数据。此外,动态RAM特别适合作为图像显示存储器之用,有大量像素需要存储,但查询速度并不重要,而且无需为下次启动保持存储内容,因此,显卡上的显存就是集成的动态RAM。
  
  五、易失性存储器的发展
  
  在目前的应用中,易失性存储器广泛应用于计算机、掌上设备、通讯产品上,例如计算机中的内存、显卡上的显存、处理器、硬盘或光驱中的Cache等,都使用的是RAM随机存取存储器。从技术角度来看,RAM的发展就是内存或显存的发展。
  当静态RAM和动态RAM出现发展瓶颈时,许多新的RAM也随之出现,例如德国工程师发明的MRAM磁阻式随机存取记忆体,这种存储器利用内置小磁铁的磁性方向来确定二进制中的0和1,因为旁边一个固定磁铁的作用下,磁铁的指向可以被翻转,因此可以实现数据的存储和变化,并拥有比普通内存快10倍的速度,不过MRAM还没进入实际应用阶段。
  
  小提示
  我们的身边,U盘、MP4播放器、闪存卡、智能手机无处不在,它们可以像硬盘一样永久存储数据,但体积却非常小巧,这些设备内置的存储单元,就是非易失性存储器,下期我们将讲解《非易失性存储器》,敬请关注!
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