內(nèi)存是計算系統(tǒng)最重要的元素，因為沒有它，計算機就無法執(zhí)行簡單的任務(wù)。計算機內(nèi)存有兩種基本類型 -主內(nèi)存（RAM 和 ROM）和輔助內(nèi)存（硬盤驅(qū)動器、CD等）。隨機存取存儲器 (RAM)是主要的易失性存儲器，只讀存儲器 (ROM)是主要的非易失性存儲器。

我相信，很多朋友都會把手機的運行內(nèi)存、數(shù)據(jù)存儲等混為一談。

在智能手機還沒普及時，手機中有個可移動的存儲設(shè)備，它的名字就是‘TF’卡，當(dāng)時也叫‘內(nèi)存卡’。TF卡是用手機存儲數(shù)據(jù)的，并不是手機的運行內(nèi)存，這也導(dǎo)致了現(xiàn)在很多人都以為手機內(nèi)存就是手機內(nèi)部儲存空間，特別是很多無良商家以此來混淆視聽，更有甚者使用bit代替Byte于是4GB+512MB的存儲組合就變成了32Gbit+4Gbit，無良廠商在低端機上宣傳成“32G+4G超大內(nèi)存”。

接下來，我們來詳細(xì)了解ROM和RAM。

1只讀存儲器：ROM

ROM：只讀存儲器(Read Only Memory)，非易失性。它是一種只能讀出事先所存的數(shù)據(jù)的固態(tài)半導(dǎo)體存儲器。一般是裝入整機前事先寫好的，整機工作過程中只能讀出，而不像隨機存儲器那樣能快速地、方便地加以改寫。ROM所存數(shù)據(jù)穩(wěn)定，斷電后所存數(shù)據(jù)也不會改變。計算機中的ROM主要是用來存儲一些系統(tǒng)信息，或者啟動程序BIOS程序，這些都是非常重要的，只可以讀一般不能修改，斷電也不會消失。

計算機存儲器在其上數(shù)據(jù)已被預(yù)先記錄。一旦將數(shù)據(jù)寫入ROM芯片，就無法將其刪除，只能讀取。與主存儲器（RAM）不同，即使計算機關(guān)閉，ROM也會保留其內(nèi)容。ROM被稱為非易失性，現(xiàn)在有很多非易失性存儲器。由于歷史原因，雖然ROM中有的類型可以讀也可以寫，但是整體上都被稱為只讀存儲器（Read Only Memory）。ROM是以它們能夠被重新編程（寫）的次數(shù)和對它們進(jìn)行重編程所用的機制來區(qū)分的。

當(dāng)然啦，現(xiàn)在ROM也不僅僅是只讀的了，只是時代在發(fā)展，ROM還叫ROM罷了。

至于為啥叫ROM，以單片機為例，我們把事先準(zhǔn)備好的固件燒錄到Flash中，如果不在重新燒寫固件，然后就不能修改了。不管用戶怎么重新啟動，怎么運用，都不會影響到固件。也就是說，固件是不可被寫入的，因此叫做“只讀儲存器”。對于手機來講也是這樣子，內(nèi)部儲存中有一部分空間用于存放系統(tǒng)軟件，不管你怎么運用也不會把系統(tǒng)軟件用壞了。這一部分也可以理解為“只讀儲存器”。

實際運用的時候會把內(nèi)置儲存和Flash分成兩個部分，一塊可以被寫入，一塊不能被寫入。可以被寫入的地方用來儲存通訊錄、照片、音樂、APP之類的，不可被寫入的地方用來存放操作系統(tǒng)的軟件。

手機的ROM，從最早的NOR Flash發(fā)展到NAND Flash，現(xiàn)在的智能手機幾乎全都是eMMC了(和TF卡是一個東西)。單片機的Flash還是維持在小容量的NOR Flash。

為了便于使用和大批量生產(chǎn)，進(jìn)一步發(fā)展出了可編程只讀存儲器（PROM）、可擦除可編程只讀存儲器（EPROM）。EPROM需要用紫外線長時間照射才能擦除，使用很不方便。1980s又出現(xiàn)了電可擦除可編程只讀存儲器（EEPROM），它克服了EPROM的不足，但是集成度不高、價格較貴。于是又發(fā)展出了一種新型的存儲單元結(jié)構(gòu)同EPROM類似的快閃存儲器（FLASH MEMORY）。FLASH集成度高、功耗低、體積小，又能在線快速擦除，因而獲得了快速發(fā)展。

因此，ROM進(jìn)一步分為4種類型：PROM、EPROM、EEPROM和Flash。

PROM（Programmable ROM）：可編程ROM，只能被編程一次。

EPROM（Erasable Programmable ROM，EPROM）：可擦寫可編程ROM，擦寫可達(dá)1000次。

EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM，電子可擦除EPROM）：指帶電可擦可編程只讀存儲器。是一種掉電后數(shù)據(jù)不丟失的存儲芯片。 EEPROM可以在電腦上或?qū)Ｓ迷O(shè)備上擦除已有信息，重新編程。一般用在即插即用。

閃存（flash memmory）：基于EEPROM，也就是我們常說的Flash。它已經(jīng)成為一種重要的存儲技術(shù)。固態(tài)硬盤（SSD）、U盤等就是一種基于閃存的存儲器。它結(jié)合了ROM和RAM的長處，不僅具備電子可擦出可編程（EEPROM）的性能，還不會斷電丟失數(shù)據(jù)同時可以快速讀取數(shù)據(jù)（NVRAM的優(yōu)勢），U盤和MP3里用的就是這種存儲器。在過去的20年里，嵌入式系統(tǒng)一直使用ROM（EPROM）作為它們的存儲設(shè)備，然而近年來 Flash全面代替了ROM（EPROM）在嵌入式系統(tǒng)中的地位，用作存儲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）。它于EEPROM的最大區(qū)別是，F(xiàn)LASH按扇區(qū)（block）操作，而EEPROM按照字節(jié)操作。FLASH的電路結(jié)構(gòu)較簡單，同樣容量占芯片面積較小，成本自然比EEPROM低，因此適合用于做程序存儲器。

目前Flash主要有兩種NOR Flash和NADN Flash。

NOR Flash：NOR Flash的讀取和我們常見的SDRAM的讀取是一樣，用戶可以直接運行裝載在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。

NADN Falsh：NAND Flash沒有采取內(nèi)存的隨機讀取技術(shù)，它的讀取是以一次讀取一塊的形式來進(jìn)行的，通常是一次讀取512個字節(jié)，采用這種技術(shù)的Flash比較廉價。用戶不能直接運行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來運行啟動代碼。

一般小容量的存儲用NOR Flash，因為其讀取速度快，多用來存儲操作系統(tǒng)等重要信息，而大容量的用NAND FLASH，最常見的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主要來自Intel，AMD，F(xiàn)ujitsu和Toshiba，而生產(chǎn)NAND Flash的主要廠家有Samsung和Toshiba。

2隨機訪問存儲器：RAM

RAM：隨機訪問存儲器(Random Access Memory)，易失性。它是與CPU直接交換數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲器，它可以隨時讀寫，而且速度很快，通常作為操作系統(tǒng)或其他正在運行中的程序的臨時數(shù)據(jù)存儲媒介，凡是整個程序運行過程中，所用到的需要被改寫的量（包括全局變量、局部變量、堆棧段等），都存儲在RAM中。

當(dāng)電源關(guān)閉時RAM不能保留數(shù)據(jù)。如果需要保存數(shù)據(jù)，就必須把它們寫入一個長期的存儲設(shè)備中（例如硬盤）。

RAM的隨機儲存器的“隨機”是什么意思呢？現(xiàn)在的ROM，也能夠“隨機儲存”，但是計算機剛發(fā)明的時候，是用紙帶、磁帶來當(dāng)作ROM運用的，紙帶和磁帶繞成一卷，只能順序讀寫，不是隨機讀寫，不能想讀哪里讀哪里。因此才有了RAM的“隨機儲存”一說。

隨機訪問存儲器分為兩類：靜態(tài)的和動態(tài)的。靜態(tài)的RAM（SRAM）比動態(tài)RAM（DRAM）更快，但也貴很多。SRAM用來作為高速緩存存儲器，既可以在CPU芯片上，也可以在片下。DRAM用來作為圖形系統(tǒng)的幀緩沖區(qū)。

SRAM：SRAM存儲器單元具有雙穩(wěn)態(tài)特性，只要有電，它就會永遠(yuǎn)的保持它的值（有點類似ROM易失性）。即使有干擾來擾亂電壓，當(dāng)干擾消除時，電路就會恢復(fù)到穩(wěn)定值。它是為了增加內(nèi)存的存取效能、提高CPU處理數(shù)據(jù)的效率而產(chǎn)生的。由于RAM的速度趕不上CPU的速度，為了解決這一沖突，利用Cache作為介質(zhì)，先將有關(guān)程序的內(nèi)容放入Cache中，CPU可以直接從Cache中讀取數(shù)據(jù)，從而達(dá)到提高CPU的工作速度的目的。處理器的內(nèi)部都包括高速緩沖存儲器，一些主板也帶有高速緩沖存儲器。

SDRAM：即Synchronous DRAM（同步動態(tài)隨機存儲器），曾經(jīng)是PC電腦上最為廣泛應(yīng)用的一種內(nèi)存類型，即便在今天SDRAM仍舊還在市場占有一席之地。既然是“同步動態(tài)隨機存儲器”，那就代表著它的工作速度是與系統(tǒng)總線速度同步的。SDRAM內(nèi)存又分為PC66、PC100、PC133等不同規(guī)格，而規(guī)格后面的數(shù)字就代表著該內(nèi)存最大所能正常工作系統(tǒng)總線速度，比如PC100，那就說明此內(nèi)存可以在系統(tǒng)總線為100MHz的電腦中同步工作。與系統(tǒng)總線速度同步，也就是與系統(tǒng)時鐘同步，這樣就避免了不必要的等待周期，減少數(shù)據(jù)存儲時間。同步還使存儲控制器知道在哪一個時鐘脈沖期由數(shù)據(jù)請求使用，因此數(shù)據(jù)可在脈沖上升期便開始傳輸。SDRAM采用3.3伏工作電壓，168Pin的DIMM接口，帶寬為64位。SDRAM不僅應(yīng)用在內(nèi)存上，在顯存上也較為常見。

DDR SDRAM：雙倍數(shù)據(jù)速率同步 DRAM（Double Data-Rate Synchronous DRAM）。也就是我們常說的DDR內(nèi)存。DDR內(nèi)存是在SDRAM內(nèi)存基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，仍然沿用SDRAM生產(chǎn)體系，因此對于內(nèi)存廠商而言，只需對制造普通SDRAM的設(shè)備稍加改進(jìn)，即可實現(xiàn)DDR內(nèi)存的生產(chǎn)，可有效的降低成本。SDRAM在一個時鐘周期內(nèi)只傳輸一次數(shù)據(jù)，它是在時鐘的上升期進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；而DDR內(nèi)存則是一個時鐘周期內(nèi)傳輸兩次數(shù)據(jù)，它能夠在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次數(shù)據(jù)，因此稱為雙倍速率同步動態(tài)隨機存儲器。DDR內(nèi)存可以在與SDRAM相同的總線頻率下達(dá)到更高的數(shù)據(jù)傳輸率。與SDRAM相比：DDR運用了更先進(jìn)的同步電路，使指定地址、數(shù)據(jù)的輸送和輸出主要步驟既獨立執(zhí)行，又保持與CPU完全同步；DDR使用了DLL(Delay Locked Loop，延時鎖定回路提供一個數(shù)據(jù)濾波信號)技術(shù)，當(dāng)數(shù)據(jù)有效時，存儲控制器可使用這個數(shù)據(jù)濾波信號來精確定位數(shù)據(jù)，每16次輸出一次，并重新同步來自不同存儲器模塊的數(shù)據(jù)。DDL本質(zhì)上不需要提高時鐘頻率就能加倍提高SDRAM的速度，它允許在時鐘脈沖的上升沿和下降沿讀出數(shù)據(jù)，因而其速度是標(biāo)準(zhǔn)SDRAM的兩倍。

從外形體積上DDR與SDRAM相比差別并不大，他們具有同樣的尺寸和同樣的針腳距離。但DDR為184針腳，比SDRAM多出了16個針腳，主要包含了新的控制、時鐘、電源和接地等信號。DDR內(nèi)存采用的是支持2.5V電壓的SSTL2標(biāo)準(zhǔn)，而不是SDRAM使用的3.3V電壓的LVTTL標(biāo)準(zhǔn)。

RAM斷電時將丟失其存儲內(nèi)容，故主要用于存儲短時間使用的程序。現(xiàn)在手機中的RAM一般是由LPDDR擔(dān)當(dāng)，尤其是速度快功耗低的LPDDR4X在市面上的旗艦手機中占比較大。

RAM和ROM相比，兩者的最大區(qū)別是RAM在斷電以后保存在上面的數(shù)據(jù)會自動消失，而ROM不會自動消失，可以長時間斷電保存。在應(yīng)用中，常規(guī)上ROM是用來存儲固化程序的，RAM是用來存放數(shù)據(jù)的。由于FLASH ROM比普通的ROM讀寫速度快，擦寫方便，一般用來存儲用戶程序和需要永久保存的數(shù)據(jù)。

最后還是來總結(jié)下吧。

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