存儲單元的存儲原理

① 存儲器的原理是什麼

存儲器講述工作原理及作用

介紹

存儲器(Memory)是現代信息技術中用於保存信息的記憶設備。其概念很廣，有很多層次，在數字系統中，只要能保存二進制數據的都可以是存儲器;在集成電路中，一個沒有實物形式的具有存儲功能的電路也叫存儲器，如RAM、FIFO等;在系統中，具有實物形式的存儲設備也叫存儲器，如內存條、TF卡等。計算機中全部信息，包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。它根據控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器，計算機才有記憶功能，才能保證正常工作。計算機中的存儲器按用途存儲器可分為主存儲器(內存)和輔助存儲器(外存),也有分為外部存儲器和內部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質或光碟等，能長期保存信息。內存指主板上的存儲部件，用來存放當前正在執行的數據和程序，但僅用於暫時存放程序和數據，關閉電源或斷電，數據會丟失。

2.按存取方式分類

(1)隨機存儲器(RAM)：如果存儲器中任何存儲單元的內容都能被隨機存取，且存取時間與存儲單元的物理位置無關，則這種存儲器稱為隨機存儲器(RAM)。RAM主要用來存放各種輸入/輸出的程序、數據、中間運算結果以及存放與外界交換的信息和做堆棧用。隨機存儲器主要充當高速緩沖存儲器和主存儲器。

(2)串列訪問存儲器(SAS)：如果存儲器只能按某種順序來存取，也就是說，存取時間與存儲單元的物理位置有關，則這種存儲器稱為串列訪問存儲器。串列存儲器又可分為順序存取存儲器(SAM)和直接存取存儲器(DAM)。順序存取存儲器是完全的串列訪問存儲器，如磁帶，信息以順序的方式從存儲介質的始端開始寫入(或讀出);直接存取存儲器是部分串列訪問存儲器，如磁碟存儲器，它介於順序存取和隨機存取之間。

(3)只讀存儲器(ROM)：只讀存儲器是一種對其內容只能讀不能寫入的存儲器，即預先一次寫入的存儲器。通常用來存放固定不變的信息。如經常用作微程序控制存儲器。目前已有可重寫的只讀存儲器。常見的有掩模ROM(MROM)，可擦除可編程ROM(EPROM)，電可擦除可編程ROM(EEPROM).ROM的電路比RAM的簡單、集成度高，成本低，且是一種非易失性存儲器，計算機常把一些管理、監控程序、成熟的用戶程序放在ROM中。

3.按信息的可保存性分類

非永久記憶的存儲器：斷電後信息就消失的存儲器，如半導體讀/寫存儲器RAM。

永久性記憶的存儲器：斷電後仍能保存信息的存儲器，如磁性材料做成的存儲器以及半導體ROM。

4.按在計算機系統中的作用分

根據存儲器在計算機系統中所起的作用，可分為主存儲器、輔助存儲器、高速緩沖存儲器、控制存儲器等。為了解決對存儲器要求容量大，速度快，成本低三者之間的矛盾，目前通常採用多級存儲器體系結構，即使用高速緩沖存儲器、主存儲器和外存儲器。

能力影響

從寫命令轉換到讀命令，在某個時間訪問某個地址，以及刷新數據等操作都要求數據匯流排在一定時間內保持休止狀態，這樣就不能充分利用存儲器通道。此外，寬並行匯流排和DRAM內核預取都經常導致不必要的大數據量存取。在指定的時間段內，存儲器控制器能存取的有用數據稱為有效數據速率，這很大程度上取決於系統的特定應用。有效數據速率隨著時間而變化，常低於峰值數據速率。在某些系統中，有效數據速率可下降到峰值速率的10%以下。

通常，這些系統受益於那些能產生更高有效數據速率的存儲器技術的變化。在CPU方面存在類似的現象，最近幾年諸如AMD和 TRANSMETA等公司已經指出，在測量基於CPU的系統的性能時，時鍾頻率不是唯一的要素。存儲器技術已經很成熟，峰值速率和有效數據速率或許並不比以前匹配的更好。盡管峰值速率依然是存儲器技術最重要的參數之一，但其他結構參數也可以極大地影響存儲器系統的性能。

影響有效數據速率的參數

有幾類影響有效數據速率的參數，其一是導致數據匯流排進入若干周期的停止狀態。在這類參數中，匯流排轉換、行周期時間、CAS延時以及RAS到CAS的延時(tRCD)引發系統結構中的大部分延遲問題。

匯流排轉換本身會在數據通道上產生非常長的停止時間。以GDDR3系統為例，該系統對存儲器的開放頁不斷寫入數據。在這期間，存儲器系統的有效數據速率與其峰值速率相當。不過，假設100個時鍾周期中，存儲器控制器從讀轉換到寫。由於這個轉換需要6個時鍾周期，有效的數據速率下降到峰值速率的 94%。在這100個時鍾周期中，如果存儲器控制器將匯流排從寫轉換到讀的話，將會丟失更多的時鍾周期。這種存儲器技術在從寫轉換到讀時需要15個空閑周期，這會將有效數據速率進一步降低到峰值速率的79%。表1顯示出針幾種高性能存儲器技術類似的計算結果。

顯然，所有的存儲器技術並不相同。需要很多匯流排轉換的系統設計師可以選用諸如XDR、RDRAM或者DDR2這些更高效的技術來提升性能。另一方面，如果系統能將處理事務分組成非常長的讀寫序列，那麼匯流排轉換對有效帶寬的影響最小。不過，其他的增加延遲現象，例如庫(bank)沖突會降低有效帶寬，對性能產生負面影響。

DRAM技術要求庫的頁或行在存取之前開放。一旦開放，在一個最小周期時間，即行周期時間(tRC)結束之前，同一個庫中的不同頁不能開放。對存儲器開放庫的不同頁存取被稱為分頁遺漏，這會導致與任何tRC間隔未滿足部分相關的延遲。對於還沒有開放足夠周期以滿足tRC間隙的庫而言，分頁遺漏被稱為庫沖突。而tRC決定了庫沖突延遲時間的長短，在給定的DRAM上可用的庫數量直接影響庫沖突產生的頻率。

大多數存儲器技術有4個或者8個庫，在數十個時鍾周期具有tRC值。在隨機負載情況下，那些具有8個庫的內核比具有4個庫的內核所發生的庫沖突更少。盡管tRC與庫數量之間的相互影響很復雜，但是其累計影響可用多種方法量化。

存儲器讀事務處理

考慮三種簡單的存儲器讀事務處理情況。第一種情況，存儲器控制器發出每個事務處理，該事務處理與前一個事務處理產生一個庫沖突。控制器必須在打開一個頁和打開後續頁之間等待一個tRC時間，這樣增加了與頁循環相關的最大延遲時間。在這種情況下的有效數據速率很大程度上決定於I/O，並主要受限於DRAM內核電路。最大的庫沖突頻率將有效帶寬削減到當前最高端存儲器技術峰值的20%到30%。

在第二種情況下，每個事務處理都以隨機產生的地址為目標。此時，產生庫沖突的機會取決於很多因素，包括tRC和存儲器內核中庫數量之間的相互作用。tRC值越小，開放頁循環地越快，導致庫沖突的損失越小。此外，存儲器技術具有的庫越多，隨機地址存取庫沖突的機率就越小。

第三種情況，每個事務處理就是一次頁命中，在開放頁中定址不同的列地址。控制器不必訪問關閉頁，允許完全利用匯流排，這樣就得到一種理想的情況，即有效數據速率等於峰值速率。

第一種和第三種情況都涉及到簡單的計算，隨機情況受其他的特性影響，這些特性沒有包括在DRAM或者存儲器介面中。存儲器控制器仲裁和排隊會極大地改善庫沖突頻率，因為更有可能出現不產生沖突的事務處理，而不是那些導致庫沖突的事務處理。

然而，增加存儲器隊列深度未必增加不同存儲器技術之間的相對有效數據速率。例如，即使增加存儲器控制隊列深度，XDR的有效數據速率也比 GDDR3高20%。存在這種增量主要是因為XDR具有更高的庫數量以及更低的tRC值。一般而言，更短的tRC間隔、更多的庫數量以及更大的控制器隊列能產生更高的有效帶寬。

實際上，很多效率限制現象是與行存取粒度相關的問題。tRC約束本質上要求存儲器控制器從新開放的行中存取一定量的數據，以確保數據管線保持充滿。事實上，為保持數據匯流排無中斷地運行，在開放一個行之後，只須讀取很少量的數據，即使不需要額外的數據。

另外一種減少存儲器系統有效帶寬的主要特性被歸類到列存取粒度范疇，它規定了每次讀寫操作必須傳輸的數據量。與之相反，行存取粒度規定每個行激活(一般指每個RAS的CAS操作)需要多少單獨的讀寫操作。列存取粒度對有效數據速率具有不易於量化的巨大影響。因為它規定一個讀或寫操作中需要傳輸的最小數據量，列存取粒度給那些一次只需要很少數據量的系統帶來了問題。例如，一個需要來自兩列各8位元組的16位元組存取粒度系統，必須讀取總共32位元組以存取兩個位置。因為只需要32個位元組中的16個位元組，系統的有效數據速率降低到峰值速率的50%。匯流排帶寬和脈沖時間長度這兩個結構參數規定了存儲器系統的存取粒度。

匯流排帶寬是指連接存儲器控制器和存儲器件之間的數據線數量。它設定最小的存取粒度，因為對於一個指定的存儲器事務處理，每條數據線必須至少傳遞一個數據位。而脈沖時間長度則規定對於指定的事務處理，每條數據線必須傳遞的位數量。每個事務處理中的每條數據線只傳一個數據位的存儲技術，其脈沖時間長度為1。總的列存取粒度很簡單：列存取粒度=匯流排寬度×脈沖時間長度。

很多系統架構僅僅通過增加DRAM器件和存儲匯流排帶寬就能增加存儲系統的可用帶寬。畢竟，如果4個400MHz數據速率的連接可實現 1.6GHz的總峰值帶寬，那麼8個連接將得到3.2GHz。增加一個DRAM器件，電路板上的連線以及ASIC的管腳就會增多，總峰值帶寬相應地倍增。

首要的是，架構師希望完全利用峰值帶寬，這已經達到他們通過物理設計存儲器匯流排所能達到的最大值。具有256位甚或512位存儲匯流排的圖形控制器已並不鮮見，這種控制器需要1,000個，甚至更多的管腳。封裝設計師、ASIC底層規劃工程師以及電路板設計工程師不能找到採用便宜的、商業上可行的方法來對這么多信號進行布線的矽片區域。僅僅增加匯流排寬度來獲得更高的峰值數據速率，會導致因為列存取粒度限制而降低有效帶寬。

假設某個特定存儲技術的脈沖時間長度等於1，對於一個存儲器處理，512位寬系統的存取粒度為512位(或者64位元組)。如果控制器只需要一小段數據，那麼剩下的數據就被浪費掉，這就降低了系統的有效數據速率。例如，只需要存儲系統32位元組數據的控制器將浪費剩餘的32位元組，進而導致有效的數據速率等於50%的峰值速率。這些計算都假定脈沖時間長度為1。隨著存儲器介面數據速率增加的趨勢，大多數新技術的最低脈沖時間長度都大於1。

選擇技巧

存儲器的類型將決定整個嵌入式系統的操作和性能，因此存儲器的選擇是一個非常重要的決策。無論系統是採用電池供電還是由市電供電，應用需求將決定存儲器的類型(易失性或非易失性)以及使用目的(存儲代碼、數據或者兩者兼有)。另外，在選擇過程中，存儲器的尺寸和成本也是需要考慮的重要因素。對於較小的系統，微控制器自帶的存儲器就有可能滿足系統要求，而較大的系統可能要求增加外部存儲器。為嵌入式系統選擇存儲器類型時，需要考慮一些設計參數，包括微控制器的選擇、電壓范圍、電池壽命、讀寫速度、存儲器尺寸、存儲器的特性、擦除/寫入的耐久性以及系統總成本。

選擇存儲器時應遵循的基本原則

1、內部存儲器與外部存儲器

一般情況下，當確定了存儲程序代碼和數據所需要的存儲空間之後，設計工程師將決定是採用內部存儲器還是外部存儲器。通常情況下，內部存儲器的性價比最高但靈活性最低，因此設計工程師必須確定對存儲的需求將來是否會增長，以及是否有某種途徑可以升級到代碼空間更大的微控制器。基於成本考慮，人們通常選擇能滿足應用要求的存儲器容量最小的微控制器，因此在預測代碼規模的時候要必須特別小心，因為代碼規模增大可能要求更換微控制器。目前市場上存在各種規模的外部存儲器器件，我們很容易通過增加存儲器來適應代碼規模的增加。有時這意味著以封裝尺寸相同但容量更大的存儲器替代現有的存儲器，或者在匯流排上增加存儲器。即使微控制器帶有內部存儲器，也可以通過增加外部串列EEPROM或快閃記憶體來滿足系統對非易失性存儲器的需求。

2、引導存儲器

在較大的微控制器系統或基於處理器的系統中，設計工程師可以利用引導代碼進行初始化。應用本身通常決定了是否需要引導代碼，以及是否需要專門的引導存儲器。例如，如果沒有外部的定址匯流排或串列引導介面，通常使用內部存儲器，而不需要專門的引導器件。但在一些沒有內部程序存儲器的系統中，初始化是操作代碼的一部分，因此所有代碼都將駐留在同一個外部程序存儲器中。某些微控制器既有內部存儲器也有外部定址匯流排，在這種情況下，引導代碼將駐留在內部存儲器中，而操作代碼在外部存儲器中。這很可能是最安全的方法，因為改變操作代碼時不會出現意外地修改引導代碼。在所有情況下，引導存儲器都必須是非易失性存儲器。

可以使用任何類型的存儲器來滿足嵌入式系統的要求，但終端應用和總成本要求通常是影響我們做出決策的主要因素。有時，把幾個類型的存儲器結合起來使用能更好地滿足應用系統的要求。例如，一些PDA設計同時使用易失性存儲器和非易失性存儲器作為程序存儲器和數據存儲器。把永久的程序保存在非易失性ROM中，而把由用戶下載的程序和數據存儲在有電池支持的易失性DRAM中。不管選擇哪種存儲器類型，在確定將被用於最終應用系統的存儲器之前，設計工程師必須仔細折中考慮各種設計因素。

② 快閃記憶體卡的存儲原理是什麼

快閃記憶體卡存儲原理是什麼？快閃記憶體(Flash Memory)是非揮發存儲的一種，具有關掉電源仍可保存數據的優點，同時又可重復讀寫且讀寫速度快、單位體積內可儲存最多數據量，以及低功耗特性等優點。其存儲物理機制實際上為一種新型EEPROM（電可擦除可編程只讀存儲）。是SCM（半導體存儲器）的一種。早期的SCM採用典型的晶體管觸發器作為存儲位元，加上選擇、讀寫等電路構成存儲器。現代的SCM採用超大規模集成電路工藝製成存儲晶元，每個晶元中包含相當數量的存儲位元，再由若干晶元構成存儲器。目前SCM廣泛採用的主要材料是金屬氧化物場效應管（MOS），包括PMOS、NMOS、CMOS三類，尤其是NMOS和CMOS應用最廣泛。RAM（隨機存取存儲），是一種半導體存儲器。必須在通電情況下工作，否則會喪失存儲信息。RAM又分為DRAM（動態）和SRAM（靜態）兩種，我們現在普遍使用的PC機內存即是SDRAM（同步動態RAM），它在運行過程當中需要按一定頻率進行充電（刷新）以維持信息。DDR DDR2內存也屬於SDRAM。而SRAM不需要頻繁刷新，成本比DRAM高，主要用在CPU集成的緩存（cache）上。PROM（可編程ROM）則只能寫入一次，寫入後不能再更改。EPROM（可擦除PROM）這種EPROM在通常工作時只能讀取信息，但可以用紫外線擦除已有信息，並在專用設備上高電壓寫入信息。EEPROM（電可擦除PROM），用戶可以通過程序的控制進行讀寫操作。快閃記憶體實際上是EEPROM的一種。一般MOS閘極(Gate)和通道的間隔為氧化層之絕緣(gate oxide)，而Flash Memory的特色是在控制閘(Control gate)與通道間多了一層稱為「浮閘」(floating gate)的物質。拜這層浮閘之賜，使得Flash Memory可快速完成讀、寫、抹除等三種基本操作模式；就算在不提供電源給存儲的環境下，也能透過此浮閘，來保存數據的完整性。 Flash Memory晶元中單元格里的電子可以被帶有更高電壓的電子區還原為正常的1。Flash Memory採用內部閉合電路，這樣不僅使電子區能夠作用於整個晶元，還可以預先設定「區塊」(Block)。在設定區塊的同時就將晶元中的目標區域擦除干凈，以備重新寫入。傳統的EEPROM晶元每次只能擦除一個位元組，而Flash Memory每次可擦寫一塊或整個晶元。Flash Memory的工作速度大幅領先於傳統EEPROM晶元。 MSM（磁表面存儲）是用非磁性金屬或塑料作基體，在其表面塗敷、電鍍、沉積或濺射一層很薄的高導磁率、硬矩磁材料的磁面，用磁層的兩種剩磁狀態記錄信息"0"和"1"。基體和磁層合稱為磁記錄介質。依記錄介質的形狀可分別稱為磁卡存儲器、磁帶存儲器、磁鼓存儲器和磁碟存儲器。計算機中目前廣泛使用的MSM是磁碟和磁帶存儲器。硬碟屬於MSM設備。ODM（光碟存儲）和MSM類似，也是將用於記錄的薄層塗敷在基體上構成記錄介質。不同的是基體的圓形薄片由熱傳導率很小，耐熱性很強的有機玻璃製成。在記錄薄層的表面再塗敷或沉積保護薄層，以保護記錄面。記錄薄層有非磁性材料和磁性材料兩種，前者構成光碟介質，後者構成磁光碟介質。ODM是目前輔存中記錄密度最高的存儲器，存儲容量很大且碟片易於更換。缺點是存儲速度比硬碟低一個數量級。現已生產出與硬碟速度相近的ODM。CD-ROM、DVD-ROM等都是常見的ODM。

③ 存儲單元原理是什麼

存儲單元原理是計算機科學中的基礎概念之一。存儲單元是計算機中用來存儲數據和信息的部件。這些單元可以是內存中的存儲器單元，也可以是外存中的存儲設備，如硬碟、快閃記憶體驅動器等。
存儲單元可以分為兩類：主存和輔存。主存是計算機中的高速緩存，用來存儲當前正在使用的數據和程序。輔存則是計算機中的慢速存儲，如硬碟和快閃記憶體驅動器，用來存儲長期需要保留的數據和程序。
還有一個關於存儲單元的原理還有就是定址方式。主存和輔存的定址方式有所不同。主存一般採用線性定址方式，也就是使用連續的地址編號來定址。輔存一般採用非連續的物理塊定址方式。

④ ram原理圖

我們很多的Chip中都有ram作為存儲器，存儲器是能存儲數據，並當給出地址碼時能讀出數據的裝置。根據存儲方式的不同，存儲器可以分為隨機存儲器（ram）和只讀存儲器（rom）兩大類。
ram的原意是不管對於哪一個存儲單元，都可以以任意的順序存取數據，而且存取所花的時間都相等。即使不能完全達到以任意的順序存取，凡是能以相同的動作順序和相同的動作時間進行存入和讀出的半導體存儲器都包括在ram中。
按照存放信息原理的不同，隨機存儲器又可分為靜態和動態兩種。靜態ram是以雙穩態元件作為基本的存儲單元來保存信息的，因此，其保存的信息在不斷電的情況下，是不會被破壞的；而動態ram是靠電容的充、放電原理來存放信息的，由於保存在電容上的電荷，會隨著時間而泄露，因而會使得這種器件中存放的信息丟失，必須定時進行刷新。

一般一個存儲器系統由以下幾部分組成。
1．基本存儲單元
一個基本存儲單元可以存放一位二進制信息，其內部具有兩個穩定的且相互對立的狀態，並能夠在外部對其狀態進行識別和改變。不同類型的基本存儲單元，決定了由其所組成的存儲器件的類型不同。靜態ram的基本存儲單元是由兩個增強型的nm0s反相器交叉耦合而成的觸發器，每個基本的存儲單元由六個mos管構成，所以，靜態存儲電路又稱為六管靜態存儲電路。
圖為六管靜態存儲單元的原理示意圖。其中t1、t2為控制管，t3、t4為負載管。這個電路具有兩個相對的穩態狀態，若tl管截止則a＝「l」(高電平)，它使t2管開啟，於是b＝「0」(低電平)，而b＝「0」又進一步保證了t1管的截止。所以，這種狀態在沒有外觸發的條件下是穩定不變的。同樣，t1管導通即a＝「0」(低電平)，t2管截止即b＝「1」(高電平)的狀態也是穩定的。因此，可以用這個電路的兩個相對穩定的狀態來分別表示邏輯「1」和邏輯「0」。
當把觸發器作為存儲電路時，就要使其能夠接收外界來的觸發控制信號，用以讀出或改變該存儲單元的狀態，這樣就形成了如下右圖所示的六管基本存儲電路。其中t5、t6為門控管。

(a) 六管靜態存儲單元的原理示意圖 (b) 六管基本存儲電路
圖 六管靜態存儲單元（我們常看到的還有把t3&t1的gate連到一起，把t2&t4的gate連到一起）
當x解碼輸出線為高電平時，t5、t6管導通，a、b端就分別與位線d0及 相連；若相應的y解碼輸出也是高電平，則t7、t8管(它們是一列公用的，不屬於某一個存儲單元)也是導通的，於是d0及 (這是存儲單元內部的位線)就與輸入/輸出電路的i/o線及 線相通。
寫入操作：寫入信號自i/o線及 線輸入，如要寫入「1」，則i/o線為高電平而 線為低電平，它們通過t7、t8管和t5、t6管分別與a端和b端相連，使a=「1」，b=「0」，即強迫t2管導通，tl管截止，相當於把輸入電荷存儲於tl和t2管的柵級。當輸入信號及地址選擇信號消失之後，t5、t6、t7、t8都截止。由於存儲單元有電源及負載管，可以不斷地向柵極補充電荷，依靠兩個反相器的交叉控制，只要不掉電，就能保持寫入的信息「1」，而不用再生(刷新)。若要寫入「0」，則 線為低電乎而i/o線為高電平，使tl管導通，t 2管截止即a=「0」，b=「1」。
讀操作：只要某一單元被選中，相應的t5、t6、t7、t8均導通，a點與b點分別通過t5、t6管與d0及 相通，d0及 又進一步通過t7、t8管與i/o及 線相通，即將單元的狀態傳送到i/o及 線上。
由此可見，這種存儲電路的讀出過程是非破壞性的，即信息在讀出之後，原存儲電路的狀態不變。

⑤ 簡述EEPROM存儲單元的工作原理

當控制柵相當於漏極+21V電壓時，由於電容耦合，浮柵上形成一個正電位，使隧道氧化層中的電場可達10^7V/cm以上，這樣便會發生Fowler-Nordheim隧道效應，電子通過氧化層對浮柵充電。這種隧道效應是可逆的，若控制柵接地，漏極加21V電壓，則電子從浮柵穿過隧道氧化層跑到漏極，使浮柵放電。

⑥ 什麼是存儲器工作原理是什麼

存儲器是現代信息技術中用於保存信息的記憶設備，那麼你對存儲器了解多少呢?以下是由我整理關於什麼是存儲器，希望大家喜歡!

存儲器的簡介

存儲器的主要功能是存儲程序和各種數據，並能在計算機運行過程中高速、自動地完成程序或數據的存取。存儲器是具有“記憶”功能的設備，它採用具有兩種穩定狀態的物理器件來存儲信息。這些器件也稱為記憶元件。在計算機中採用只有兩個數碼“0”和“1”的二進制來表示數據。記憶元件的兩種穩定狀態分別表示為“0”和“1”。日常使用的十進制數必須轉換成等值的二進制數才能存入存儲器中。計算機中處理的各種字元，例如英文字母、運算符號等，也要轉換成二進制代碼才能存儲和操作。

存儲器：存放程序和數據的器件

存儲位：存放一個二進制數位的存儲單元，是存儲器最小的存儲單位，或稱記憶單元

存儲字：一個數(n位二進制位)作為一個整體存入或取出時，稱存儲字

存儲單元：存放一個存儲字的若干個記憶單元組成一個存儲單元

存儲體：大量存儲單元的集合組成存儲體

存儲單元地址：存儲單元的編號

字編址：對存儲單元按字編址

位元組編址：對存儲單元按位元組編址

定址：由地址尋找數據，從對應地址的存儲單元中訪存數據。

以存儲體(大量存儲單元組成的陣列)為核心，加上必要的地址解碼、讀寫控制電路，即為存儲集成電路;再加上必要的I/O介面和一些額外的電路如存取策略管理，則形成存儲晶元，比如手機中常用的存儲晶元。得益於新的IC製造或晶元封裝工藝，現在已經有能力把DRAM和FLASH存儲單元集成在單晶元里。存儲晶元再與控制晶元(負責復雜的存取控制、存儲管理、加密、與其他器件的配合等)及時鍾、電源等必要的組件集成在電路板上構成整機，就是一個存儲產品，如U盤。從存儲單元(晶體管陣列)到存儲集成電路再到存儲設備，都是為了實現信息的存儲，區別是層次的不同。

存儲器的構成

構成存儲器的存儲介質，存儲元，它可存儲一個二進制代碼。由若干個存儲元組成一個存儲單元，然後再由許多存儲單元組成一個存儲器。一個存儲器包含許多存儲單元，每個存儲單元可存放一個位元組(按位元組編址)。每個存儲單元的位置都有一個編號，即地址，一般用十六進製表示。一個存儲器中所有存儲單元可存放數據的總和稱為它的存儲容量。假設一個存儲器的地址碼由20位二進制數(即5位十六進制數)組成，則可表示2的20次方，即1M個存儲單元地址。每個存儲單元存放一個位元組，則該存儲器的存儲容量為1MB。

存儲器的工作原理

這里只介紹動態存儲器(DRAM)的工作原理。

動態存儲器每片只有一條輸入數據線，而地址引腳只有8條。為了形成64K地址，必須在系統地址匯流排和晶元地址引線之間專門設計一個地址形成電路。使系統地址匯流排信號能分時地加到8個地址的引腳上，藉助晶元內部的行鎖存器、列鎖存器和解碼電路選定晶元內的存儲單元，鎖存信號也靠著外部地址電路產生。

當要從DRAM晶元中讀出數據時，CPU首先將行地址加在A0-A7上，而後送出RAS鎖存信號，該信號的下降沿將地址鎖存在晶元內部。接著將列地址加到晶元的A0-A7上，再送CAS鎖存信號，也是在信號的下降沿將列地址鎖存在晶元內部。然後保持WE=1，則在CAS有效期間數據輸出並保持。

當需要把數據寫入晶元時，行列地址先後將RAS和CAS鎖存在晶元內部，然後，WE有效，加上要寫入的數據，則將該數據寫入選中的存貯單元。

由於電容不可能長期保持電荷不變，必須定時對動態存儲電路的各存儲單元執行重讀操作，以保持電荷穩定，這個過程稱為動態存儲器刷新。PC/XT機中DRAM的刷新是利用DMA實現的。首先應用可編程定時器8253的計數器1，每隔1⒌12μs產生一次DMA請求，該請求加在DMA控制器的0通道上。當DMA控制器0通道的請求得到響應時，DMA控制器送出到刷新地址信號，對動態存儲器執行讀操作，每讀一次刷新一行。

存儲器的分類

按存儲介質

半導體存儲器：用半導體器件組成的存儲器。

磁表面存儲器：用磁性材料做成的存儲器。

按存儲方式

隨機存儲器：任何存儲單元的內容都能被隨機存取，且存取時間和存儲單元的物理位置無關。

順序存儲器：只能按某種順序來存取，存取時間和存儲單元的物理位置有關。

按讀寫功能

只讀存儲器(ROM)：存儲的內容是固定不變的，只能讀出而不能寫入的半導體存儲器。

隨機讀寫存儲器(RAM)：既能讀出又能寫入的半導體存儲器。

按信息保存性

非永久記憶的存儲器：斷電後信息即消失的存儲器。

永久記憶性存儲器：斷電後仍能保存信息的存儲器。

按用途

根據存儲器在計算機系統中所起的作用，可分為主存儲器、輔助存儲器、高速緩沖存儲器、控制存儲器等。

為了解決對存儲器要求容量大，速度快，成本低三者之間的矛盾，通常採用多級存儲器體系結構，即使用高速緩沖存儲器、主存儲器和外存儲器。

用途特點

高速緩沖存儲器Cache 高速存取指令和數據存取速度快，但存儲容量小

主存儲器內存存放計算機運行期間的大量程序和數據存取速度較快，存儲容量不大

外存儲器外存存放系統程序和大型數據文件及資料庫存儲容量大，位成本低

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