存储简介

存储器可以分为ram和rom两种
RAM
random access memory 随机存储,也叫主存,是与CPU直接交换数据的内部存储器。它可以随时读写(刷新时除外),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数据存储介质。RAM工作时可以随时从任何一个指定的地址写入(存入)或读出(取出)信息。它与ROM的最大区别是数据的易失性,即一旦断电所存储的数据将随之丢失。
分为SRAM和DRAM两种
SRAM static random access memory 静态随机存储,所谓静态是相对于dram的周期性刷新而言,sram不需要刷新,访问速度快,但是和dram比较起来集成度比较低,而且价格十分昂贵,一般只会用做cache(高速缓存);
DRAM dynamic random access memory 动态随机存储,主要的作用原理是利用电容内存储电荷的多寡来代表一个二进制比特(bit)是1还是0。由于在现实中晶体管会有漏电电流的现象,导致电容上所存储的电荷数量并不足以正确的判别数据,而导致数据毁损。所以对于dram而言,需要周期性充电(或称为刷新)。
如今用得非常广泛的固态硬盘的存储介质分为两种,一种是基于flash memory(是rom的类型的一种),一种是基于dram。
还有一个很常见的ddr,全称为ddr sdram double data rate synchronous dynamic random-access memory,sdram属于dram的一种
sdram: 有一个同步接口的动态随机存取内存(DRAM)。通常DRAM是有一个异步接口的,这样它可以随时响应控制输入的变化。而SDRAM有一个同步接口,在响应控制输入前会等待一个时钟信号,这样就能和计算机的系统总线同步。时钟被用来驱动一个有限状态机,对进入的指令进行管线(Pipeline)操作。这使得SDRAM与没有同步接口的异步DRAM(asynchronous DRAM)相比,可以有一个更复杂的操作模式。(百度百科)

ROM
read only memory 只读存储器,顾名思义,是一种在正常工作时其存储的数据固定不变,其中的数据只能读出,不能写入,即使断电也能够保留数据,所以ram中的random是相对于rom而言的,因为在最初的时候rom一旦在生产工厂被写定后,就不可以修改,所以它存储的内容是固定的,而ram因为属于易失存储,同时可以反复读写,所以存储内容可以视为随机的。
显然这种一旦写后就不可以更改的特性用处不是特别大,所以后来发展了很多种rom
(1) 掩膜工艺 ROM
(2) 可一次性编程 ROM(PROM)
(3) 紫外线擦除可改写 ROM(EPROM)
(4) 电擦除可改写 ROM(EEROM)
(5) 快闪 ROM(flash ROM)
  在 20 世纪 80 年代中期,人们发现把热载流子编程和隧穿擦除结合在一起是一种实现一个单管 EPROM 单元的方法,这种新技术被称为快闪存储器(flashROM)。这种技术结合了 EPROM 的编程能力和 EEPROM 的擦除能力,读写速度都很快。这种芯片的改写次数最大能达到 100 万次。
  flash memory 就是所谓的闪存,从技术上可以分为nand flash和nor flash两种,实际上flash应该是如今存储领域里发展得最快的。
  为什么在写flash之前要先擦除?我们可以从flash的存储原理上来了解
  要讲解闪存的存储原理,还是要从EPROM和EEPROM说起。
EPROM是指其中的内容可以通过特殊手段擦去,然后重新写入。其基本单元电路(存储细胞),常采用浮空栅雪崩注入式MOS电路,简称为FAMOS。它与MOS电路相似,是在N型基片上生长出两个高浓度的P型区,通过欧姆接触分别引出源极S和漏极D。在源极和漏极之间有一个多晶硅栅极浮空在SiO2绝缘层中,与四周无直接电气联接。这种电路以浮空栅极是否带电来表示存1或者0,浮空栅极带电后(譬如负电荷),就在其下面,源极和漏极之间感应出正的导电沟道,使MOS管导通,即表示存入0。若浮空栅极不带电,则不形成导电沟道,MOS管不导通,即存入1。
EEPROM基本存储单元电路的工作原理如下图所示。与EPROM相似,它是在EPROM基本单元电路的浮空栅的上面再生成一个浮空栅,前者称为第一级浮空栅,后者称为第二级浮空栅。可给第二级浮空栅引出一个电极,使第二级浮空栅极接某一电压VG。若VG为正电压,第一浮空栅极与漏极之间产生隧道效应,使电子注入第一浮空栅极,即编程写入。若使VG为负电压,强使第一级浮空栅极的电子散失,即擦除。擦除后可重新写入。
闪存的基本单元电路,与EEPROM类似,也是由双层浮空栅MOS管组成。但是第一层栅介质很薄,作为隧道氧化层。写入方法与EEPROM相同,在第二级浮空栅加以正电压,使电子进入第一级浮空栅。读出方法与EPROM相同。擦除方法是在源极加正电压利用第一级浮空栅与源极之间的隧道效应,把注入至浮空栅的负电荷吸引到源极。由于利用源极加正电压擦除,因此各单元的源极联在一起,这样,快擦存储器不能按字节擦除,而是全片或分块擦除。 到后来,随着半导体技术的改进,闪存也实现了单晶体管(1T)的设计,主要就是在原有的晶体管上加入了浮动栅和选择栅,
在源极和漏极之间电流单向传导的半导体上形成贮存电子的浮动棚。浮动栅包裹着一层硅氧化膜绝缘体。它的上面是在源极和漏极之间控制传导电流的选择/控制栅。数据是0或1取决于在硅底板上形成的浮动栅中是否有电子。有电子为0,无电子为1。
闪存就如同其名字一样,写入前删除数据进行初始化。具体说就是从所有浮动栅中导出电子。即将有所数据归“1”。
写入时只有数据为0时才进行写入,数据为1时则什么也不做。写入0时,向栅电极和漏极施加高电压,增加在源极和漏极之间传导的电子能量。这样一来,电子就会突破氧化膜绝缘体,进入浮动栅。
读取数据时,向栅电极施加一定的电压,电流大为1,电流小则定为0。浮动栅没有电子的状态(数据为1)下,在栅电极施加电压的状态时向漏极施加电压,源极和漏极之间由于大量电子的移动,就会产生电流。而在浮动栅有电子的状态(数据为0)下,沟道中传导的电子就会减少。因为施加在栅电极的电压被浮动栅电子吸收后,很难对沟道产生影响。(百度百科)

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