存儲器件

在計算機系統(tǒng)中，通常采用三級存儲器結構，即使用高速緩沖存儲器、主存儲器和外存儲器組成的結構。

CPU能直接訪問的存儲器稱為內存儲器，它包括高速緩沖存儲器和主存儲器.

CPU不能直接訪問外存儲器，外存儲器的信息必須調入內存儲器后才能為CPU進行處理.

1.高速緩沖存儲器(Cache)

也稱為快速緩沖存儲器，簡稱快存。它是計算機系統(tǒng)中的一個高速小容量的存儲器.臨時存放指令和數(shù)據(jù)，是主存內容的副本?？芍苯优cCPU交換數(shù)據(jù)和指令。目前主要由雙極型半導體存儲器組成.存取速度快，但存儲容量小。

2.主存儲器

主存儲器是計算機系統(tǒng)的主要存儲器。用來存放計算機運行期間的大量程序和數(shù)據(jù)。和快速緩沖存儲器交換數(shù)據(jù)和指令。也與外存交換數(shù)據(jù)。目前一般由MOS存儲器組成。

3.外存儲器

也稱為輔助存儲器，簡稱外存。由磁表面存儲器構成。目前主要使用磁盤存儲器和磁帶存儲器。特點是存儲容量大，但存取速度較慢。通常用來存放系統(tǒng)程序和大型數(shù)據(jù)文件及數(shù)據(jù)庫。

這里只介紹動態(tài)存儲器(DRAM)的工作原理。

動態(tài)存儲器每片只有一條輸入數(shù)據(jù)線，而地址引腳只有8條。為了形成64K地址，必須在系統(tǒng)地址總線和芯片地址引線之間專門設計一個地址形成電路。使系統(tǒng)地址總線信號能分時地加到8個地址的引腳上，借助芯片內部的行鎖存器、列鎖存器和譯碼電路選定芯片內的存儲單元，鎖存信號也靠著外部地址電路產(chǎn)生。

當要從DRAM芯片中讀出數(shù)據(jù)時，CPU 首先將行地址加在A0-A7上，而后送出RAS 鎖存信號，該信號的下降沿將地址鎖存在芯片內部。接著將列地址加到芯片的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芯片內部。然后保持WE=1，則在CAS有效期間數(shù)據(jù)輸出并保持。

當需要把數(shù)據(jù)寫入芯片時，行列地址先后將RAS和CAS鎖存在芯片內部，然后，WE有效，加上要寫入的數(shù)據(jù)，則將該數(shù)據(jù)寫入選中的存貯單元。

由于電容不可能長期保持電荷不變，必須定時對動態(tài)存儲電路的各存儲單元執(zhí)行重讀操作，以保持電荷穩(wěn)定，這個過程稱為動態(tài)存儲器刷新。PC/XT機中DRAM的刷新是利用DMA實現(xiàn)的。首先應用可編程定時器8253的計數(shù)器1，每隔1⒌12μs產(chǎn)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(tài)存儲器執(zhí)行讀操作，每讀一次刷新一行。

存儲器:存放程序和數(shù)據(jù)的器件;

存儲位:存放一個二進制數(shù)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(shù)(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;

字節(jié)編址:對存儲單元按字節(jié)編址;

尋址:由地址尋找數(shù)據(jù)，從對應地址的存儲單元中訪存數(shù)據(jù);

1.按存儲介質分類

(1)半導體存儲器用半導體器件組成的存儲器稱為半導體存儲器;特點:集成度高、容量大、體積小、存取速度快、功耗低、價格便宜、維護簡單.主要分兩大類:雙極型存儲器:TTL型和ECL型.金屬氧化物半導體存儲器(簡稱MOS存儲器):靜態(tài)MOS存儲器和動態(tài)MOS存儲器。

(2)磁表面存儲器用磁性材料做成的存儲器稱為磁表面存儲器，簡稱磁存儲器。它包括磁盤存儲器、磁帶存儲器等。特點:體積大、生產(chǎn)自動化程度低、存取速度慢，但存儲容量比半導體存儲器大得多且不易丟失。

(3)激光存儲器信息以刻痕的形式保存在盤面上，用激光束照射盤面，靠盤面的不同反射率來讀出信息。光盤可分為只讀型光盤(CD-ROM)、只寫一次型光盤(WORM)和磁光盤(MOD)三種.

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(shù)據(jù)、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)串行訪問存儲器(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行訪問存儲器。串行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行訪問存儲器，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行訪問存儲器，如磁盤存儲器，它介于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(jīng)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(jiān)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:斷電后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:斷電后仍能保持信息的存儲器，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(tǒng)中的作用分類

主存儲器 輔助存儲器緩沖存儲器 控制存儲器

一、 產(chǎn)品技術發(fā)展趨勢

存儲器芯片按存取方式(讀寫方式)可分為隨機存取存儲器芯片(RAM)和只讀存儲器芯片(ROM)。ROM中的信息只能被讀出，而不能被操作者修改或刪除，故一般用于存放固定的程序，如監(jiān)控程序、匯編程序等，以及存放各種表格。RAM主要用來存放各種現(xiàn)場的輸入、輸出數(shù)據(jù)，中間計算結果，以及與外部存儲器交換信息和作堆棧用。它的存儲單元根據(jù)具體需要可以讀出，也可以寫入或改寫。由于RAM由電子器件組成，所以只能用于暫時存放程序和數(shù)據(jù)，一旦關閉電源或發(fā)生斷電，其中的數(shù)據(jù)就會丟失。現(xiàn)在的RAM多為MOS型半導體電路，它分為靜態(tài)和動態(tài)兩種。靜態(tài)RAM是靠雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來記憶信息的;動態(tài)RAM是靠MOS電路中的柵極電容來記憶信息的。由于電容上的電荷會泄漏，需要定時給與補充，所以動態(tài)RAM需要設置刷新電路。但動態(tài)RAM比靜態(tài)RAM集成度高、功耗低，從而成本也低，適于作大容量存儲器。

按照不同的技術，存儲器芯片可以細分為EPROM、EEPROM、SRAM、DRAM、FLASH、MASK ROM和FRAM等。存儲器技術是一種不斷進步的技術，隨著各種專門應用不斷提出新的要求，新的存儲器技術也層出不窮，每一種新技術的出現(xiàn)都會使某種現(xiàn)存的技術走進歷史，因為開發(fā)新技術的初衷就是為了消除或減弱某種特定存儲器產(chǎn)品的不足之處。例如，閃存技術脫胎于EEPROM，它的一個主要用途就是為了取代用于PC機BIOS的EEPROM芯片，以便方便地對這種計算機中最基本的代碼進行更新。盡管目前非揮發(fā)性存儲器中最先進的就是閃存，但技術卻并未就此停步。生產(chǎn)商們正在開發(fā)多種新技術，以便使閃存也擁有像DRAM和SDRAM那樣的高速、低價、壽命長等特點?？傊?，存儲器技術將會繼續(xù)發(fā)展，以滿足不同的應用需求。就PC市場來說，更高密度、更大帶寬、更低功耗、更短延遲時間、更低成本的主流DRAM技術將是不二之選。而在其它非揮發(fā)性存儲器領域，供應商們正在研究閃存之外的各種技術，以便滿足不同應用的需求，未來必將有更多更新的存儲器芯片技術不斷涌現(xiàn)。

二、產(chǎn)品市場發(fā)展趨勢

1、FLASH的應用越來越廣泛

隨著FLASH在通信領域、消費領域、計算機領域的普遍應用，未來FLASH必將成為發(fā)展最快、最有市場潛力的存儲器芯片產(chǎn)品。

在電信領域，我國電信運營商已經(jīng)開通了彩信業(yè)務，以MOTOROLA 388和多普達為代表的"PDA+手機"已經(jīng)得到越來越多的消費者的青睞。這些多功能移動電話需要更大的存儲容量，以存儲更大的程序和更多的數(shù)據(jù)。在移動電話中FLASH還有一個更大的應用--可拆卸式閃存卡。下一代以信息為中心的手機將對閃存卡有很大的需求，手機使用者可用閃存卡來儲存欲在無線網(wǎng)絡中傳送的影像，或作檔案備份或其它用途。目前有多家手機制造商宣布計劃在未來的手機上采用閃存卡，包括Sony Ericsson的P800、NTT DoCoMo的i-shot mova D25li、LexarMedia的Secure Digital閃存卡等。

在消費領域，F(xiàn)LASH主要應用在PDA、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝象機、MP3等數(shù)字電子產(chǎn)品，在這些產(chǎn)品中的應用，更多的是以FDD、Compact Flash、SmartMedia、clik、Microdrive與Memory Stick等閃存卡形式。隨著經(jīng)濟的發(fā)展及科技的進步，消費者對數(shù)碼相機、數(shù)碼攝象機的認同感越來越強，已掀起了一股數(shù)字消費潮流，數(shù)字消費電子產(chǎn)品對FLASH的需求潛力很大。

在計算機領域，F(xiàn)LASH最早的應用是在BIOS中取代PROM和EPROM以適應消費者對計算機的升級需求。另外，基于USB的移動閃存以其大容量、易攜帶、速度快等優(yōu)勢，受到越來越多的消費者的青睞，可以預期移動閃存市場將會出現(xiàn)爆炸式的增長，對FLASH的市場需求前景非常光明。

2、基于FLASH的移動存儲器逐漸取代軟盤移動閃存不僅具有易于操作和方便攜帶的特點，同時，移動閃存還具有高速、輕便、技術先進、大存儲量的特點，因此移動閃存不僅將成為個人存儲應用的主要產(chǎn)品，而且還將在各類企業(yè)、學校及行業(yè)用戶領域具有廣泛的應用前景，必將成為未來存儲市場的主流。

自從朗科公司在國內最先推出閃存產(chǎn)品"朗科優(yōu)盤"之后，這種新型的移動儲存產(chǎn)品就將矛頭直接指向了計算機最老的配置之一--軟驅。朗科公司最早提出了"取代軟盤軟驅"的口號。而市場似乎也應合了這一趨勢。

2002年剛過新年，Intel公司就已經(jīng)對外宣布將在新款處理器中徹底停止對軟驅的支持。而三星公司也宣布要在所有三星新款電腦中以USB移動存儲盤徹底取代軟驅。占據(jù)磁盤50%市場的索尼在1個月前也以極快的速度成立了一個閃盤事業(yè)部，專門負責自有品牌閃盤的推廣工作。國內的IT廠商聯(lián)想、方正也先后宣布旗下V系列筆記本電腦、商祺9000電腦選擇朗科優(yōu)盤為標準配置，從而徹底廢除了軟驅。

其實移動存儲盤取代軟驅，從任何一個方面來看都是理所當然的。從技術上來看，閃存的讀取速度和容量大大高于軟驅，使用壽命也更長。有些移動存儲盤還具有抗震性能。軟盤不僅體積相對較大，而且讀取速度慢、使用壽命短、容量小。從價格上看，32M的閃存盤是軟驅的兩倍左右，可是性能等方面卻是后者的20-30倍。據(jù)了解，2002年閃存的市場容量將達到150萬片。對于一種新產(chǎn)品而言，這樣的市場容量是誘人的。因此，聯(lián)想、清華同方等也受不住誘惑，相繼推出自己的閃存產(chǎn)品:魔盤和惠存星鉆。而國外的LG和美國百事靈也相繼進入了我國移動閃存市場。

3、DDR SDRAM將逐步取代RDRAM成為市場主流

存儲器芯片市場發(fā)展趨勢有兩大陣營:RDRAM(RAMBUS)和DDR與PC133。無論哪種產(chǎn)品，若想在市場獲得成功，除了技術外最關鍵的是能否獲得產(chǎn)業(yè)鏈中芯片組、OEM廠商和組裝電腦廠商大力支持。

RDRAM出貨量最多的三星電子公司稱，RDRAM的需求量在過去幾個月中大幅增加，這種存儲器芯片芯片預計將占這家韓國公司DRAM全年產(chǎn)量的10%以上。中國我國臺灣省硅統(tǒng)公司2002年7月份推出了R658芯片組，該芯片組支持RDRAM，包括新的1066MHz芯片。但業(yè)內最重要的芯片組廠商英特爾于2002年8月證實，該公司將逐漸停止生產(chǎn)支持Rambus公司RDRAM存儲器芯片的個人電腦和工作站，取而代之的是DDR和SDRAM存儲器芯片。

這標志著Rambus公司和英特爾一度非常密切的伙伴關系走到了盡頭。英特爾曾試圖將RDRAM存儲器芯片作為下一代個人電腦的主流存儲器芯片，但未獲成功。英特爾公司聲稱所有的新芯片組將只支持DDR存儲器芯片。支持RDRAM存儲器芯片的英特爾臺式850芯片組將一直延用至2005年，但其后將不會再推出采用RDRAM存儲器芯片的新產(chǎn)品。其850系列將在幾個月內進行升級，以支持新的1066MHz RDRAM存儲器芯片芯片，但不會進一步升級850系列，使其支持1200MHz或1300MHz的RDRAM存儲器芯片。

由于采用DDR存儲器芯片的兩款新的工作站芯片組，即采用Xeon雙處理器的Placer芯片組和采用Xeon單處理器的Granite Bay芯片組將在2002年第四季度面市。它們出現(xiàn)之日就是860系列消失之時，因此沒有必要升級860系列，使其支持1066MHz的RDRAM。新款Placer芯片組將支持PCI-X和AGP8X，并可升級至支持DDR266，將來可能會支持DDR333。現(xiàn)存的845系列芯片組將在第四季度升級至支持DDR333。

DDR SDRAM由于得到了產(chǎn)業(yè)鏈的支持，將逐漸取代RDRAM成為市場主流。

新浪科技:什么是存儲器

IT技術庫:存儲器

在計算機系統(tǒng)中存儲層次可分為高速緩沖存儲器、主存儲器、輔助存儲器三級。高速緩沖存儲器用來改善主存儲器與中央處理器的速度匹配問題。輔助存儲器用于擴大存儲空間。