固態(tài)存儲器

在電子設(shè)備中，固態(tài)存儲器的應(yīng)用非常廣泛。比如計算機主板的BIOS就是存儲在固態(tài)存儲器中。

在高速數(shù)據(jù)交換設(shè)備中，由于固態(tài)存儲器使用晶體管來存儲數(shù)據(jù)，所以在高頻率下，固態(tài)存儲器可以進(jìn)行非?？焖俚臄?shù)據(jù)交換。比如內(nèi)存和CPU中的高速緩存。

在超小體積的設(shè)備中，固態(tài)存儲器扮演著舉足輕重的地位。因為有固態(tài)存儲器，我們的電子設(shè)備才能做得更小。橡皮大的MP3播放器、小到只有指甲蓋大的U盤和內(nèi)存卡，這些都在方便者我們的生活。

隨著制作工藝的提高，單位面積內(nèi)的晶體管數(shù)量不斷增加，單位面積的數(shù)據(jù)容量也在不斷提高。由于固態(tài)存儲器的抗震、低功耗、高速的特性，由固態(tài)存儲器制成的固態(tài)硬盤已經(jīng)逐步克服了早期低容量的缺點，開始大量民用。但由于成本較高，售價一直處于高位。

國際上航天領(lǐng)域是從上世紀(jì)90年代初開始研制固態(tài)大容量數(shù)據(jù)存儲器的，1996年開始投入商業(yè)使用。以美國TRW衛(wèi)星研制公司(現(xiàn)為美國VCI公司)和歐洲ASTRIUM公司為代表，生產(chǎn)出了第一代大容量固態(tài)存儲器。如TRW公司為美國NASA的CASSINI航天器設(shè)計的大容量固態(tài)存儲器的存儲容量為2Gbits，每個存儲模塊為4Mbits，結(jié)構(gòu)為DRAM器件，輸入或輸出數(shù)據(jù)速率分別為2Mbps。歐空局CLUSTERI衛(wèi)星也采用了相關(guān)產(chǎn)品，技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于當(dāng)時同類航天器如伽利略和哈勃望遠(yuǎn)鏡等使用的磁帶機。隨著半導(dǎo)體存儲芯片集成密度的不斷增加以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，在功耗、體積以及重量一定的情況下，固態(tài)大容量存儲器的存儲容量、壽命以及輸入、輸出速率得到了迅速的發(fā)展。20世紀(jì)初，第二代大容量固態(tài)存儲器問世，其結(jié)構(gòu)為SDRAM器件，每個存儲模塊可達(dá)2Gbits，輸入或輸出數(shù)據(jù)速率可達(dá)20Mbps。實際上，受集成度及價格的約束，如今大容量固態(tài)存儲器已經(jīng)很少采用SRAM芯片作為主存儲介質(zhì)，而基于閃存技術(shù)的NAND FLASH芯片已經(jīng)占據(jù)了主流地位。

固態(tài)存儲器是相對于磁盤、光盤一類的，不需要讀寫頭、不需要存儲介質(zhì)移動(轉(zhuǎn)動)讀寫數(shù)據(jù)的存儲器。

固態(tài)存儲器是通過存儲芯片內(nèi)部晶體管的開關(guān)狀態(tài)來存儲數(shù)據(jù)的，由于固態(tài)存儲器沒有讀寫頭、不需要轉(zhuǎn)動，所以固態(tài)存儲器擁有耗電少、抗震性強的優(yōu)點。由于成本較高，多以目前大容量存儲中仍然使用機械式硬盤;但在小容量、超高速、小體積的電子設(shè)備中，固態(tài)存儲器擁有非常大的優(yōu)勢。

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

CPU能直接訪問的存儲器稱為內(nèi)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(diào)入內(nèi)存儲器后才能為CPU進(jìn)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(nèi)容的副本。可直接與CPU交換數(shù)據(jù)和指令。目前主要由雙極型半導(dǎo)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(gòu)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。