❶ 幾種新型非易失性存儲器
關鍵詞: 非易失性存儲器;FeRAM;MRAM;OUM引言更高密度、更大帶寬、更低功耗、更短延遲時問、更低成本和更高可靠性是存儲器設計和製造者追求的永恆目標。根據這一目標,人們研究各種存儲技術,以滿足應用的需求。本文對目前幾種比較有競爭力和發展潛力的新型非易失性存儲器做了一個簡單的介紹。
圖1 MTJ元件結構示意圖鐵電存儲器(FeRAM)
鐵電存儲器是一種在斷電時不會丟失內容的非易失存儲器,具有高速、高密度、低功耗和抗輻射等優點。
當前應用於存儲器的鐵電材料主要有鈣鈦礦結構系列,包括PbZr1-xTixO3,SrBi2Ti2O9和Bi4-xLaxTi3O12等。鐵電存儲器的存儲原理是基於鐵電材料的高介電常數和鐵電極化特性,按工作模式可以分為破壞性讀出(DRO)和非破壞性讀出(NDRO)。DRO模式是利用鐵電薄膜的電容效應,以鐵電薄膜電容取代常規的存儲電荷的電容,利用鐵電薄膜的極化反轉來實現數據的寫入與讀取。鐵電隨機存取存儲器(FeRAM)就是基於DRO工作模式。這種破壞性的讀出後需重新寫入數據,所以FeRAM在信息讀取過程中伴隨著大量的擦除/重寫的操作。隨著不斷地極化反轉,此類FeRAM會發生疲勞失效等可靠性問題。目前,市場上的鐵電存儲器全部都是採用這種工作模式。
❷ 什麼是易失性存儲器什麼是非易失性存儲器
易失性存儲器就是在關閉計算機或者突然性、意外性關閉計算機的時候,裡面的數據會丟失,就像內存。非易失性存儲器在上面的情況下數據不會丟失,像硬碟等外存。
❸ 常見的儲存器有哪些
易失性存儲器就是和非易失性存儲器的唯一區別在於前者掉電數據會被清除。
1、 易失性存儲器的代表就是RAM,RAM又分DRAM(動態隨機存儲器)和SRAM(靜態隨機存儲器),他們之間不同在於生產工藝的不同,SRAM保存數據是靠晶體管鎖存的,DRAM保存數據靠電容充電來維持。SRAM的工藝復雜,生產成本高,所以貴,容量比較大的RAM我們都選用的是DRAM。而且SRAM速度較快。
2、 RAM既然是存儲器就要傳輸數據,傳輸數據就是通信。通信又分同步通信和非同步通信。前面我們所說的DRAM和SRAM都是非同步通信的,速率沒有SDRAM和SSRAM快。所以現在大容量RAM存儲器是選用SDRAM的。S(Synchronous同步)
3、 現在電腦裡面用的內存條就是RAM。我的電腦台式機用的是DDR3SDRAM,我的手機用的是DDR4 SDRAM,我的嵌入式開發板用的是DDR2 SDRAM。那麼DDR SDRAM和SDRAM的區別在於DDR(double data rate)雙倍速率。SDRAM只在時鍾的上升沿表示一個數據,而DDR SDRAM能在上升沿和下降沿都表示一個數據。DDR也一步步經過改良出現了一代、二代、三代,現在也有四代。
4、 Cache常見於CPU中,cache實質屬於SRAM,所以是造價高,但是速度快,比DRAM快,在電腦中體現在cache(sram)比內存(dram)快,所以cache作為CPU和內存之間通信的橋梁。
5、 那麼cache是怎麼加快CPU和內存的通信的呢?先了解cache是要解決CPU和內存之間的什麼矛盾。矛盾在於:CPU讀取速度快,而內存給的速度慢,這樣CPU要接一會數據等一會,浪費了CPU處理時間。我們把CPU常讀取的內存的數據放到cache中,CPU讀取cahce很快,這樣CPU就免了等待時間,CPU的處理速度就提高了。還有一個問題就是cache怎麼知道哪些是CPU的常用數據?其實cache存儲的是PU剛用過或循環使用的一部分數據,就是做一些數據的緩存。所以cache又叫緩存。
6、 非易失性存儲器常見的有ROM,FLASH,光碟,軟盤,機械硬碟。他們作用相同,只是實現工藝不一樣。
7、 光碟、軟盤和機械硬碟都很好理解,不做解釋。
8、 ROM(Read Only Memory)在以前就是只讀存儲器,就是說這種存儲器只能讀取它裡面的數據無法向裡面寫數據。實際是以前向存儲器寫數據不容易,所以這種存儲器就是廠家造好了寫入數據,後面不能再次修改。現在技術成熟了,ROM也可以寫數據,但是名字保留了下來。
9、ROM分為MASK ROM、OTPROM、EPROM、EEPROM。MASK ROM是掩膜ROM這種ROM是一旦廠家生產出來,使用者無法再更改裡面的數據。OTPROM(One Time Programable ROM)一次可變成存儲器,出廠後用戶只能寫一次數據,然後再也不能修改了,一般做存儲密鑰。EPROM(Easerable Programable ROM)這種存儲器就可以多次擦除然後多次寫入了。但是要在特定環境紫外線下擦除,所以這種存儲器也不方便寫入。EEPROM(Eelectrically Easerable Programable ROM)電可擦除ROM,現在使用的比較多因為只要有電就可擦除數據,就可以寫入數據。
10、 FLASH是一種可以寫入和讀取的存儲器,叫快閃記憶體,FLASH也叫FLASH ROM,有人把FLASH當做ROM。FLASH和EEPROM相比,FLASH的存儲容量大。FLASH的速度比現在的機械硬碟速度快,現在的U盤和SSD固態硬碟都是Nandflash。FLASH又分為Norflash和Nandflash。
❹ ROM是易失性存儲器還是非易事性存儲器
ROM和RAM指的都是半導體存儲器,ROM是Read Only Memory的縮寫,RAM是Random Access Memory的縮寫。ROM在系統停止供電的時候仍然可以保持數據,而RAM通常都是在掉電之後就丟失數據,典型的RAM就是計算機的內存。
因此,是非易失性存儲器
RAM 有兩大類,一種稱為靜態RAM(Static RAM/SRAM),SRAM速度非常快,是目前讀寫最快的存儲設備了,但是它也非常昂貴,所以只在要求很苛刻的地方使用,譬如CPU的一級緩沖,二級緩沖。另一種稱為動態RAM(Dynamic RAM/DRAM),DRAM保留數據的時間很短,速度也比SRAM慢,不過它還是比任何的ROM都要快,但從價格上來說DRAM相比SRAM要便宜很多,計算機內存就是DRAM的。
DRAM分為很多種,常見的主要有FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等,這里介紹其中的一種DDR RAM。
DDR RAM(Date-Rate RAM)也稱作DDR SDRAM,這種改進型的RAM和SDRAM是基本一樣的,不同之處在於它可以在一個時鍾讀寫兩次數據,這樣就使得數據傳輸速度加倍了。這是目前電腦中用得最多的內存,而且它有著成本優勢,事實上擊敗了Intel的另外一種內存標准-Rambus DRAM。在很多高端的顯卡上,也配備了高速DDR RAM來提高帶寬,這可以大幅度提高3D加速卡的像素渲染能力。
內存工作原理:
內存是用來存放當前正在使用的(即執行中)的數據和程序,我們平常所提到的計算機的內存指的是動態內存(即DRAM),動態內存中所謂的"動態",指的是當我們將數據寫入DRAM後,經過一段時間,數據會丟失,因此需要一個額外設電路進行內存刷新操作。
具體的工作過程是這樣的:一個DRAM的存儲單元存儲的是0還是1取決於電容是否有電荷,有電荷代表1,無電荷代表0。但時間一長,代表1的電容會放電,代表0的電容會吸收電荷,這就是數據丟失的原因;刷新操作定期對電容進行檢查,若電量大於滿電量的1/2,則認為其代表1,並把電容充滿電;若電量小於 1/2,則認為其代表0,並把電容放電,藉此來保持數據的連續性。
ROM也有很多種,PROM是可編程的ROM,PROM和 EPROM(可擦除可編程ROM)兩者區別是,PROM是一次性的,也就是軟體灌入後,就無法修改了,這種是早期的產品,現在已經不可能使用了,而 EPROM是通過紫外光的照射擦出原先的程序,是一種通用的存儲器。另外一種EEPROM是通過電子擦出,價格很高,寫入時間很長,寫入很慢。
舉個例子,手機軟體一般放在EEPROM中,我們打電話,有些最後撥打的號碼,暫時是存在SRAM中的,不是馬上寫入通過記錄(通話記錄保存在EEPROM中),
因為當時有很重要工作(通話)要做,如果寫入,漫長的等待是讓用戶忍無可忍的。
FLASH 存儲器又稱快閃記憶體,它結合了ROM和RAM的長處,不僅具備電子可擦除可編程(EEPROM)的性能,還不會斷電丟失數據同時可以快速讀取數據(NVRAM 的優勢),U盤和MP3里用的就是這種存儲器。在過去的20年裡,嵌入式系統一直使用ROM(EPROM)作為它們的存儲設備,然而近年來Flash全面代替了ROM(EPROM)在嵌入式系統中的地位,用作存儲Bootloader以及操作系統或者程序代碼或者直接當硬碟使用(U盤)。
❺ 指出下列存儲器哪些是易失性的哪些是非易失性的哪些是讀出破壞性的哪些是非讀出破壞性的
動態RAM,靜態RAM,cache是易失性的
ROM,磁碟,光碟是非易失性的