RAM的工作原理

Python031

RAM的工作原理,第1张

RAM(random access memory)随机存储器。存储单元的内容可按需随意取出或存入,且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器。这种存储器在断电时将丢失其存储内容,故主要用于存储短时间使用的程序。 按照存储信息的不同,随机存储器又分为静态随机存储器(Static RAM,SRAM)和动态随机存储器(Dynamic RAM,DRAM)。

既然内存是用来存放当前正在使用的(即执行中)的数据和程序,那么它是怎么工作的呢?我们平常所提到的计算机的内存指的是动态内存(即DRAM),动态内存中所谓的“动态”,指的是当我们将数据写入DRAM后,经过一段时间,数据会丢失,因此需要一个额外设电路进行内存刷新操作。具体的工作过程是这样的:一个DRAM的存储单元存储的是0还是1取决于电容是否有电荷,有电荷代表1,无电荷代表0。但时间一长,代表1的电容会放电,代表0的电容会吸收电荷,这就是数据丢失的原因;刷新操作定期对电容进行检查,若电量大于满电量的1/2,则认为其代表1,并把电容充满电;若电量小于1/2,则认为其代表0,并把电容放电,藉此来保持数据的连续性。

类似于微处理器,存储器芯片也是一种由数以百万计的晶体管和电容器构成的集成电路 (IC)。计算机存储器中最为常见的一种是动态随机存取存储器 (DRAM),在 DRAM 中晶体管和电容器合在一起就构成一个存储单元,代表一个数据位元。电容器保存信息位 -- 0 或 1(有关位的信息,请参阅比特和字节的奥秘)。晶体管起到了开关的作用,它能让内存芯片上的控制线路读取电容上的数据,或改变其状态。

电容器就像一个能够储存电子的小桶。要在存储单元中写入 1,小桶内就充满电子。要写入 0,小桶就被清空。电容器桶的问题在于它会泄漏。只需大约几毫秒的时间,一个充满电子的小桶就会漏得一干二净。因此,为了确保动态存储器能正常工作,必须由 CPU 或是由内存控制器对所有电容不断地进行充电,使它们在电子流失殆尽之前能保持 1 值。为此,内存控制器会先行读取存储器中的数据,然后再把数据写回去。这种刷新操作每秒钟要自动进行数千次。

动态 RAM 存储单元中的电容器就像是一个漏水的小桶。

它需要定时刷新,否则电子泄漏会使它变为 0 值。

动态 RAM 正是得名于这种刷新操作。动态 RAM 需要不间断地进行刷新,否则就会丢失它所保存的数据。这一刷新动作的缺点就是费时,并且会降低内存速度。

存储单元由硅晶片蚀刻而成,位于由记忆列(位线)和记忆行(字线)组成的阵列之中。位线和字线相交,就形成了存储单元的地址。

将位元排列在二维栅格中,就构成了内存。

在上图中,红色的存储单元代表 1 值,而白色的存储单元代表 0 值。

在演示动画片中,先选出一个记忆列,然后对记忆行进行充电以将数据写入指定的记忆列中。

DRAM 工作时会向选定的记忆列 (CAS) 发送电荷,以激活该记忆列上每个位元处的晶体管。写入数据时,记忆行线路会使电容保持应有状态。读取数据时,由灵敏放大器测定电容器中的电量水平。如果电量水平大于 50%,就读取 1 值;否则读取 0 值。计数器会跟踪刷新序列,即记录下哪些行被访问过,以及访问的次序。完成全部工作所需的时间极短,需要以纳秒(十亿分之一秒)计算。存储器芯片被列为 70 纳秒级的意思是,该芯片读取单个存储单元并完成再充电总共需要 70 纳秒。

如果没有读写信息的策略作为支持,存储单元本身是毫无价值的。所以存储单元拥有一整套由其他类型的专用电路构成的底层设施。这些电路具有下列功能:

判别记忆行和记忆列的地址(行选址和列选址)

记录刷新序列(计数器)

从存储单元中读取、恢复数据(灵敏放大器)

告知存储单元是否接受电荷(写保护)

内存控制器要执行其他一些任务,包括识别存储器的类型、速度和容量,以及检错等等。

静态 RAM 使用了截然不同的技术。静态 RAM 使用某种触发器来储存每一位内存信息(欲了解有关触发器的详细信息,请查阅布尔逻辑的奥秘一文)。存储单元使用的触发器是由引线将 4-6 个晶体管连接而成,但无须刷新。这使得静态 RAM 要比动态 RAM 快得多。但由于构造比较复杂,静态 RAM 单元要比动态 RAM 占据更多的芯片空间。所以单个静态 RAM 芯片的存储量会小一些,这也使得静态 RAM 的价格要贵得多。

静态 RAM 速度快但价格贵,动态 RAM 要便宜一些,但速度更慢。因此,静态 RAM 常用来组成 CPU 中的高速缓存,而动态 RAM 能组成容量更大的系统内存空间。

区别如下:

1、概念

RAM(random access memory)即随机存储内存,这种存储器在断电时将丢失其存储内容,故主要用于存储短时间使用的程序。ROM(Read-Only Memory)即只读内存,是一种只能读出事先所存数据的固态半导体存储器。

2、对比

手机中的RAM和ROM分别对应电脑的内存和硬盘,内存负责程序的运行以及数据交换,有了它,电脑中的软件才能运行,并有了进程;而硬盘就是一块存储空间,您可以存储各种各样的文件,包括视频、照片、音乐、软件等。

3、手机 RAM

手机中的RAM和ROM与电脑类似,由于RAM被称为随机存取内存,也就是运行内存,它支撑的是手机软件的运行,存放手机软件运行后进行的数据交换等工作。

也就是,RAM决定了您的手机可以开多少后台程序,当然,RAM越大,手机的运行速度就越快。一旦手机关机,RAM中的数据就丢失,开机后也不会恢复。

4、手机 ROM

ROM被称为只读内存,即只能读不能随意写,也就是只能读取里面的数据,而不能随意修改和删除里面的数据,就像安卓系统Root前是无法修改系统文件的,这都是一个道理。但是,为什么我们可以在里面存储照片呢?

其实,现在ROM的概念也包含了可以“写”(删除、修改文件)的概念,尤其在安卓系统中。所以ROM包含了一部分手机系统占据的空间,剩余的空间您就可以用来存储您的视频、照片、音乐等,并且可以随意删除和修改。

扩展资料:

运行内存

运行内存是指手机运行程序时的内存,也叫RAM(简称运存)。而另一个内存是用来存储东西的内存,就像8G的MP4一样,它拥有8G的存储空间,这种内存为一般叫的手机内存。

用电脑比较的话手机的运行内存就是电脑的内存,是不可以作为储存数据的介质的。

手机的“内存”通常指“运行内存”及“非运行内存”。手机的“运行内存”相当于电脑的内存,即RAM。而手机的“非运行内存”,相当于电脑的硬盘,厂家常直接称其为手机内存,也就是所谓的ROM。RAM越大,手机能运行多个程序且流畅;ROM越大,就像硬盘越大,能存放更多的数据。

拥有更大的运行内存的话手机可以打开更多的程序,如果本身容量足够的话并不能提升多少运行程序的速度,只能说更大的运行内存能更好的保证手机的正常运行。

手机的运行内存是指运行程序时存储或者暂时存储的地方,而CPU是用来计算的。

参考资料来源:百度百科:运行内存