一、主存储器的基本组成

（一）、基本的半导体元件

注：MOS管可理解为一种电控开关，输入电压达到某个阈值时，MOS管就可以接通。

（二）、存储器芯片的基本原理

（三）、总结

二、SRAM 和 DRAM

动态RAM（Dynamic Random Access Memory）DRAM静态RAM（Static Random Access Memory）SRAM

DRAM用于主存、SRAM用于Cache

（一）、栅极电容 V.S. 双稳态触发器

DRAM芯片：使用栅极电容存储信息 SRAM芯片：使用双稳态触发器存储信息 核心区别：存储元不一样

可以看到双稳态触发器使用 6个MOS管，栅极电容使用一个 MOS 管，故 SRAM 与 DRAM 的一些特性可以由此得到。

栅极电容：电容内的电荷只能维持2ms。即便不断电，2ms后信息也会消失。2ms之内必须“刷新”一次（给电容充电）。

双稳态触发器：只要不断电，触发器的状态就不会改变。

（二）、DRAM 的刷新

1. 多久需要刷新一次？ 刷新周期：一般为2ms。
2. 每次刷新多少存储单元？以行为单位，每次刷新一行存储单元。 注：DRAM 使用行列地址，可以减少选通线的数量。

假设DRAM内部结构排列成128×128 的形式，读/写周期0.5us ，2ms 共 2ms/0.5us = 4000 个周期

1. 分散刷新

思路一：每次读写完都刷新一行。 方式：系统的存取周期变为1us，前0.5us时间用于正常读写 后0.5us时间用于刷新某行。

2. 集中刷新

思路二：2ms 内集中安排时间全部刷新。 方式：系统的存取周期还是0.5us，有一段时间专门用于刷新，无法访问存储器，称为访存“死区”。

3. 异步刷新

思路三：2ms内每行刷新1次即可 。 方式：2ms内需要产生128次刷新请求每隔 2ms/128 = 15.6us 一次，每15.6us内有0.5us的“死时间”。

（三）、DRAM 的行列地址划分

（四）、DRAM 的地址线复用技术

行、列地址分两次送，可使地址线更少，芯片引脚更少。

（五）、DRAM 与 SRAM 比较

三、只读存储器（ROM）

逻辑上，主存由 RAM+ROM 组成，且二者常统一编址

RAM芯片 —— 易失性，断电后数据消失。 ROM芯片 —— 非易失性，断电后数据不会丢失。很多ROM也具有“随机存取”的特性。

（一）、ROM 的种类

• MROM（Mask Read-Only Memory）——掩模式只读存储器：

任何人不可重写（只能读出）

• PROM（Programmable Read-Only Memory）——可编程只读存储器

写一次之后就不可更改

• EPROM（Erasable Programmable Read-Only Memory）——可擦除可编程只读存储器

可进行多次重写

• EEPROM（也常记为 E 2 P R O M E^2PROM E2PROM，第一个 E 是 Electrically）

可用“电擦除”的方式，擦除特定的字。

• Flash Memory —— 闪速存储器（注：U盘、SD卡就是闪存）

在EEPROM 基础上发展而来，断电后也能保存信息，且可进行多次快速擦除重写。

• SSD（Solid State Drives）—— 固态硬盘

由控制单元+存储单元（Flash 芯片）构成，与闪速存储器的核心区别在于控制单元不一样，但存储介质都类似，可进行多次快速擦除重写。

（二）、ROM 的总结