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這期內(nèi)容當(dāng)中小編將會給大家?guī)碛嘘P(guān)原理與分類是怎么樣的,文章內(nèi)容豐富且以專業(yè)的角度為大家分析和敘述,閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。
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儲器類型有很多,常見的有ROM(Read-onlymemory只讀的),RAM(Random-accessmemory可讀可寫的),還有一類被大家忽略的CAM(可以自行百度)。
網(wǎng)上另一種方法把SRAM/DRAM/DDRAM歸為RAM類,ROM/EEPROM/HDD/FLASH歸到ROM類。其實(shí),這種歸類方法大致是以掉電是否丟失信息的標(biāo)準(zhǔn)劃歸的,而不是簡單的readonly。
下文不采用上述方法分類
目前主流存儲器大部分都是RAM,在RAM中按原理還分為兩類——易失性的(Volatile)和非易失的(Non-Volatile),區(qū)別在于斷電后是否保存數(shù)據(jù)。易失性存儲器有SRAM、DRAM、SDRAM和DDR等,主要用途分別是高速緩存(cache)和內(nèi)存條。非易失性存儲器主要是包含硬盤(磁學(xué),HardDisk Drive, HDD)、Flash、光盤(光學(xué)),用在我們的U盤,SD卡和SSD硬盤中。下文中不涉及光學(xué)的光盤和磁學(xué)的硬盤。
01、ROM
ROM 是英文Read-OnlyMemory的縮寫,翻譯成中文就是"只能讀取的記憶",計算機(jī)術(shù)語叫"只讀存儲器"。這種存儲器里的內(nèi)容是人們在制作好它之后,用電子工藝預(yù)先寫進(jìn)去的。在這之后一般就不能修改它里面的內(nèi)容了,而只能從中讀取內(nèi)容,不過也有可擦寫的ROM,里面的數(shù)據(jù)是不會掉的。
2、非易失性RAM
2.1原理
FlashMemory的標(biāo)準(zhǔn)物理結(jié)構(gòu)稱之為位(cell),其特色為一般MOS的閘極(Gate)和通道的間隔為氧化層之絕緣(gateoxide),而FlashMemory在控制閘(Controlgate)與通道間卻多了一層物質(zhì),稱之為浮閘(floatinggate)。拜這層浮閘之賜,使得FlashMemory可以完成三種基本操作模式,亦即讀(byte或word)、寫(byte或word)、抹除(一個或多個內(nèi)存空間),就算在不提供電源給內(nèi)存的環(huán)境下,也能透過此浮閘,保存數(shù)據(jù)的完整性。
NorFlash
NORFlash需要很長的時間進(jìn)行抹寫,但是它提供完整的尋址與數(shù)據(jù)總線,并允許隨機(jī)存取存儲器上的任何區(qū)域,這使的它非常適合取代老式的ROM芯片。NORFlash可以忍受一萬到一百萬次抹寫循環(huán),它同時也是早期的可移除式快閃存儲媒體的基礎(chǔ)。
物理結(jié)構(gòu)大概介紹完畢之后,剩下就各種協(xié)會的協(xié)議了。
MMC的全稱是”MultiMediaCard”,MMC是一種通信協(xié)議,支持兩種模式SPI和MMC。MMC模式是標(biāo)準(zhǔn)的默認(rèn)模式,具有MMC的全部特性。而SPI模式則是MMC存貯卡可選的第二種模式,這個模式是MMC協(xié)議的一個子集。
下面介紹的SD卡,emmc,UFS是IC芯片,詳細(xì)點(diǎn)說,NANDFlash 是一種存儲介質(zhì),要在上面讀寫數(shù)據(jù),外部要加主控和電路設(shè)計,eMMC是NANDflash+主控IC,對外的接口協(xié)議與SD、TF卡類似;對廠家而言簡化了電路設(shè)計,降低了成本。
SD卡數(shù)據(jù)傳送和物理規(guī)范由MMC發(fā)展而來,大小和MMC差不多。長寬和MMC一樣,比MMC稍微厚了一點(diǎn)。兼容性方面SD卡向下兼容多媒體卡(MultiMedia Card)。所以SD卡也支持SPI接口訪問。
emmc存儲芯片簡化了存儲器的設(shè)計,將NANDFlash芯片和控制芯片以MCP技術(shù)封裝在一起,省去零組件耗用電路板的面積,同時也讓手機(jī)廠商或是計算機(jī)廠商在設(shè)計新產(chǎn)品時的便利性大大提高。eMMC則在其內(nèi)部集成了FlashController,包括了協(xié)議、擦寫均衡、壞塊管理、ECC校驗(yàn)、電源管理、時鐘管理、數(shù)據(jù)存取等功能。相比于直接將NANDFlash接入到Host端,eMMC屏蔽了NAND Flash 的物理特性,可以減少Host 端軟件的復(fù)雜度,讓Host 端專注于上層業(yè)務(wù),省去對NAND Flash 進(jìn)行特殊的處理。同時,eMMC通過使用Cache、MemoryArray 等技術(shù),在讀寫性能上也比NAND Flash要好很多。另一方面,emmc的讀寫速度也比NANDFlash的讀寫速度快,emmc的讀寫可高達(dá)每秒50MB到100MB以上。
關(guān)注手機(jī)圈的同學(xué)經(jīng)常聽到UFS這個詞,下面就講述下UFS和emmc的關(guān)系。
電腦上,從HDD到SSD,從SATASSD到PCIeSSD,硬盤是越來越快;
手機(jī)上,從SD卡,到eMMC卡,再到UFS卡,存儲卡的速度也是越來越快。
3D NANDflash并不是多個芯片的堆疊,而是直接把NAND的豎起來造。這樣,在單位面積上,存在的晶體管數(shù)量就是堆疊的數(shù)量。于是,摩爾定律指望晶體管面積下將,轉(zhuǎn)為了堆疊層數(shù)的增加。目前,據(jù)說64層甚至更高層數(shù)的NANDflash已經(jīng)投入量產(chǎn)。
03、易失性RAM
易失性隨機(jī)存取半導(dǎo)體存儲器的兩種主要類型是靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM)和動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)。半導(dǎo)體RAM的商業(yè)用途可以追溯到1965年,當(dāng)時IBM為他們的System/ 360 Model 95計算機(jī)引入了SP95SRAM芯片,而東芝則為其ToscalBC-1411電子計算器使用了DRAM存儲單元,兩者均基于雙極晶體管。基于MOS晶體管的商用MOS存儲器是在1960年代后期開發(fā)的,此后一直是所有商用半導(dǎo)體存儲器的基礎(chǔ)。1970年10月推出了第一款商用DRAMIC芯片Intel1103。同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SDRAM)隨后于1992年與三星KM48SL2000芯片一起首次亮相。
3.1原理
存儲器單元是計算機(jī)存儲器的基本構(gòu)建塊。所述存儲器單元是一個電子電路,它存儲一個比特的二進(jìn)制信息,它必須被設(shè)置為存儲邏輯1(高電壓電平)和復(fù)位以存儲邏輯0(低電壓電平)。它的值一直保持/存儲,直到通過設(shè)置/重置過程對其進(jìn)行更改。可以通過讀取來訪問存儲單元中的值。
在SRAM中,存儲單元是一種觸發(fā)器電路,通常使用FET來實(shí)現(xiàn)。這意味著SRAM在不被訪問時需要非常低的功耗,但是它昂貴且存儲密度低。
第二種類型,DRAM,基于電容器。對該電容器進(jìn)行充電和放電可以在電池中存儲“1”或“0”。但是,該電容器中的電荷會慢慢泄漏掉,必須定期刷新。由于此刷新過程,DRAM使用更多的功率,但與SRAM相比,它可以實(shí)現(xiàn)更大的存儲密度和更低的單位成本。
上述就是小編為大家分享的原理與分類是怎么樣的了,如果剛好有類似的疑惑,不妨參照上述分析進(jìn)行理解。如果想知道更多相關(guān)知識,歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。
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