认识RAM、ROM、CACHE

内存在电脑中起着举足轻重的作用。内存一般采用半导体存储单元,包括随机存储器(RAM),只读存储器(ROM),以及高速缓存(CACHE)。只不过因为RAM是其中最重要的存储器,所以通常所说的内存即指电脑系统中的RAM,RAM要求每时每刻都不断地供电,否则数据会丢失。

RAM芯片的存储速度比ROM芯片的速度快,但比Cache的速度慢

  • 高速缓冲存储器(Cache)
    Cache也是我们经常遇到的概念,它位于CPU与内存之间,是一个读写速度比内存更快的存储器。当CPU向内存中写入或读出数据时,这个数据也被存储进高速缓冲存储器中。当CPU再次需要这些数据时,CPU就从高速缓冲存储器读取数据,而不是访问较慢的内存,当然,如需要的数据在Cache中没有,CPU会再去读取内存中的数据。

  • 只读存储器(ROM)
    ROM表示只读存储器(Read Only Memory),在制造ROM的时候,信息(数据或程序)就被存入并永久保存。这些信息只能读出,一般不能写入,即使机器掉电,这些数据也不会丢失。ROM一般用于存放计算机的基本程序和数据,如BIOS ROM。其物理外形一般是双列直插式(DIP)的集成块。

  • 随机存储器(RAM)
    随机存储器(Random Access Memory)表示既可以从中读取数据,也可以写入数据。当机器电源关闭时,存于其中的数据就会丢失。我们通常购买或升级的内存条就是用作电脑的内存,内存条(SIMM)就是将RAM集成块集中在一起的一小块电路板,它插在计算机中的内存插槽上,以减少RAM集成块占用的空间。

静态RAM是靠双稳态触发器来记忆信息的;
动态RAM是靠MOS电路中的栅极电容来记忆信息的。
由于电容上的电荷会泄漏,需要定时给与补充,所以动态RAM需要设置刷新电路。但动态RAM比静态RAM集成度高、功耗低,从而成本也低,适于作大容量存储器。所以主内存通常采用动态RAM,而高速缓冲存储器(Cache)则使用静态RAM。另外,内存还应用于显卡、声卡及CMOS等设备中,用于充当设备缓存或保存固定的程序及数据。

  1. 静态RAM(Static RAM / SRAM),SRAM速度非常快,是目前读写最快的存储设备了,但是它也非常昂贵,所以只在要求很苛刻的地方使用,譬如CPU的一级缓冲,二级缓冲。
  2. 动态RAM(Dynamic RAM / DRAM),DRAM保留数据的时间很短,速度也比SRAM慢,不过它还是比任何的ROM都要快,但从价格上来说DRAM相比SRAM要便宜很多,计算机内存就是DRAM的。
      DRAM分为很多种,常见的主要有FPRAM / FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等。SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory):为同步动态随机存取内存。1996年底,SDRAM开始在系统中出现,不同于早期的技术,SDRAM是为了与中央处理器的计时同步化所设计,这使得内存控制器能够掌握准备所要求的数据所需的准确时钟周期,因此中央处理器从此不需要延后下一次的数据存取。举例而言,PC66 SDRAM以66MHz的速度运作;PC100 SDRAM以100MHz的速度运作;PC133 SDRAM以133MHz的速度运作,以此类推。所以SDRAM也可以称之为Single Data Rate(单倍数据传输率)RAM。
    DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM):为双信道同步动态随机存取内存,是新一代的SDRAM技术。DDR内存芯片的数据预取宽度(Prefetch)为2 bit(SDRAM的两倍)。举例而言,使用DDR SDRAM时,一个100MHZ或 133MHz内存总线clock rate能够达到200MHz或266MHz的实际数据传输速率。
    DDR2 SDRAM(Double Data Rate Two SDRAM):为双信道两次同步动态随机存取内存。DDR2内存Prefetch又再度提升至4 bit(DDR的两倍),即每次会存取4 bits为一组的数据,以两倍的频率输出至Data Bus以核心速度200MHz为例,数据传输速度DDR可达400MT/s,DDR2则可达800MT/s,数据存取效率倍增。
    DDR3 SDRAM(Double Data Rate Three SDRAM):为双信道三次同步动态随机存取内存。DDR3内存Prefetch提升至8 bit,即每次会存取8 bits为一组的数据。运算频率介于 800MHz -1600MHz之间。此外,DDR3 的规格要求将电压控制在1.5V,较 DDR2的1.8V更为省电。DDR3并新增 thermal sensor 的功能,为了要确保所存贮的数据不遗失,因此必须要定期 self-refresh ,不过为了节省电力,DDR3采用 ASR(Automatic self-refresh) 的设计,以确保在数据不遗失情况下,尽量减少更新频率来降低温度。

硬盘与内存的区别是很大的,这里只谈最主要的三点:

一、内存是计算机的工作场所,硬盘用来存放暂时不用的信息。

二、内存是半导体材料制作,硬盘是磁性材料制作。

三、内存中的信息会随掉电而丢失,硬盘中的信息可以长久保存。内存与硬盘的联系也非常密切,这里只提一点:硬盘上的信息永远是暂时不用的,要用吗?请装入内存!CPU与硬盘不发生直接的数据交换,CPU只是通过控制信号指挥硬盘工作,硬盘上的信息只有在装入内存后才能被处理。

内存就是存储程序以及数据的地方,比如当我们在使用WPS处理文稿时,当你在键盘上敲入字符时,它就被存入内存中,当你选择存盘时,内存中的数据才会被存入硬(磁)盘。

内存与储存的差别:大多数人常将内存 (Memory) 与储存空间 (Storage) 两个名字混为一谈,尤其是在谈到两者的容量的时候。 内存是指 (Memory) 计算机中所安装的随机存取内存的容量,储存 (Storage) 是指计算机内硬盘的容量。

从计算机的体系结构来讲,硬盘应当是计算机的“外存”。内存应当是计算机内部(在主板上)的一些存储器,用来保存CPU运算使用过程中的中间数据和计算结果,当不用这些数据时,它们被保存在硬盘上。在计算机业界,内存这个名词被广泛用来称呼 RAM( 随机存取内存 ) 。

我们将计算机比喻为一个有办公桌与档案柜的办公室。 想象一下这个办公桌与档案柜的比喻。想象每次想要阅读一份文件或数据夹都必须从档案柜中找寻的情形,这会大幅减低工作执行的速度 , 更别说会把人逼疯了。如果有足够的办公桌空间 ( 如内存 ), 便能够将所需要的档摊开 , 并能立即一眼就能找出所需的信息。 另一个内存与储存最重要的差别在于 : 储存于硬盘中的信息在关机后能够保持完整,但任何储存在内存中的数据在计算机关机后便会全部流失。就像在办公室的比喻中 , 任何在下班时间后被遗留在桌上的档或档案都会全部被丢弃一样。 内存与效能表现 (Memory and Performance) 增加计算机系统中的内存能够增加计算机的效能表现是众所皆知的。如果内存没有足够的空间 , 计算机就必须建立一个虚拟内存档案。在这个过程中 , 中央处理器在硬盘中保留一个空间来代替额外的随机存取内存 这个称为 " Swap" 的程序减低系统的速度。

参考链接:
[1] https://blog.csdn.net/qq_38880380/article/details/78884202
[2] https://blog.csdn.net/qq_38880380/article/details/78884246
[3] https://blog.csdn.net/u010657219/article/details/43529605

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