內(nèi)存是計(jì)算系統(tǒng)最重要的元素，因?yàn)闆](méi)有它，計(jì)算機(jī)就無(wú)法執(zhí)行簡(jiǎn)單的任務(wù)。計(jì)算機(jī)內(nèi)存有兩種基本類型 -主內(nèi)存（RAM 和 ROM）和輔助內(nèi)存（硬盤驅(qū)動(dòng)器、CD等）。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM)是主要的易失性存儲(chǔ)器，只讀存儲(chǔ)器 (ROM)是主要的非易失性存儲(chǔ)器。

我相信，很多朋友都會(huì)把手機(jī)的運(yùn)行內(nèi)存、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等混為一談。

在智能手機(jī)還沒(méi)普及時(shí)，手機(jī)中有個(gè)可移動(dòng)的存儲(chǔ)設(shè)備，它的名字就是‘TF’卡，當(dāng)時(shí)也叫‘內(nèi)存卡’。TF卡是用手機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的，并不是手機(jī)的運(yùn)行內(nèi)存，這也導(dǎo)致了現(xiàn)在很多人都以為手機(jī)內(nèi)存就是手機(jī)內(nèi)部?jī)?chǔ)存空間，特別是很多無(wú)良商家以此來(lái)混淆視聽(tīng)，更有甚者使用bit代替Byte于是4GB+512MB的存儲(chǔ)組合就變成了32Gbit+4Gbit，無(wú)良廠商在低端機(jī)上宣傳成“32G+4G超大內(nèi)存”。

接下來(lái)，我們來(lái)詳細(xì)了解ROM和RAM。

1只讀存儲(chǔ)器：ROM

ROM：只讀存儲(chǔ)器(Read Only Memory)，非易失性。它是一種只能讀出事先所存的數(shù)據(jù)的固態(tài)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。一般是裝入整機(jī)前事先寫好的，整機(jī)工作過(guò)程中只能讀出，而不像隨機(jī)存儲(chǔ)器那樣能快速地、方便地加以改寫。ROM所存數(shù)據(jù)穩(wěn)定，斷電后所存數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。計(jì)算機(jī)中的ROM主要是用來(lái)存儲(chǔ)一些系統(tǒng)信息，或者啟動(dòng)程序BIOS程序，這些都是非常重要的，只可以讀一般不能修改，斷電也不會(huì)消失。

計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器在其上數(shù)據(jù)已被預(yù)先記錄。一旦將數(shù)據(jù)寫入ROM芯片，就無(wú)法將其刪除，只能讀取。與主存儲(chǔ)器（RAM）不同，即使計(jì)算機(jī)關(guān)閉，ROM也會(huì)保留其內(nèi)容。ROM被稱為非易失性，現(xiàn)在有很多非易失性存儲(chǔ)器。由于歷史原因，雖然ROM中有的類型可以讀也可以寫，但是整體上都被稱為只讀存儲(chǔ)器（Read Only Memory）。ROM是以它們能夠被重新編程（寫）的次數(shù)和對(duì)它們進(jìn)行重編程所用的機(jī)制來(lái)區(qū)分的。

當(dāng)然啦，現(xiàn)在ROM也不僅僅是只讀的了，只是時(shí)代在發(fā)展，ROM還叫ROM罷了。

至于為啥叫ROM，以單片機(jī)為例，我們把事先準(zhǔn)備好的固件燒錄到Flash中，如果不在重新燒寫固件，然后就不能修改了。不管用戶怎么重新啟動(dòng)，怎么運(yùn)用，都不會(huì)影響到固件。也就是說(shuō)，固件是不可被寫入的，因此叫做“只讀儲(chǔ)存器”。對(duì)于手機(jī)來(lái)講也是這樣子，內(nèi)部?jī)?chǔ)存中有一部分空間用于存放系統(tǒng)軟件，不管你怎么運(yùn)用也不會(huì)把系統(tǒng)軟件用壞了。這一部分也可以理解為“只讀儲(chǔ)存器”。

實(shí)際運(yùn)用的時(shí)候會(huì)把內(nèi)置儲(chǔ)存和Flash分成兩個(gè)部分，一塊可以被寫入，一塊不能被寫入。可以被寫入的地方用來(lái)儲(chǔ)存通訊錄、照片、音樂(lè)、APP之類的，不可被寫入的地方用來(lái)存放操作系統(tǒng)的軟件。

手機(jī)的ROM，從最早的NOR Flash發(fā)展到NAND Flash，現(xiàn)在的智能手機(jī)幾乎全都是eMMC了(和TF卡是一個(gè)東西)。單片機(jī)的Flash還是維持在小容量的NOR Flash。

為了便于使用和大批量生產(chǎn)，進(jìn)一步發(fā)展出了可編程只讀存儲(chǔ)器（PROM）、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器（EPROM）。EPROM需要用紫外線長(zhǎng)時(shí)間照射才能擦除，使用很不方便。1980s又出現(xiàn)了電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器（EEPROM），它克服了EPROM的不足，但是集成度不高、價(jià)格較貴。于是又發(fā)展出了一種新型的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)同EPROM類似的快閃存儲(chǔ)器（FLASH MEMORY）。FLASH集成度高、功耗低、體積小，又能在線快速擦除，因而獲得了快速發(fā)展。

因此，ROM進(jìn)一步分為4種類型：PROM、EPROM、EEPROM和Flash。

PROM（Programmable ROM）：可編程ROM，只能被編程一次。

EPROM（Erasable Programmable ROM，EPROM）：可擦寫可編程ROM，擦寫可達(dá)1000次。

EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM，電子可擦除EPROM）：指帶電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器。是一種掉電后數(shù)據(jù)不丟失的存儲(chǔ)芯片。 EEPROM可以在電腦上或?qū)Ｓ迷O(shè)備上擦除已有信息，重新編程。一般用在即插即用。

閃存（flash memmory）：基于EEPROM，也就是我們常說(shuō)的Flash。它已經(jīng)成為一種重要的存儲(chǔ)技術(shù)。固態(tài)硬盤（SSD）、U盤等就是一種基于閃存的存儲(chǔ)器。它結(jié)合了ROM和RAM的長(zhǎng)處，不僅具備電子可擦出可編程（EEPROM）的性能，還不會(huì)斷電丟失數(shù)據(jù)同時(shí)可以快速讀取數(shù)據(jù)（NVRAM的優(yōu)勢(shì)），U盤和MP3里用的就是這種存儲(chǔ)器。在過(guò)去的20年里，嵌入式系統(tǒng)一直使用ROM（EPROM）作為它們的存儲(chǔ)設(shè)備，然而近年來(lái) Flash全面代替了ROM（EPROM）在嵌入式系統(tǒng)中的地位，用作存儲(chǔ)Bootloader以及操作系統(tǒng)或者程序代碼或者直接當(dāng)硬盤使用（U盤）。它于EEPROM的最大區(qū)別是，F(xiàn)LASH按扇區(qū)（block）操作，而EEPROM按照字節(jié)操作。FLASH的電路結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，同樣容量占芯片面積較小，成本自然比EEPROM低，因此適合用于做程序存儲(chǔ)器。

目前Flash主要有兩種NOR Flash和NADN Flash。

NOR Flash：NOR Flash的讀取和我們常見(jiàn)的SDRAM的讀取是一樣，用戶可以直接運(yùn)行裝載在NOR FLASH里面的代碼，這樣可以減少SRAM的容量從而節(jié)約了成本。

NADN Falsh：NAND Flash沒(méi)有采取內(nèi)存的隨機(jī)讀取技術(shù)，它的讀取是以一次讀取一塊的形式來(lái)進(jìn)行的，通常是一次讀取512個(gè)字節(jié)，采用這種技術(shù)的Flash比較廉價(jià)。用戶不能直接運(yùn)行NAND Flash上的代碼，因此好多使用NAND Flash的開(kāi)發(fā)板除了使用NAND Flah以外，還作上了一塊小的NOR Flash來(lái)運(yùn)行啟動(dòng)代碼。

一般小容量的存儲(chǔ)用NOR Flash，因?yàn)槠渥x取速度快，多用來(lái)存儲(chǔ)操作系統(tǒng)等重要信息，而大容量的用NAND FLASH，最常見(jiàn)的NAND FLASH應(yīng)用是嵌入式系統(tǒng)采用的DOC（Disk On Chip）和我們通常用的“閃盤”，可以在線擦除。目前市面上的FLASH主要來(lái)自Intel，AMD，F(xiàn)ujitsu和Toshiba，而生產(chǎn)NAND Flash的主要廠家有Samsung和Toshiba。

2隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器：RAM

RAM：隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(Random Access Memory)，易失性。它是與CPU直接交換數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲(chǔ)器，它可以隨時(shí)讀寫，而且速度很快，通常作為操作系統(tǒng)或其他正在運(yùn)行中的程序的臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒介，凡是整個(gè)程序運(yùn)行過(guò)程中，所用到的需要被改寫的量（包括全局變量、局部變量、堆棧段等），都存儲(chǔ)在RAM中。

當(dāng)電源關(guān)閉時(shí)RAM不能保留數(shù)據(jù)。如果需要保存數(shù)據(jù)，就必須把它們寫入一個(gè)長(zhǎng)期的存儲(chǔ)設(shè)備中（例如硬盤）。

RAM的隨機(jī)儲(chǔ)存器的“隨機(jī)”是什么意思呢？現(xiàn)在的ROM，也能夠“隨機(jī)儲(chǔ)存”，但是計(jì)算機(jī)剛發(fā)明的時(shí)候，是用紙帶、磁帶來(lái)當(dāng)作ROM運(yùn)用的，紙帶和磁帶繞成一卷，只能順序讀寫，不是隨機(jī)讀寫，不能想讀哪里讀哪里。因此才有了RAM的“隨機(jī)儲(chǔ)存”一說(shuō)。

隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器分為兩類：靜態(tài)的和動(dòng)態(tài)的。靜態(tài)的RAM（SRAM）比動(dòng)態(tài)RAM（DRAM）更快，但也貴很多。SRAM用來(lái)作為高速緩存存儲(chǔ)器，既可以在CPU芯片上，也可以在片下。DRAM用來(lái)作為圖形系統(tǒng)的幀緩沖區(qū)。

SRAM：SRAM存儲(chǔ)器單元具有雙穩(wěn)態(tài)特性，只要有電，它就會(huì)永遠(yuǎn)的保持它的值（有點(diǎn)類似ROM易失性）。即使有干擾來(lái)擾亂電壓，當(dāng)干擾消除時(shí)，電路就會(huì)恢復(fù)到穩(wěn)定值。它是為了增加內(nèi)存的存取效能、提高CPU處理數(shù)據(jù)的效率而產(chǎn)生的。由于RAM的速度趕不上CPU的速度，為了解決這一沖突，利用Cache作為介質(zhì)，先將有關(guān)程序的內(nèi)容放入Cache中，CPU可以直接從Cache中讀取數(shù)據(jù)，從而達(dá)到提高CPU的工作速度的目的。處理器的內(nèi)部都包括高速緩沖存儲(chǔ)器，一些主板也帶有高速緩沖存儲(chǔ)器。

SDRAM：即Synchronous DRAM（同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器），曾經(jīng)是PC電腦上最為廣泛應(yīng)用的一種內(nèi)存類型，即便在今天SDRAM仍舊還在市場(chǎng)占有一席之地。既然是“同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器”，那就代表著它的工作速度是與系統(tǒng)總線速度同步的。SDRAM內(nèi)存又分為PC66、PC100、PC133等不同規(guī)格，而規(guī)格后面的數(shù)字就代表著該內(nèi)存最大所能正常工作系統(tǒng)總線速度，比如PC100，那就說(shuō)明此內(nèi)存可以在系統(tǒng)總線為100MHz的電腦中同步工作。與系統(tǒng)總線速度同步，也就是與系統(tǒng)時(shí)鐘同步，這樣就避免了不必要的等待周期，減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間。同步還使存儲(chǔ)控制器知道在哪一個(gè)時(shí)鐘脈沖期由數(shù)據(jù)請(qǐng)求使用，因此數(shù)據(jù)可在脈沖上升期便開(kāi)始傳輸。SDRAM采用3.3伏工作電壓，168Pin的DIMM接口，帶寬為64位。SDRAM不僅應(yīng)用在內(nèi)存上，在顯存上也較為常見(jiàn)。

DDR SDRAM：雙倍數(shù)據(jù)速率同步 DRAM（Double Data-Rate Synchronous DRAM）。也就是我們常說(shuō)的DDR內(nèi)存。DDR內(nèi)存是在SDRAM內(nèi)存基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，仍然沿用SDRAM生產(chǎn)體系，因此對(duì)于內(nèi)存廠商而言，只需對(duì)制造普通SDRAM的設(shè)備稍加改進(jìn)，即可實(shí)現(xiàn)DDR內(nèi)存的生產(chǎn)，可有效的降低成本。SDRAM在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)只傳輸一次數(shù)據(jù)，它是在時(shí)鐘的上升期進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；而DDR內(nèi)存則是一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)傳輸兩次數(shù)據(jù)，它能夠在時(shí)鐘的上升期和下降期各傳輸一次數(shù)據(jù)，因此稱為雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。DDR內(nèi)存可以在與SDRAM相同的總線頻率下達(dá)到更高的數(shù)據(jù)傳輸率。與SDRAM相比：DDR運(yùn)用了更先進(jìn)的同步電路，使指定地址、數(shù)據(jù)的輸送和輸出主要步驟既獨(dú)立執(zhí)行，又保持與CPU完全同步；DDR使用了DLL(Delay Locked Loop，延時(shí)鎖定回路提供一個(gè)數(shù)據(jù)濾波信號(hào))技術(shù)，當(dāng)數(shù)據(jù)有效時(shí)，存儲(chǔ)控制器可使用這個(gè)數(shù)據(jù)濾波信號(hào)來(lái)精確定位數(shù)據(jù)，每16次輸出一次，并重新同步來(lái)自不同存儲(chǔ)器模塊的數(shù)據(jù)。DDL本質(zhì)上不需要提高時(shí)鐘頻率就能加倍提高SDRAM的速度，它允許在時(shí)鐘脈沖的上升沿和下降沿讀出數(shù)據(jù)，因而其速度是標(biāo)準(zhǔn)SDRAM的兩倍。

從外形體積上DDR與SDRAM相比差別并不大，他們具有同樣的尺寸和同樣的針腳距離。但DDR為184針腳，比SDRAM多出了16個(gè)針腳，主要包含了新的控制、時(shí)鐘、電源和接地等信號(hào)。DDR內(nèi)存采用的是支持2.5V電壓的SSTL2標(biāo)準(zhǔn)，而不是SDRAM使用的3.3V電壓的LVTTL標(biāo)準(zhǔn)。

RAM斷電時(shí)將丟失其存儲(chǔ)內(nèi)容，故主要用于存儲(chǔ)短時(shí)間使用的程序。現(xiàn)在手機(jī)中的RAM一般是由LPDDR擔(dān)當(dāng)，尤其是速度快功耗低的LPDDR4X在市面上的旗艦手機(jī)中占比較大。

RAM和ROM相比，兩者的最大區(qū)別是RAM在斷電以后保存在上面的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)消失，而ROM不會(huì)自動(dòng)消失，可以長(zhǎng)時(shí)間斷電保存。在應(yīng)用中，常規(guī)上ROM是用來(lái)存儲(chǔ)固化程序的，RAM是用來(lái)存放數(shù)據(jù)的。由于FLASH ROM比普通的ROM讀寫速度快，擦寫方便，一般用來(lái)存儲(chǔ)用戶程序和需要永久保存的數(shù)據(jù)。

最后還是來(lái)總結(jié)下吧。

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