說到RAM，相信大家都略知一二，但你知道各種RAM的原理及區別嗎？

一、引言

在計算機的組成結構中，有一個很重要的部分，就是存儲器。存儲器是用來存儲程序和數據的部件，對于計算機來說，有了存儲器，才有記憶功能，才能保證正常工作。

存儲器的種類很多，按其用途可分為主存儲器和輔助存儲器。主存儲器簡稱內存，內存在電腦中起著舉足輕重的作用，一般采用半導體存儲單元。因為RAM是內存其中最重要的存儲器，所以通常我們直接稱之為內存。

內存就是存儲程序以及數據的地方，比如當我們在使用WPS處理文稿時，當你在鍵盤上敲入字符時，它就被存入內存中；當你選擇存盤時，內存中的數據才會被存入硬盤。

二、關于RAM

RAM：Random Access Memory，隨機存取存儲器。

RAM也叫內存、主存，是與CPU直接交換數據的內部存儲器，它可以隨時讀寫（刷新時除外），而且速度很快（相對Flash）。

RAM特點：

1、隨機存取

所謂“隨機存取”，指的是當存儲器中的數據被讀取或寫入時，所需要的時間與這段信息所在的位置或所寫入的位置無關。相對的，讀取或寫入順序訪問存儲設備中的信息時，其所需要的時間與位置就會有關系。它主要用來存放操作系統、各種應用程序、數據等。

2、易失性

當電源關閉時RAM不能保留數據。如果需要保存數據，就必須把它們寫入一個長期的存儲設備中。RAM和ROM相比，兩者的最大區別是RAM在斷電以后保存在上面的數據會自動消失，而ROM不會自動消失，可以長時間斷電保存。

3、對靜電敏感

正如其他精細的集成電路，隨機存取存儲器對環境的靜電荷非常敏感。靜電會干擾存儲器內電容器的電荷，引致數據流失，甚至燒壞電路。故此觸碰隨機存取存儲器前，應先用手觸摸金屬接地。

4、訪問速度

現代的隨機存取存儲器幾乎是所有訪問設備中寫入和讀取速度最快的，存取延遲和其他涉及機械運作的存儲設備相比，也顯得微不足道。

5、需要刷新

現代的隨機存取存儲器依賴電容器存儲數據。電容器充滿電后代表1，未充電的代表0。由于電容器或多或少有漏電的情形，若不作特別處理，數據會漸漸隨時間流失。

刷新是指定期讀取電容器的狀態，然后按照原來的狀態重新為電容器充電，彌補流失了的電荷。需要刷新正好解釋了隨機存取存儲器的易失性。

三、RAM類別

根據存儲單元的工作原理不同， RAM分為：靜態RAM和動態RAM。 　　 1.靜態隨機存儲器（SRAM） 靜態存儲單元是在靜態觸發器的基礎上附加門控管而構成的。因此，它是靠觸發器的自保功能存儲數據的。 ? 我們平時在一些開發板上都能看見，比如：ISSI的芯片

2.動態隨機存儲器（DRAM） 動態RAM的存儲矩陣由動態MOS存儲單元組成。動態MOS存儲單元利用MOS管的柵極電容來存儲信息，但由于柵極電容的容量很小，而漏電流又不可能絕對等于0，所以電荷保存的時間有限。

為了避免存儲信息的丟失，必須定時地給電容補充漏掉的電荷。通常把這種操作稱為“刷新”或“再生”，因此DRAM內部要有刷新控制電路，其操作也比靜態RAM復雜。

盡管如此，由于DRAM存儲單元的結構能做得非常簡單，所用元件少，功耗低，已成為大容量RAM的主流產品。 ? 四、關于SDRAM 看到這里，可能有部分讀者認為：SDRAM = SRAM + DRAM，這其實是錯誤的。 ? SDRAM：Synchronous Dynamic Random-Access Memory，同步動態隨機存取內存。 ? SDRAM是有一個同步接口的動態隨機存取內存（DRAM）。 ? 同步是指Memory工作需要同步時鐘，內部命令的發送與數據的傳輸都以它為基準；動態是指存儲陣列需要不斷的刷新來保證數據不丟失；隨機是指數據不是線性依次存儲，而是由指定地址進行數據讀寫。

目前的168線64bit帶寬內存基本上都采用SDRAM芯片，工作電壓3.3V電壓，存取速度高達7.5ns，而EDO內存最快為15ns。并將RAM與CPU以相同時鐘頻率控制，使RAM與CPU外頻同步，取消等待時間，所以其傳輸速率比EDO DRAM更快。

SDRAM從發展到現在已經經歷了五代，分別是：第一代SDR SDRAM，第二代DDR SDRAM，第三代DDR2 SDRAM，第四代DDR3 SDRAM，第五代，DDR4 SDRAM。

第一代SDRAM采用單端（Single-Ended）時鐘信號,第二代、第三代與第四代由于工作頻率比較快，所以采用可降低干擾的差分時鐘信號作為同步時鐘。

工作電壓：

SDR：3.3V

DDR：2.5V

DDR2：1.8V

DDR3：1.5V

DDR4：1.2V

五、區別

SRAM是靜態隨機存儲器，主要是依靠觸發器存儲數據，無需刷新。而DRAM是動態隨機存儲器，依靠MOSFET中柵電容存儲數據，需不斷刷新以補充釋放的電荷。

由于單管就可以實現數據存儲，集成度可以做到更高，功耗也更低，更為主流。需要注意的是由于刷新牽涉電容的充放電過程，DRAM的存取速度不及SRAM。

至于SDRAM，為同步動態隨機存儲器，屬于DRAM的一種，其工作過程需要同步時鐘的配合。因此可以不考慮路線延時不同的影響，避免不定態。普通的DRAM屬于異步傳輸，存取數據時，必須等待若干個時鐘以后才進行操作（考慮不定態），因為會花費較多的時間，影響了數據的傳輸速率。隨著時鐘頻率的不斷增高，這個瓶頸的限制就會越來越明顯，SDRAM的優勢也就更能體現出來。

編輯：黃飛

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