基础

您所在的位置:网站首页 光驱ram和rom的区别 基础

基础

2024-07-10 09:40| 来源: 网络整理| 查看: 265

1. 关系

ROM, RAM, FLASH闪存, SSD, DDR3/4, eMMC, UFS, SD卡, TF卡, 这几个名词在手机和电脑等数码产品的参数中经常出现,单独看还明白是什么,放在一块,他们的主要用途和区别有时候会比较混乱,但知道他们都是存储器,放东西的,存储空间和体积有大有小、速度有快有慢、工艺有难又易,自然价格有高有低, 性价比最高的使用场合也很不同。

就从内存的概念开始,从功能上分,内存有三种:RAM、ROM和CACHE。

RAM,全称叫Random Access Memory,意思是随机存取存储器,也就是运行内存,储存的是软件运行时和运行之后的相关数据,RAM越大,手机运行就越快,但是其作为随机存取内存,所以在关机之后RAM存的数据不会保存。在电脑中,主要是内存条,也被称为主存,关机断电丢数据。

ROM,全称是Read Only Memory,叫做只读内存,也就是存储内存。电脑的BIOS就是固化在主板的BIOS ROM芯片里面的,电脑硬盘的也是ROM,放系统、用户文件等。现在在讲手机的存储容量时基本上就是指的rom容量,一部分是系统占用的,另一部分是用户可自由支配的存储空间,能存放手机软件、用户文件(照片、视频等)。      CACHE,是高速缓存,是速度特别快的RAM,一般是静态RAM(主内存是动态RAM),比动态RAM速度快得多,是用来弥补主内存速度不够快而设定的。、

2.1 RAM的分类 2.1.1 DRAM

DRAM(Dynamic Random Access Memory,动态随机存储器)是最为常见的系统内存。我们使用的电脑和手机的运行内存都是DRAM。DRAM使用电容存储,DRAM 只能将数据保持很短的时间。为了保持数据,所以必须隔一段时间刷新(refresh)一次,如果存储单元没有被刷新,存储的信息就会丢失。数据的存储,请参考数据存储模型。我们知道,电容中的电荷很容易变化,所以随着时间推移,电容中的电荷数会增加或减少,为了确保数据不会丢失,DRAM每隔一段时间会给电容刷新(充电或放电)。动态:定时刷新数据。

SDRAM:(Synchronous Dynamic Random Access Memory,同步动态随机存取存储器),为DRAM的一种,同步是指Memory工作需要同步时钟,内部命令的发送与数据的传输都以时钟为基准;动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失;随机是指数据不是线性依次存储,而是由指定地址进行数据读写。

(1)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)。

(2)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)

(3)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。

2.1.2 SRAM

SRAM(Static Random Access Memory,静态随机存储器),它是一种具有静止存取功能的内存,其内部机构比DRAM复杂,可以做到不刷新电路即能保存它内部存储的数据。静态:不需要刷新。

对比DRAM的优缺点:

优点:速度快,不必配合内存刷新电路,可提高整体的工作效率。缺点:集成度低,功耗较大,相同的容量体积较大,而且价格较高,少量用于关键性系统以提高效率。 2.2 ROM的分类

ROM(只读存储器)按其内容写入方式,一般分为3种:固定内容ROM;可一次编程PROM;可擦除ROM,又分为EPROM(紫外线擦除电写入)和EEPROM(电擦除电写入)等类型。

2.2.1 固定内容ROM

是采用掩模工艺制作的,其内容在出厂时已按要求固定,用户无法修改。由于固定ROM所存信息不能修改,断电后信息不消失,所以常用来存储固定的程序和数据。如在计算机中,用来存放监控、管理等专用程序。

2.2.2 PROM(Programmable ROM)

是可一次编程ROM。这种存储器在出厂时未存入数据信息。单元可视为全“0”或全“1”,用户可按设计要求将所需存入的数码“一次性地写入”,一旦写入后就不能再改变了。PROM在每一个存储单元中都接有快速熔断丝,在用户写入数据前,各存储单元相当于存入“1”。写入数据时,将应该存“0”的单元,通以足够大的电流脉冲将熔丝烧断即可。

2.2.3 EPROM(ErasablePro-grammable Read-only Memory)

为了克服PROM只能写入一次的缺点,出现了可多次擦除和编程的存储器。EPROM是可擦除可编程的ROM,电写入紫外线擦除的存储器。

EPROM内容的改写不像RAM那么容易,在使用过程中,EPROM的内容是不能擦除重写的,所以仍属于只读存储器。要想改写EPROM中的内容,必须将芯片从电路板上拔下,将存储器上面的一块石英玻璃窗口对准紫外灯光照射数分钟,使存储的数据消失。擦除时间大约为10min~30min,视型号不同而异。为便于擦除操作,在器件外壳上装有透明的石英盖板,便于紫外线通过。在写好数据以后应使用不透明的纸将石英盖板遮蔽,以防止数据丢失。数据的写入可用软件编程,生成电脉冲来实现。

2.2.4 E2PROM(Electrically Erasable Programmable Read-only Memory)

是一种电写入电擦除的只读存储器,擦除时不需要紫外线,只要用加入10ms、20V左右的电脉冲即可完成擦除操作。擦除操作实际上是对E2PROM进行写“1”操作,全部存储单元均写为“1”状态,编程时只要对相关部分写为“0”即可。

2.2.5 Flash Memory快闪存储器(闪存)

一般讲Flash也是一种ROM,是EEPROM的变种,是新一代的EEPROM,它具有EEPROM擦除的快速性,结构又有所简化,进一步提高了集成度和可靠性,从而降低了成本。目前除了各种快闪存储器的产品面世外,快闪存储器还向其他应用领域拓展,例如已经应用于计算机上的可移动磁盘,以代替软磁盘。

Flash又分NAND Flash和NOR Flash,NOR型存储内容以编码为主,其功能多与运算相关;NAND型主要功能是存储资料,如数码相机中所用的记忆卡。

(1)Nor Flash:主要用来执行片上程序

  优点:具有很好的读写性能和随机访问性能,因此它先得到广泛的应用;

  缺点:单片容量较小且写入速度较慢,决定了其应用范围较窄。

(2)NAND Flash:主要用在大容量存储场合

  优点:优秀的读写性能、较大的存储容量和性价比,因此在大容量存储领域得到了广泛的应用;

  缺点:不具备随机访问性能。

SSD(Solid State Drives)是固态硬盘,是由闪存作为存储介质的硬盘方案。现在大部分的SSD都是用来存储不易丢失的资料,所以SSD存储单元会选择NAND Flash芯片。SSD里面会用到很多闪存的,要根据SSD的容量来定,比如一块64G的固盘,可以选择16 张 4G的flash,也可以选择4张16G的flash,具体怎么选择要看线路设计及成本考量。嵌入式产品中包括数码相机,移动设备的内存卡、MP3随身听记忆卡、体积小巧的U盘等也是用的NAND Flash芯片。

                                                                                                   一块SSD固态硬盘 

一个SSD,为了达到高并行高性能的要求,有多个NADN Flash 芯片,这样就可以在每个芯片上进行相互独立的读写操作,以并行性来提高硬盘吞吐量,还可以增加冗余备份。

2.3 几种“内存卡”

SD卡:Secure Digital Memory Card/SD card

是一种基于半导体快闪存储器的新一代高速存储设备。SD存储卡的技术是从MMC卡( MultiMedia Card格式上发展而来,在兼容SD存储卡基础上发展了SDIO( SD Input/ Output)卡,此兼容性包括机械,电子,电力,信号和软件,通常将SD、SDIO卡俗称SD存储卡。采用的也是NAND Flash芯片作为存储核心。用在数码产品存储照片、音乐、视频等等。

TF卡:Trans-flash Card

原本这种记忆卡称为T-Flash,及后改称为Trans Flash;而重新命名为Micro SD的原因是因为被SD协会 (SDA) 采立,Micro SD卡是其最新的名字。采用的也是NAND Flash芯片作为存储核心。以前手机扩展内存用的那种黑黑的小内存卡。

MMC卡:MultiMediaCard

                 

即多媒体卡,也是一种非易失性存储器件,体积小巧,容量大,耗电量低,传输速度快。MMC共有7个pin,分为两种模式,分别为MMC模式和SPI模式。MMC卡时钟频率是20MHz,比SD卡少两个PIN,只有一位数据带宽,所以最大传输速率为2.5MHz。MMC也是一种接口协定(一种卡式),能符合这接口的内存器都可称作mmc储存体(mmc卡)。同为闪存卡。

eMMC:不是卡,而是芯片

手机等小型化产品为了节省空间和功耗,ROM一般采用eMMC 和 UFS,他们也是采用NADN Flash 芯片,与其他功能封装在一起形成的,但远远没有SSD那么土豪,有那么多个,eMMC 和 UFS一般只有一片或很少Flash,小巧使其面向的是移动端 。

后面重点介绍eMMC。

2.4 总结

在应用中,常规上ROM是用来存储固化程序的,RAM是用来存放数据的。由于FLASH ROM比普通的ROM读写速度快,擦写方便,一般用来存储用户程序和需要永久保存的数据。譬如说,电子温度计,它的MCU是一款单片机(51/Stm32/ARM等),写好编译过的单片机程序就烧写到ROM里(但不同MCU程序执行的地方不一样)。电子温度计在工作过程中,外部温度会影响传感器的输出电压和电流,经过AD转换后,单片机根据程序处理为温度值,模拟或者数字的电压和电流都是整个过程产生的中间量(程序运行数据),用完就没用了,因此这些值跑在RAM里边。然而计算完的温度,是要保存起来的,除非我们自己把它删掉,单片机会定时或者在停电的瞬间将电度数存入到FLASH。简单说就是:程序在ROM里,执行过程产生的数据在RAM里,结果放在Flash里。但很多产品Flash指的就是ROM,或者ROM就是某种Flash。

RAM和ROM是两个大概念,看手机参数时碰到这两个参数,只能看到内存大小,并不能看出具体是什么类型以及到底使用的什么存储技术。在硬件称呼上,手机的ROM类型之前多用的eMMC,现在主要是UFS,仍习惯直接叫ROM、RAM;但放在嵌入产品中,习惯叫Flash。

3. eMMC

eMMC (Embedded Multi Media Card)是MMC协会订立、主要针对手机或平板电脑等产品的内嵌式存储器标准规格。由一个嵌入式存储解决方案组成,带有MMC(多媒体卡)接口、快闪存储器设备及主控制器。所有都在一个小型的BGA 封装。接口速度高达每秒52MBytes,eMMC具有快速、可升级的性能。同时其接口电压可以是1.8V或者是3.3V。它是在NAND闪存芯片的基础上,额外集成了主控制器,并将二者“打包”封装封成一颗BGA芯片,从而减少了对PCB主板的空间占用,也是移动设备中普及度最高的存储单元。eMMC的性能会随着总线接口的升级而提升,而目前最新的标准就是eMMC 5.1。

   优点:

简化手机存储器的设计。eMMC目前是当前最红的移动设备本地存储解决方案,目的在于简化手机存储器的设计,由于NAND Flash芯片的不同厂牌包括三星、KingMax、东芝(Toshiba)或海力士(Hynix)、美光(Micron)等,所以都需要根据每家公司的产品和技术特性来重新设计,而过去并没有技术能够通用所有厂牌的NAND Flash芯片。更新速度快。每次NAND Flash制程技术改朝换代,包括70纳米演进至50纳米,再演进至40纳米或30纳米制程技术,手机客户也都要重新设计,但半导体产品每1年制程技术都会推陈出新,存储器问题也拖累手机新机种推出的速度,因此像eMMC这种把所有存储器和管理NAND Flash的控制芯片都包在1颗MCP上的概念,随着不断地发展逐渐流行在市场中。加速产品研发速度。eMMC的设计概念,就是为了简化手机内存储器的使用,将NAND Flash芯片和控制芯片设计成1颗MCP芯片,手机客户只需要采购eMMC芯片,放进新手机中,不需处理其它繁复的NAND Flash兼容性和管理问题,最大优点是缩短新产品的上市周期和研发成本,加速产品的推陈出新速度。

 

 可以看出eMMC其实是一个有管理员的NAND Flash,主要功能还是存储。

UFS:Univeral Flash Storage,我们可以将它视为eMMC的进阶版,是由多个闪存芯片、主控、缓存组成的阵列式存储模块。UFS弥补了eMMC仅支持半双工运行(读写必须分开执行)的缺陷,可以实现全双工运行,所以性能得以翻番。



【本文地址】


今日新闻


推荐新闻


CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3