1、1,计算机内存,1,2,什么是内存,在计算机的组成结构中，有一个很重要的部分，就是存储器。 存储器是用来存储程序和数据的部件，对于计算机来说，有了存储器，才有记忆功能，才能保证正常工作。 按用途分为主存储器和辅助存储器，主存储器又称内存储器（简称内存），辅助存储器又称外存储器（简称外存）。 外存通常是磁性介质或光盘，像硬盘，软盘，磁带，CD 等，能长期保存信息，并且不依赖于电来保存信息，但是由机械部件带动，速度与CPU 相比就显得慢的多。 内存指的就是主板上的存储部件，是CPU 直接与之沟通，并用其存储数据的部件，存放当前正在使用的（即执行中）的数据和程序，它的物理实质就是一组或多组具备数据输
2、入输出和数据存储功能的集成电路，内存只用于暂时存放程序和数据，一旦关闭电源或发生断电，其中的程序和数据就会丢失。,3,内存工作原理,内存是用来存放当前正在使用的（即执行中）的数据和程序，我们平常所提到的计算机的内存指的是动态内存（即DRAM），动态内存中所谓的动态，指的是当我们将数据写入DRAM后，经过一段时间，数据会丢失，因此需要一个额外设电路进行内存刷新操作。具体的工作过程 一个DRAM 的存储单元存储的是0 还是1 取决于电容是否有电荷。有电荷代表1，无电荷代表0。 但时间一长，代表1 的电容会放电，代表0 的电容会吸收电荷，这就是数据丢失的原因； 刷新操作定期对电容进行检查，若电量大于
3、满电量的12，则认为其代表1，并把电容充满电；若电量小于12，则认为其代表0，并把电容放电，藉此来保持数据的连续性。,4,MEMORY 分类,非易失性存储器 （Non-volatile memory）,易失性存储器 （Volatile memory）,指即使电源供应中断，存储器所存储的数据并不会消失，重新供电后，就能够读取内存数据的存储器。 指的是当电源供应中断后，存储器所存储的数据便会消失的存储器。,5,非易失性存储器 （Non-volatile memory）,MASK ROM（掩模型只读存储器） PROM（Programmable ROM，可编程只读存储器） EPROM（Erasable
4、 Programmable，可擦可编程只读存储器） EEPROM（Electrically Erasable Programmable，电可擦可编程只读存储器） Flash Memory（快闪存储器）,6,ROM,ROM 是Read Only Memory 的英文缩写，是一种半导体内存。 其特性是一旦储存资料就无法再将之改变或删除。通常用在不需经常变更资料的电子或电脑系统中，资料并且不会因为电源关闭而消失。 只能读出事先所存数据的固态半导体存储器。 ROM 所存数据，一般是装入整机前事先写好的，整机工作过程中只能读出，而不像随机存储器那样能快速地、方便地加以改写。 ROM 所存数据稳定 ，断电
5、后所存数据也不会改变；其结构较简单，读出较方便，因而常用于存储各种固定程序和数据。除少数品种的只读存储器（如字符发生器）可以通用之外，不同用户所需只读存储器的内容不同。,7,ROM的发展,为便于使 用和大批 量 生产 ，进一步发展了可编程只读存储器（PROM）、可擦可编程序只读存储器（EPROM）和电可擦可编程只读存储器（EEPROM）。 EPROM 需用紫外光长时间照射才能擦除，使用很不方便。 20 世纪 80 年代制出的 EEPROM ，克服了EPROM的不足，但集成度不高 ，价格较贵。 于是又开发出一种新型的存储单元结构同 EPROM 相似的快闪存储器 。 其集成度高、功耗低 、体积小
6、，又能在线快速擦除 ，因而获得飞速发展，并有可能取代现行的硬盘和软盘而成为主要的大容量存储媒体。 大部分只读存储器用金属-氧化物-半导体（MOS）场效应管制成。,8,MASK ROM（掩模型只读存储器）,只读存储器（Read-Only Memory）是一种只能读取数据的存储器。其数据内容在制造后就不能更改，只能读不能写，因此得名。后来为了与其他新种类的ROM区别，又称为“光罩式只读存储器”（Mask ROM）。此存储器单位制造成本最低，但每次需生产一定的数量以上。适用于内容固定不变、需大量生产的产品，例如电脑或嵌入式设备中的开机启动，字形表，电子游戏机程序与卡带等。,9,PROM（Progra
7、mmable ROM）,可编程只读存储器（Programmable ROM，PROM）其内部有行列式的镕丝，可依用户（厂商）的需要，利用电流将其烧断，以写入所需的数据及程序，镕丝一经烧断便无法再恢复，亦即数据无法再更改。,10,EPROM（Erasable Programmable）,可抹除可编程只读存储器（Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM）可利用高电压将数据编程写入，但抹除时需将线路曝光于紫外线下一段时间，数据始可被清空，再供重复使用。因此，在封装外壳上会预留一个石英玻璃所制的透明窗以便进行紫外线曝光。,OTPROM（One Time
8、Programmable Read Only Memory）,一次编程只读存储器（One Time Programmable Read Only Memory，OTPROM）内部所用的芯片与写入原理同EPROM，但是为了节省成本，封装上不设置透明窗，因此编程写入之后就不能再抹除改写。,11,EEPROM (Electrically Erasable Programmable),电子式可抹除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，EEPROM）之运作原理类似EPROM，但是抹除的方式是使用电场来完成，因此不需要透明
9、窗。,EEPROM,串行式EEPROM,并行式EEPROM,12,EEPROM 分类,串行式EEPROM,Microwire 接口（3线）：型号为以 93 开头的系列。例：93C46,I2C 接口（2线）：型号为以 24 开头的系列。例：24LC02,SPI 接口（3线）：型号为以 25 开头的系列。例：25LC08,UNI/O接口（1线）：由 Microchip 公司出品，型号为以 11 开头,1-Wire接口（1线）：由 Dallas / Maxim 公司出品,并行式EEPROM,型号通常为以 28 开头的系列,型号通常为以 29 或 49 开头的系列，写入须以较大的区块为单位，此种存储器
10、一般会使用 Flash （闪存）来称呼,13,易失性存储器 （Volatile memory）,RAM（Random access memory，随机访问存储器）DRAM（Dynamic random access memory，动态随机访问存储器）SRAM（Static random access memory，静态随机访问存储器）,14,RAM,RAM 是Random Access Memory 的缩写，又称为随机存取存储器； 存储单元的内容可按需随意取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器。 这种存储器在断电时将丢失其存储内容，故主要用于存储短时间使用的程序。 简单地说，在计
11、算机中，RAM 、ROM 都是数据存储器。 RAM 是随机存取存储器，它的特点是易挥发性，即掉电失忆。 ROM 通常指固化存储器(一次写入，反复读取)，它的特点与RAM 相反。ROM 又分一次性固化、光擦除和电擦除重写两种类型。 ROM 在系统停止供电的时候仍然可以保持数据，而RAM 通常都是在掉电之后就丢失数据，典型的RAM 就是计算机的内存。,15,RAM（Random Access Memory）,SRAM,DRAM,优点 较低的单位容量价格 缺点访问较慢,典型应用高速缓存,优点 访问快速 缺点生产成本较为昂贵,典型应用系统主存,16,动态随机存取存储器（DRAM）的特点,随机存取,易失
12、性,较高的访问速度,需要刷新,对静电敏感,17,SDRAM,与DRAM比较,DRAM性能的极限,同步动态随机存取内存（synchronous dynamic random access memory，SDRAM）是有一个同步接口的动态随机存取内存。,18,DDR SDRAM,双倍数据率同步动态随机存取内存（Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory，简称DDR SDRAM）为具有双倍资料传输率之SDRAM，资料传输速度为系统时钟之两倍，由于速度增加，其传输效能优于传统的SDRAM。DDR SDRAM 能在系统时钟的上升延和
13、下降延都可以进行数据传输。,几种 SDRAM的主要区别,19,DDR2 SDRAM,第二代双倍数据率同步动态随机存取存储器（Double-Data-Rate Two Synchronous Dynamic Random Access Memory，一般称为DDR2 SDRAM），它属于SDRAM家族的存储器产品，提供了相较于DDR SDRAM更高的运行性能与更低的电压 。 DDR和DDR2的关键区别是：DDR2内存单元的核心频率是等效频率的1/4（而不是1/2）。这需要一个4-bit-deep的预取队列，在并不用改变内存单元本身的情况下，DDR2能有效地达到DDR数据传输速度的两倍。 DDR2
14、的等效频率由于电气接口的改进（包括on-die termination, prefetch buffers 和 off-chip drivers）而大增。 节能得以实现主要是由于生产工艺的改进导致工作电压的下降（从DDR的2.5V到DDR2的1.8V）。,20,DDR3 SDRAM,第三代双倍资料率同步动态随机存取内存（Double-Data-Rate Three Synchronous Dynamic Random Access Memory，一般称为DDR3 SDRAM），它属于SDRAM家族的内存产品，提供了相较于DDR2 SDRAM更高的运行效能与更低的电压，是DDR2 SDRAM（四
15、倍资料率同步动态随机存取内存）的后继者（增加至八倍）。DDR3 SDRAM为了更省电、传输效率更快，使用了SSTL 15的I/O接口，运作I/O电压是1.5V，采用CSP、FBGA封装方式包装，除了延续DDR2 SDRAM的ODT、OCD、Posted CAS、AL控制方式外，另外新增了更为精进的CWD、Reset、ZQ、SRT、RASR功能。,21,SRAM（Static RAM ）,静态随机存取存储器（Static Random Access Memory, SRAM）是随机存取存储器的一种。所谓的“静态”，是指这种存储器只要保持通电，里面储存的数据就可以恒常保持。相对之下，动态随机存取内
16、存（DRAM）里面所储存的数据就需要周期性地更新。,在同样的运作频率下，由于 SRAM 对称的电路结构设计，使得每个记忆单元内所储存的数值都能以比 DRAM 快的速率被读取。除此之外，由于 SRAM 通常都被设计成一次就读取所有的资料位元 (Bit)，比起高低位址的资料交互读取的 DRAM，在读取效率上也快上很多。因此虽然 SRAM 的生产成本比较高，但在需要高速读写资料的地方，如电脑上的快取 (Cache)，还是会使用 SRAM，而非 DRAM。,22,FLASH存储器,FLASH 存储器又称闪存，是一种长寿命的非易失性（在断电情况下仍能保持所存储的数据信息）的存储器。 结合了ROM 和RA
17、M 的长处，不仅具备电子可擦除可编程（EEPROM）的性能，还不会断电丢失数据同时可以快速读取数据（NVRAM 的优势）。 U盘和MP3 里用的就是这种存储器。 在过去的20 年里，嵌入式系统一直使用ROM（EPROM）作为它们的存储设备，然而近年来Flash 全面代替了ROM（EPROM）在嵌入式系统中的地位，用作存储Bootloader 以及操作系统或者程序代码或者直接当硬盘使用（U 盘）。,23,Flash 存储器,NOR Flash,NAND Flash,NOR Flash本身为读取操作(支持随机存取)提供外部寻址总线；至于解锁、抹除与写入则须以区块-区块(Block-by-block
18、)的方式进行，典型的 区块大小为64、128或256字节。,闪存是一种特殊的、以宏块抹写的EEPROM。,NAND Flash所有的动作都必须以区块性基础(Block-wise fashion)运行，包含读、写、解锁与抹除。,24,NOR的读速度比NAND稍快一些。NAND的写入速度比NOR快很多。NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。大多数写入操作需要先进行擦除操作。NAND的擦除单元更小，相应的擦除电路更少,NOR FLASH和NAND FLASH的区别,25,FLASH存储器,一般小容量的用NOR Flash，因为其读取速度快，多用来存储操作系统等重要信息，而大容量的用NAND F
19、LASH。 最常见的NAND FLASH 应用是嵌入式系统采用的DOC（Disk On Chip）和我们通常用的闪盘，可以在线擦除。 目前市面上的FLASH 主要来自Intel，AMD，Fujitsu 和Toshiba，而生产NAND Flash 的主要厂家有Samsung 和Toshiba。,26,FLASH存储器,便携存储(USB Flash Disk)，称为闪存盘，是采用USB接口和闪存(Flash Memory)技术结合的方便携带外观精美时尚的移动存储器。 闪存盘是以Flash Memory为介质，所以具有可多次擦写、速度快而且防磁、防震、防潮的优点。闪存盘一般包括闪存(Flash M
20、emory)、控制芯片和外壳。 闪盘采用流行的USB接口，体积只有大拇指大小，重量约20克，不用驱动器，无需外接电源，即插即用，实现在不同电脑之间进行文件交流，存储容量从16MB2GB不等，满足不同的需求。闪盘产品都是通过整合闪存芯片、USB I/O控制芯片而成的产品， 其产品特性大都比较相似，只是外壳设计、捆绑软件和附加功能上有所差别。闪盘的附加功能种类很多，比如：数据加密、系统启动功能、内置 E-mail 收发软件和聊天工具等等。,27,闪存盘通常使用塑胶或金属外壳，内部含有一张小的印刷电路板，让闪存盘尺寸小到像钥匙圈饰物一样能够放到口袋中，或是串在颈绳上。只有USB连接头突出于保护壳外，
21、且通常被一个小盖子盖住。 大多数的闪存盘使用标准的Type-A USB接头，这使得它们可以直接插入个人电脑上的USB端口中。 要访问闪存盘的数据，就必须把闪存盘连接到电脑；无论是直接连接到电脑内置的USB控制器或是一个USB集线器都可以。只有当被插入USB端口时，闪存盘才会启动，而所需的电力也由USB连接供给。 然而，有些闪存盘（尤其是使用USB 2.0标准的高速闪存盘）可能需要比较多的电源，因此若接在像是内置在键盘或屏幕的USB集线器，这些闪存盘将无法工作，除非将它们直接插到控制器（也就是电脑本身提供的USB端口）或是一个外接电源的USB集线器上。有些U盘是驱动器和U盘组成，因此结束时要分辨
22、清（DOS/win32环境下）。,FLASH存储器,28,闪存盘虽然小，但相对来说却有很大的存储容量。 早期闪存盘容量较小，仅可存储16-32M文件，即便是这样，也相当于当时通用的可擦写移动存储介质软盘容量的10-20倍。 随着科技的发展，U盘容量也依摩尔定律飞速猛增。到2012年为止，4G容量U盘已基本处于淘汰的边缘，主流U盘容量发展为 8-16G，相当于2-4张DVD光盘的容量。最大容量则已达到256G，相当于60余张DVD光盘的容量。,FLASH存储器,29,FLASH存储器,闪存盘属于USB大量存储设备的类别，这表示大多数现代的操作系统都可以在不需要另外安装驱动程序的情况下读取及写入闪
23、存盘。闪存盘在操作系统里面显示成区块式的逻辑单元，隐藏内部闪存所需的复杂细节。操作系统可以使用任何文件系统或是区块寻址的方式。也可以制作启动U盘来引导计算机。与其它的闪存设备相同，闪存盘在总读取与写入次数上也有限制。中阶的闪存盘在正常使用状况下可以读取与写入数十万次，但当闪存盘变旧时，写入的动作会更耗费时间。当我们用闪存盘来运行应用程序或操作系统时，便不能不考虑这点。有些程序开发者特别针对这个特性以及容量的限制，为闪存盘撰写了特别版本的操作系统（例如Linux）或是应用程序（例如Mozilla Firefox）。 它们通常对使用空间做优化，并且将暂存盘存储在电脑的主存中，而不是闪存盘里,30,
24、FLASH制作封装过程,31,在1984年，东芝公司的发明人Fujio Masuoka 首先提出了快速闪存存储器(此处简称闪存)的概念。Intel是世界上第一个生产闪存并将其投放市场的公司。1988年，公司推出了一款256K bit闪存芯片。 第二种闪存称为NAND闪存。它由东芝公司于1989年研制，并被认为是NOR闪存的理想替代者。 MLC是英特尔（Intel）在1997年9月最先开发成功的。2004年，除三星和东芝增加产能外，包括Hynix、英飞凌及瑞萨等大厂，也自2004年起陆续进入NAND闪存市场。,FLASH的发展,32,Flash 的生产工艺,闪存前期发展至90纳米时代 前期主要以
25、0.25微米、0.18微米、0.13微米，130纳米在2001年是各大半导体公司的研发重点 ， 0.13微米以下的更先进工艺则进入了纳米领域。三星于2002年9月宣布90纳米工艺成功试产2G Flash。NAND FLASH的70纳米时代三星于2005年1月初宣布成功导入70nm制程科技投产4Gb NAND型闪存，与90nm制程相较，导入70nm制程量产后，可望为三星增加4成左右的NAND型闪存产能。2006年，海力士Hynix发布NAND闪存路线图 ，采用70纳米技术年量产16Gb产品。,33,NAND FLASH的60-50纳米时代如果说90纳米工艺和70nm已经让很多半导体制造商望而怯步
26、的话，那么65纳米则是半导体制造产业的分界线。东芝在2006年推出了55nm的产品，而英特尔2006年底正式导入50nm投产NAND型闪存。NAND FLASH的40-30纳米时代2006年9月，韩国三星电子公司宣布，开发成功40nm工艺生产容量达32b（4GB）。不久后，三星电子宣布成功地开发出30nm生产工艺的64Gb NAND闪存。最近几年，闪存的制作工艺发展更快。2011年9月，三星电子投产于20纳米级NAND闪存，从而成为全球首个批量生产20纳米级NAND闪存半导体的企业。最近，三星电子宣布，将在西安投资70亿美元的生产工艺为10纳米的闪存，月产量为10万片。如采用10纳米级制造工艺
27、，使用同等材料生产闪存芯片，产量比起20纳米级技术增加约一倍以上 。,34,FLASH的应用,闪存主要用在消费性电子产品，其中NOR型闪存，以编码应用为主，其功能多与运算相关；另一种NAND型闪存，主要功能是存储资料，目前NAND Flash主要应用市场为随身碟、数位相机、MP3及手机等 。如下图所示。,35,NAND的各种存储卡,SM卡即Smart Media（智能卡） ，是市场上常见的微存储卡，一度在MP3播放器上非常的流行，体积做得很小：45mm x 37mm x 0.76mm，非常薄，仅重1.8克，具有比较高的擦写性能。Smart Media具有3.3伏和5伏两种工作电压，但不可以同时
28、支持两种电压。目前已经没有多少数码产品用这种卡了。,胜创的SM卡,36,CF卡即Compact Flash（微型快擦写卡）,是一种袖珍闪存卡（尺寸43mm*36mm*3.3mm）,存储文件的速度比较快、存储容量适中，能耗低，在中、高档数字照相机上应用比较多 。笔记本电脑的用户可直接在PCMCIA插槽上使用，使数据很容易在数码相机与电脑之间传递。,37,MMC卡 即Multi Media Card（多媒体卡）。MMC的发展目标主要是针对数码影像、音乐、手机、PDA、电子书、玩具等产品，尺寸只有32mm x 24mm x 1.4mm，只有1.5克。MMC也是把存贮单元和控制器一同做到了卡上，智能的
29、控制器使得MMC保证兼容性和灵活性。MMC的操作电压为2.7伏到3.6伏，写/读电流只有27mA和23mA，功耗很低。,38,SD卡即Secure Digital Card（安全数码卡），SD卡数据传送和物理规范由MMC发展而来，大小和MMC差不多，尺寸为32mm x 24mm x 0.7mm。长宽和MMC一样，只是厚了0.7mm，以容纳更大容量的存贮单元。SD卡与MMC卡保持着向上兼容，也就是说，MMC可以被新的SD设备存取。平均数据传输率能达到2MB/s,39,MSSONY Memory Stick（记忆棒） ，由索尼公司开发。尺寸为：50mm x 21.5mm x 0.28mm，重4克。
30、采用精致醒目的蓝色外壳（新的MG为白色），并具有写保护开关。 和很多Flash Memory存贮卡不同，Memory Stick规范是非公开的，没有什么标准化组织。电压为2.7伏到3.6伏记忆棒。它用在SONY的PMP，PSX系列游戏机，数码相机，数码摄像机，索爱的手机，还有笔记本上,40,41,Micro SD卡、Mini SD卡Micro SD卡是一种极细小的快闪存储器卡，其格式源自SanDisk创造，原本这种记忆卡称为T-Flash，及后改称为Trans Flash（TF卡），2004年正式更名为Micro SD Card，由SanDisk（闪迪）公司发明 。其主要应用于移动电话，但因它
31、的体积微小和储存容量的不断提高，已经使用于GPS设备、便携式音乐播放器和一些快闪存储器盘中。它的体积为 15mm x 11mm x1mm ，差不多相等于手指甲的大小，是现时最细小的记忆卡。它也能通过SD转接卡来接驳于SD卡插槽中使用。,42,如果单从储存介质上来说，闪存比硬盘好 。并不是音质上的好，是指数据传输的速度还有抗震度来说（闪存不存在抗震）。要对比两者之间的优劣并不难，首先理解什么是数码，知道什么是数码信号之后就该清楚数码信号通常是不受储存介质干扰的。（忽略音频流文件的误码，硬盘和闪存在这个方面可以忽略，光盘不同。） 硬盘和闪存的数据准确性都很高，在同样的测试条件下（相同解码相同输出）
32、，两者音质肯定是一样的 。对于随身听来说，赞同闪存式。,与硬盘区别,43,优点 闪存的随身听小。并不是说闪存的集成度就一定会高。微硬盘做的这么大一块主要原因就是微硬盘不能做的小过闪存，并不代表微硬盘的集成度就不高。再说，集成度高并不能代表音质一定下降。MD就是一个例子。 相对于硬盘来说闪存结构不怕震，更抗摔。硬盘最怕的就是强烈震动。虽然我们使用的时候可以很小心，但老虎也有打盹的时候，不怕一万就怕万一。 闪存可以提供更快的数据读取速度，硬盘则受到转速的限制。,与硬盘区别,44,在线存储技术在线存储是指用户在信息存储时，不是把数据保存在自己的电脑里，而是保存在网上，任何时候任何地点，只要是联网的电
33、脑，就能打开数据，进行加工。,信息存储的发展,45,网盘，又称网络U盘、网络硬盘，是一些网络公司推出的在线存储服务。向用户提供文件的存储、访问、备份、共享等文件管理功能，使用起来十分方便。 网盘的原理：网络公司将其服务器的硬盘或硬盘阵列中的一部分容量分给注册用户使用，因此网盘一般来说投资都比较大，所以免费网盘一般容量比较小，为防止用户滥用还往往附加单个文件最大限制（一般为1M到50M左右），因此免费网盘一般只用于存储较小的文件。而收费网盘则具有速度快、安全性能好、容量高、允许大文件存储等优点，适合有较高要求的用户。,46,网盘新技术,传统的网盘技术传输速度慢、冗灾备份及恢复能力低、安全性差、营
34、运成本高。传统的网盘将逐步被数据银行取代。 数据银行是构建在高速分布式存储网络上的数据中心，它将网络中大量不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，形成一个安全的数据存储和访问的系统，适用于各大中小型企业与个人用户的数据资料存储、备份、归档等一系列需求。 数据银行最大优势在于将单一的存储产品转换为数据存储与服务，在这个技术下，网盘行业可能像金融行业银行一样，在单一的存储服务基础衍生出更多增值的服务。,47,48,49,目前我国常见的网盘有：数据银行、抽屉网盘、UUShare、网易网盘、126网盘、阿里网盘、卡卡网盘、猫扑网盘、6网盘、QQ网络硬盘、265网络硬盘、chinamofile、mofile、vdisk、纳米盘、联想、TOM网盘、我的Z盘等，均有收费和免费产品，用户可根据需要选用。,网盘品牌,
