第八讲 内部存储器
存储器
存储器（Memory）由一定数量的单元构成，每个单元可以被唯一标识，每个单元都有存储一个数值的能力
- 地址：单元的唯一标识符（采用二进制）
- 地址空间：可唯一标识的单元总数
- 寻址能力：存储在每个单元中的信息的位数
- 大多数存储器是字节寻址的，而执行科学计算的计算机通常是64位寻址的
RAM
随机存取存储器
特性
- 可以简单快速地进行读/写操作
- 易失的
类型
- 动态RAM:需要周期地充电刷新以维护数据存储
- 静态RAM:只要有电源，就可以一直维持数据
SRAM一般用作cache, DRAM用作主存
高级的DRAM架构
同步DRAM(SDRAM)
传统的DRAM是异步的
- 处理器向内存提供地址和控制信号，表示内存中特定单元的一组数据应该被读出或写入DRAM
- DRAM执行各种内部功能，如激活行和列地址线的高电容，读取数据，以及通过输出缓冲将数据输出，处理器只能等待这段延迟，即存取时间
- 延时后，DRAM才写入或读取数据
SDRAM
- SDRAM与处理器的数据交互同步与外部的时钟信号，并且以处理器/存储器总线的最高速度运行，而不需要插入等待状态
- 由于SDRAM随系统时钟及时移动数据，CPU知道数据何时准备好，控制器可以完成其它工作
双速率SDRAM(DDR SDRAM)
每个时钟周期发送两次数据，一次在时钟脉冲的上升沿，一次在下降沿
只读存储器ROM
特性:
- 非易失的:不要求供电来维持数据
- 可读，但不能写入新数据
只要是存储器都是可读可写的
ROM是写由工厂生产的时候就完成
可编程ROM (PROM)
特性:
- 非易失的
- 只能被写入一次: 写过程是电信号的,而且需要专门设备
主要进行读操作存储器
特性:
- 非易失的
- 写操作与读操作相比，较为困难
可擦除可编程”只读”存储器 (EPROM)
特性:
- 光擦除
- 电写入
比PROM更贵, 但可以写入多次
电可擦除可编程”只读”存储器 (EEPROM)
特性:
- 可以随时写入而不删除之前的内容
- 只更新寻址到的一个或多个字节
- 写操作每字节需要几百微秒
比EPROM更贵, 且密度低，支持小容量芯片
快闪存储器(Flash)
特性:
- 电可擦除：与EEPROM相同，优于EPROM
- 擦除时间为几秒：优于EPROM，不如EEPROM
- 可以在块级擦除，不能在字节级擦除：优于EPROM，不如EEPROM
- 达到与EPROM相同的密度：优于EEPROM
价格和功能介于EPROM和EEPROM之间
从位元到主存
- 寻址单元: 由若干相同地址的位元组成
- 寻址模式:
- 字节(常用): 1Byte = 8bit
- 字
- 存储阵列: 由大量寻址单元组成
- 如何寻址: 由地址译码器完成
- 如何刷新:
- 集中式刷新: 停止读写操作, 并刷新每一行, 刷新时无法操作内存
- 分散式刷新: 在每个存储周期中, 当读写操作完成时进行刷新, 会增加每个存储周期的时间
- 异步刷新: 每一行各自以64ms间隔刷新, 效率高(常用)
- 芯片
- 模块组织
- 位扩展: 地址线不变，数据线增加
- 字扩展: 地址线增加，数据线不变
- 字,位同时扩展
- 主存
位元 -> 寻址单元 -> 存储阵列 -> 芯片 -> 模块组织 -> 主存
大端序和小端序
易错题目
DRAM采用地址线复用, 即行地址和列地址用同样的地址线传输, 先传输行地址, 再传输列地址 (分时复用)