存储系统 半导体存储器

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半导体存储器的分类

半导体存储器分为随机存储器RAM(Random Access Memory)和只读存储器ROM(Read Only Memory)。随机存储器特点就是断电信息丢失，具有易失性；只读存储器特点就是永久保存，断电续存。随着需求发展，如今的只读存储器也具有了可写特性。按照ROM原始定义，固态硬盘属于ROM。

随机存储器RAM又可以分静态RAM(SRAM,Static RAM)和动态RAM(DRAM,Dynamic RAM)。SRAM特点就是不断电，信息就会持续不变；DRAM特点就是即使不断电，信息也会衰减，需要动态进行信息的刷新。

SRAM一般使用双稳态触发器来记忆信息，能保持原状态相对稳定，只要不断电，信息不变；DRAM一般使用电容存储电荷原理来记忆信息，由于电容存在电荷泄露问题，即使不断电，信息也会慢慢衰减直到消失，所以需要给电容充电完成数据刷新。

一般DRAM比SRAM慢，原因之一为DRAM进行信息的刷新需要时间，影响存取速度。所以一般缓存使用SRAM，内存使用DRAM，ROM只用在外存。

存储原理：DRAM依据电容存储电荷原理存储信息；SRAM依据触发器原理存储信息

半导体存储器的结构

半导体存储器一般由多块存储芯片组成

一块存储器芯片构成：译码驱动电路，存储矩阵，读写控制电路

存储矩阵由存储单元呈二维排列组成，是存储器的存储体；译码驱动电路主要是翻译地址线，确定被选中的存储单元；读写控制电路用来完成读写操作

半导体存储器的四种线：地址线，数据线，片选线，读写控制线

地址线用来确定操作存储单元的地址，片选线用来选择被操作的存储芯片，数据线用来传输数据，读写控制线用来确定读或者写操作

存储容量计算：存储芯片块数*每块存储芯片容量

DRAM的数据刷新(重点)

相对SRAM，DRAM需要动态进行数据刷新，以维持信息的状态。通常，每隔一定时间必须进行一次刷新，称此时间为刷新周期。

刷新的方式有三种：集中刷新，分散刷新，异步刷新

集中刷新：在一个刷新周期内，利用固定的时间段依次对所有行逐一刷新，在这段时间内停止对存储器的读写操作(死时间)。此方法刷新频率太高，大大降低了存储效率。

分散刷新：把每行的刷新任务分散到各个工作周期中，每个工作周期完成两部分工作，一部分进行读写操作，另一部分完成一行数据的刷新。这种方式增加了系统工作周期，降低了整机速度(注：一般工作周期远小于刷新周期)。

异步刷新：将刷新周期除以行数得时间t，每隔时间t刷新一行。

半导体存储器发展展望

半导体存储器是未来存储器发展的主流方向，具有巨大的潜力。目前来看，其速度仍然远远不及CPU，相对其他类型存储器价格又相对较贵，但其读写速度极快，是目前匹配高速系统较理想的存储器。