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半導(dǎo)體存儲(chǔ)器簡(jiǎn)介及分類(lèi)
編輯：劉帆 來(lái)源： 思瀚 江波龍    2023-02-14

存儲(chǔ)器是指利用磁性材料或半導(dǎo)體等材料作為介質(zhì)進(jìn)行信息存儲(chǔ)的器件，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器利用半導(dǎo)體介質(zhì)貯存電荷以實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)，存儲(chǔ)與讀取過(guò)程體現(xiàn)為電荷的貯存或釋放，半導(dǎo)體存儲(chǔ)是集成電路的重要分支。

半導(dǎo)體存儲(chǔ)器按照是否需要持續(xù)通電以維持?jǐn)?shù)據(jù)分為易失性存儲(chǔ)和非易失性存儲(chǔ)，具體簡(jiǎn)要分類(lèi)如下：

（1）易失性存儲(chǔ)

易失性存儲(chǔ)主要指隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）。RAM需要維持通電以臨時(shí)保存數(shù)據(jù)供主系統(tǒng)CPU讀寫(xiě)和處理。由于RAM可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的高速讀寫(xiě)，因此通常作為操作系統(tǒng)或其他正在運(yùn)行中的程序的臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒介。

RAM根據(jù)是否需要周期性刷新以維持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)，進(jìn)一步分為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（DRAM）和靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（SRAM）。動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（DRAM）需要在維持通電的同時(shí)，通過(guò)周期性刷新來(lái)維持?jǐn)?shù)據(jù)，故稱(chēng)“動(dòng)態(tài)”存儲(chǔ)器。DRAM結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此單位面積的存儲(chǔ)密度顯著高于SRAM，但訪問(wèn)速度慢于SRAM；此外，由于DRAM需要周期性刷新以維持正確的數(shù)據(jù)，因此功耗較SRAM更高。DRAM作為一種高密度的易失性存儲(chǔ)器，主要用作CPU處理數(shù)據(jù)的臨時(shí)存儲(chǔ)裝置，廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、個(gè)人電腦、服務(wù)器等主流應(yīng)用市場(chǎng)。

（2）非易失性存儲(chǔ)

非易失性存儲(chǔ)主要指只讀存儲(chǔ)器（ROM），無(wú)需持續(xù)通電亦能長(zhǎng)久保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。早期的ROM產(chǎn)品信息首次寫(xiě)入后即固定下來(lái)，以非破壞性讀出方式工作，只能讀出而無(wú)法修改或再次寫(xiě)入信息，故稱(chēng)“只讀”存儲(chǔ)器。ROM經(jīng)過(guò)不斷演變發(fā)展，經(jīng)過(guò)掩膜只讀存儲(chǔ)器（Mask ROM）、可編程只讀存儲(chǔ)器（PROM）、可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（EPROM）、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）和快閃存儲(chǔ)器（Flash）等階段，已經(jīng)突破原有的“只讀”限制。Flash主要包括NAND Flash和NOR Flash。

NAND Flash是使用電可擦技術(shù)的高密度非易失性存儲(chǔ)。NAND Flash每位只使用一個(gè)晶體管，存儲(chǔ)密度遠(yuǎn)高于其他ROM；在正常使用情況下，F(xiàn)lash所存的電荷（數(shù)據(jù)）可長(zhǎng)期保存；同時(shí)，NAND Flash能夠?qū)崿F(xiàn)快速讀寫(xiě)和擦除。NANDFlash為大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)提供了廉價(jià)有效的解決方案，是目前全球市場(chǎng)大容量非易失存儲(chǔ)的主流技術(shù)方案。

NOR Flash特點(diǎn)在于允許CPU直接從存儲(chǔ)單元中讀取代碼執(zhí)行（eXecute InPlace, XIP），即應(yīng)用程序可直接在Flash內(nèi)運(yùn)行，而不必再讀到系統(tǒng)RAM中；但NOR Flash寫(xiě)入和擦除速度慢，因此不適宜作為大容量存儲(chǔ)器，僅在小容量場(chǎng)景具有成本效益。