第6章 存储器
6.1 半导体存储器的性能特点和分类 6.2 随机存取存储器 6.3 只读存储器 6.4 半导体存储器接口技术 6.5 高速缓冲存储器 6.6 虚拟存储器
第六章存储器装置
第6章 存储器
基本常识
What’s the存储器?
➢ 用来存放程序和数据； ➢ 是计算机系统中的记忆设备。
硬盘
软盘
t
t1
TA
t2
含义 CPU发出读操作命令t1，到取出数据t2的时间之差。
存取时间 TA 分为
√ 存储器读出时间 TAR √ 存储器写入时间 TAW
第六章存储器装置
2.存取速度（采用两种参数描述）
（2）存取周期 Tm(cMemoCryyc)le
含义 指连续两次存储器操作之间的最小时间间隔。
图 示
存取时间TA 间隔时间 存取周期Tmc
6.1.3 半导体存储数据缓冲器
第六章存储器装置
用于暂时存放来自CPU的写入
数据或从存储体内读出的数据。
暂存地 址存储的器目之01的间是在为速存了度协上储调的C差P异U。和10
数 据
n位
译 码
地址 器
2n－1 矩 阵
缓 m冲
器
动态RAM必须定时刷新。
（2）只读存储器ROM • ROM是一种在工作过程中只能读不能写的非易失性存储器 • 掉电后所存信息不会丢失
第六章存储器装置
3. 按在计算机中的作用分类
主存储器
存储器
静态 RAM RAM
可与CPU直 动态 RAM
MROM
接交换数据 PROM
ROM EPROM
EEPROM
高速缓冲存储器（Cache）介于CPU与内存之间
（随机访问）
随机存取存储 器
（RAM）
只读存储器 （ROM）
静态RAM（SRAM） 动态RAM（DRAM） 非易失RAM（NVRAM） 掩膜式ROM 一次性可编程ROM（PROM） 紫外线擦除可编程ROM（EPROM） 电擦除可编程ROM（EEPROM） 闪烁存储器FLASH ROM（EEPROM）
存取时间TA
提示 存取周期Tmc略大于 存取时间TA
3 .存储器带宽
单位时间里存储器所存取的信息量。单位 位/秒 或 字节/秒
“带宽”是衡量数据传输速率的重要技术指标。
例： T M C 1 0 0 n s 8 位 数 据 , 其 带 宽 为 1 1 0 0 n s 8 8 0 M b s
第六章存储器装置
6.1.2 半导体存储器的主要性能指标
1．存储容量 2．存取速度 3．功耗 4．可靠性 5．性能/价格比
第六章存储器装置
1. 存储容量：存储二进制信息的数量 存储容量＝存储单元数目×存储字长＝存储位数
2种表示形式： 存储容量＝存储位数/8＝存储字节数
指令中地址码的位数决定了主存储器的 可直接寻址的最大空间。
存取时间与
（2）物理地址有关
（串行访问）
顺序存取存储器 磁带 直接存取存储器 磁盘
第六章存储器装置
说明
（1）随机存取存储器RAM • 信息可以随时写入或读出 • 关闭电源后所存信息将全部丢失 • 静态RAM采用双稳电路存储信息，而动态RAM是以电容上的电荷存
储信息。 • 静态RAM速度更快，而动态RAM的集成度更高、功耗和价格更低，
（2）金属氧化物半导体型（MOS型） • 用 来 制 作 多 种 半 导 体 存 储 器 件 ， 如 静 态 RAM、 动 态 RAM、
EPROM、E2PROM、Flash Memory等。 • 集成度高、功耗低、价格便宜 • 速度较双极型器件慢
第六章存储器装置
2.按存取方式分类
存取时间与
（1）物理地址无关
例如，32位超级微型机提供32位物理地 址，支持对4G字节的物理主存空间的访问。
常用的计量存储空间的单位还有K,M,T。 K为210，M为220，G为230)。
第六章存储器装置
2.存取速度（采用两种参数描述）
（1）存取时间 TA(AcceTsism)e
指从CPU给出有效地址启动一次存取（读/写）操作到该操作完成所需的时间。
所有存储元 共用此电路
图 6-3 静态R第A六M章的存储基器本装存置 储电路
2．SRAM的读写过程
（1）读出过程
① 地址码A11~A0加到SRAM芯片的地址 输入端，经X与Y地址译码器译码，产生 行选通、列选通信号，选中某一单元。
4.功耗： 每个存储元（一个二进制存储位所对应的存储电路）消耗功率的大小。 微瓦/位
5.可靠性 对电磁场及温度变化等的抗干扰能力。用平均故障间隔时间来衡量。 MTBF（Mean Time Between Failures）
……
小结
✓ 存取时间
小节： 反映主存速度的指标
✓ 存储周期
✓ 存储器带宽
第六章存储器装置
R/W
图6-2 存储芯片组成示意图
第六章存储器装置
6.2 随机存取存储器
6.2.1 静态RAM
1．SRAM的基本存储电路
X地址选择 VCC
T5
T3 T4
T6
A
B
T1 T2
T7
I/O
Y地址选择
T8
I/O
T3、T4是负载管，T1、T2为 工作管， T5、T6、 T7、T8是 控制管。
该电路有两种稳定状态：T1截 止，T2导通为状态“1”；T2截止， T1导通为状态“0”。
光盘
磁带
磁鼓
内存条 U盘 MP3
MP4
计算机存第储六体章存系储器的装层置 次结构
移动硬盘
6.1 半导体存储器的性能特点和分类
6.1.1半导体存储器的分类 1．按制造工艺分类
（1）双极（Bipolar）型 • 由TTL（Transistor-Transistor Logic）晶体管逻辑电路构成。 • 存储器工作速度快，与CPU处在同一量级 • 集成度低、功耗大、价格偏高
m位 数据
经接译收码来后自产CP生U2的n存存读个接部N储储位/地收控写芯单地址片制控片元址选选信制的组，择信号信主成号，号体，及控，，每来制形它 个自数成由存C据芯P若储的片U干单读的内个元
CS
信控 逻号，制 辑实现的对选片址又称内。由存可存若储存储干元放单出个）一元和基组位写本成二入存，进。储每制电个信路存息（储。或元
后援存储器 辅助存储器
磁盘 磁带
光盘
第六章存储器装置
半导体存储器
随机存取存储器 （RAM）
只读存储器 （ROM）
静态RAM（SRAM）
动态RAM（DRAM） 掩膜式ROM 可编程ROM（PROM） 可擦除PROM（EPROM） 电可擦除PROM（E2PROM）
图6-1 半导体存储器的分类
第六章存储器装置