存储器基础知识
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FLASH Memory的特点
■电气可擦写的不易失性存储器 ■以块为单位进行擦除 ■存储容量大
FLSAH Memory的应用场合
■SD Card和U盘 ■数码相机、MP3、手机、平板电脑等 ■SSD（Solid State Drive）
■■ FLASH FLASH Memory Memory 的分类 的分类 ■■
■■主要 SRAMSRAM 主要厂家及市场份额 厂家的市场份额 ■■
排名 1 厂家名 CYPRESS 市场份额 14.3%
2
3 4 5 6
ISSI
IDT RENESAS MICROCHIP ONSEMI
12.7%
10.2% 8.6% 7.5% 6.7%
7
8 9 10
Microsemi
Chiplus Semiconductor GSI Technology Winbond
■■ FLASH Memory 主要厂家及市场份额 ■ FLASH Memory 的特点及用途■
排名
1 2 3 4
厂家名
Micron Spansion TOSHIBA Macronix
市场份额
12.1% 11.6% 10.1% 9.5%
5
6 7 8 9
Winbond
ISSI ONSEMI SAMSUNG AMIC Technology
■■ FLASH Memory 的特点及用途 ■ FLASH Memory 的特点及用途■
■NOR型FLASH
特点
●以块为单位进行擦除 ●和DRAM一样可以随机存取 ●读取速度快 用途 读取速度快、信赖性高，主要用于便携设备中程序的存储。
■ NAND型FLASH
特点 ●以页为单位进行读写，以块为单位进行擦除 ●有一个单元可存储1bit和2bit 两种类型 用途 集成度高，可以对应大容量化，主要用于数据（多媒体数据等）的存储。
●DRAM ●SRAM
■非易失性存储器
●EEPROM
●FLASH Memory
■新型Memory
■总结
■易失性存储器 ■■ ■易失性存储器
・DRAM和SRAM的单元构造
电容
DRAM
SRAM
上图表示出SRAM和DRAM的单元的构造。DRAM由1PCS的三极管和 1PCS的电容构成。SRAM由6pcs的三极管构成。 相同的设计方法下，芯片的面积SRAM是DRAM的4倍。（价格指标使用）
●为了数据维持需要刷新 ●高速动作难
●由三极管构成
●读写动作简单 ●高速动作可能
●容易大容量化
●用于容量要求大的主存
●难以大容量化
●用于性能要求高的缓存
■基础知识
■存储器的分类
■易失性存储器
●DRAM ●SRAM
■非易失性存储器
●EEPROM
●FLASH Memory
■新型Memory
■总结
■■ 非易失性存储器 非易失性存储器 ■■
■■ FLASH FLASH Memory Memory 的构造 的构造 ■■
FLASH Memory采用和EPROM相同的构造，只是FG层氧化膜的厚度比EPROM薄， 因此能通过电信号进行擦除和写入操作。构造上也容易达成成本的低减。 擦除时以块为单位操作。
bit线 控制线 选择线 控制线 bit线 字节线 bit线
6.5%
5.7% 4.6% 3.5%
*2015年11月数据
Copyright © 2009 OMRON Corporation. All rights reserved.
■■ DRAM DRAM 和和 SRAM SRAM 的比较 的比较 ■■
位线
字节线
电容
数据线
数据线
DRAM的特性
SRAM的特性
●依靠电容存储的电荷来存储数据
存储器基础知识
■基础知识 ■存储器的分类 ■易失性存储器 ●DRAM ●SRAM ■非易失性存储器 ●EEPROM ●FLASH Memory ■新型Memory ■总结
■基础知识
■存储器的分类
■易失性存储器
●DRAM ●SRAM
■非易失性存储器
●EEPROM
●FLASH Memory
■新型Memory
■DRAM 的特点及应用■■ ■DRAM 的特点及应用场合
特点
●需要定期刷新 ●读写速度慢（与SRAM比） ●大容量化可能 ●消费电力大
应用场合
●PC，平板电脑
●智能手机
●工作站 ●传真、打印机
Copyright © 2009 OMRON Corporation. All rights reserved.
■基础知识
■存储器的分类
■易失性存储器
●DRAM ●SRAM
■非易失性存储器
●EEPROM
●FLASH Memory
■新型Memory
■总结
■■ 存储器的分类 ■■ 存储器的分类
DRAM 易失性 RAM
(Random Access Memory) (Dynamic RAM)
SRAM
(Static RAM)
■■ DRAM 的种类及主要厂家 ■■ DRAM 的种类及主要厂家
DRAM的种类
SAMSUNG及SK主要面向消费品
MICRON主要面向工业用户
■■ DRAM 的发展 ■■ DRAM 的发展
现在DRAM的主流从DDR3变成DDR4
■■ DRAM 的发展 ■■ DRAM 的发展
DRAMLeabharlann Baidu程的发展
SRAM 的单元构成 ■ ■■ SRAM 的结构 ■
EPROM ●面积比：1 ●不易失性 ●紫外线擦写
EEPROM ●面积比：2 ●不易失性 ●电气擦写
DRAM ●面积比：1.2 ●易失性
bit线
控制线
集中了三种存储器的优点 ●面积比：1 ●不易失性 ●电气擦写
FLASH Memory
■■ FLASH FLASH Memory Memory 的特点及应用场合 ■ ■
8.6%
7.9% 6.1% 5.3% 3.7%
10
Eon Silicon Solution
3.2%
*2015年11月数据
■基础知识
■存储器的分类
■易失性存储器
●DRAM ●SRAM
■非易失性存储器
●EEPROM
●FLASH Memory
■新型Memory
■总结
■■ 新型 新型 MEMORY MEMORY FeRAM&MRAM FeRAM&MRAM ■■
目前主力是FLASH Memory和E2PROM，EPROM的市场萎缩， 各厂家基本不再生产。 种类 MASK ROM 特性 ●不可重写（制造过程中数据写入，不可擦除） ●用途：字体存储和词典等 ●用电信号写入，紫外线擦除 ●封装有一个石英窗口 ●用途：BIOS、存放程序初始化数据等 ●可用电信号写入和擦除 ●存储单元大，大存储化困难 ●用途：手机、音响、测量器等
■总结
■■ 基础知识 ■■ 基础知识
信息的存储
信息在计算机中以二进制的形式存在，即信息被转化为由0和1组成的二进制代码的 形式在计算机中进行加工、传输和存储。
计算机存储单位
bit、Byte、KB、MB、GB等 bit：存放一位二进制，即是0或1，最小的存储单位 Byte：字节，8个二进制为一个字节，最常用的单位 KB：千字节，=1024Byte MB：兆字节，=1024KB 另外还经常使用word（字）来表示，对16bit的CPU来说1word=16bit， 对32bit的CPU来说1word=32bit。
64K
SPI 128K 256K 512K
BR25G640
BR25G128 BR25G256 BR25G512
M95640
M95128 M95256 M95512
S-25C640
S-25C128 S-25C256 S-25C512 今后的主流 可对应大容量和高速化
■■ EEPROM 各主要EEPROM 主要厂家及市场份额 厂家及市场份额 ■ ■
EPROM
E2PROM
●可用电信号写入和擦除 FLASH MEMORY ●存储单元小，容易大存储化 ●用途：数码相机、手机、存储卡等
■EEPROM的构造 ■ ■
EEPROM的构造
门极（G）
浮栅（FG） 漏极（D） 源极（S）
●一般EEPROM采用堆栈型单元构造。通过控制存储单元的浮栅（FG）中电荷 量来实现数据的保持。 ●EEPROM仅通过电信号就可擦除被选择部分的内容，而且擦除的时候不需要从 回路中取出，擦除和写入的速度虽然在人们看来已经很高速度了，但是和读取数 据还是比较慢。特定的存储单元的擦写次数的限制，一般可擦写1万到10万次。 EEPROM一般用于存储机器的设定信息，被调制解调器等各种各样的机器利用。
闪存（FLASH）
易失性存储器：电源切断后数据消失 非易失性存储器：电源切断后数据不消失
■ PC 中的存储器层次结构 ■ ■ PC 中的存储器层次结构 ■
如上图，在CPU的周边需要高速信号处理的情况使用易失性存储器， 数据保存（包括程序）为目的的话使用非易失性存储器。
■基础知识
■存储器的分类
■易失性存储器
FeRAM 非易失性
(Ferroelectric RAM)
半导体存储器 无法覆盖写入 ROM
(Read Only Memory)
MRAM
(Magnetic RAM)
掩摸ROM EPROM
(Erasable Programmable ROM)
可以覆盖写入
EEPROM
(Electrically EPROM)
■■ SRAM SRAM 的特点及应用 的特点及应用 ■■
特点
●待机电流小
●读写速度快（与DRAM比）
●大容量化困难
应用场合
●产业机器、汽车电子
●数码相机、手机
●液晶电视、打印机 ●其他缓冲用场合
Copyright © 2009 OMRON Corporation. All rights reserved.
FLASH Memory的分类
■■ NOR NOR 和和 NAND NAND FLASH FLASH 的区别 的区别 ■■
NOR和NAND的区别
NOR NAND 低速 高速 page page block 多媒体数据
随机存取 擦除和读写速度 读取单位 写入单位 擦除单位 应用领域 NOR型FLASH NAND型FLASH
HUAJIE
特点
Microwire (3-wire)
数据IN/OUT口分开，信赖性高 不面向大容量
K24C04 K24C08 K24C16 K24C32 K24C64 K24C128 K24C256 主流产品 采用范围广 大容量花可能 低价格化
I2C (2-wire)
32K 64K 128K 256K 512K
排名 1 2 3 4 5 6 7 8 9 厂家名 ROHM SII Atmel ST MICROCHIP 旭化成 ONSEMI RENESAS MAXIM 市场份额 21.4% 14.0% 11.0% 10.7% 8.7% 8.4% 8.0% 7.0% 4.3%
10
Giantec
3.7%
*2015年11月数据
高速 低速 1bit 1bit block 系统程序
高集成化
不适合
适合
如上图所示，左图为NOR型FLASH的回路图，各单元和位线、字线、地 线连接，各自独立。因此能实现随机存储。 右图为NAND型FLASH的回路图，32位存储单元连接在一起，两端有选 择MOS，选择MOS为ON的话，位线接通地线。32位并不是决定的数值， 这个位数的为大多数NAND型FLASH采用的数值。
FeRAM
FeRAM(Ferroelectric RAM)，被称为铁电 随机存储器，存储单元构造类似于DRAM， 用铁电性材料取代原来的介电质，使其具有 非易失性存储器的特点。 FeRAM具有高速、高密度、低功耗和抗辐 射等优点
■■ EEPROM EEPROM 的种类 的种类 ■■
主流的串口EEPROM分为microwire、I2C、SPI三种接口方式
接口 存储容量 （bit）
1K 2K 4K 8K 16K 4K 8K 16K
代表型号 ROHM
BR93G46 BR93G56 BR93G66 BR93G76 BR93G86 BR24G04 BR24G08 BR24G16 BR24G32 BR24G64 BR24G128 BR24G256 BR24G512
SRAM由记忆数据用的4PCS三极管和数据读写用的2PCS三极管构成。
和DRAM不同，SRAM用三极管来记忆数据，不需要数据刷新，因此能 对应低消费电力的要求。
SRAM 的种类 ■■ SRAM 的种类 ■■
SRAM 高速SRAM 同期型 非同期型 LPSRAM
（非同期型）
伪SRAM
（非同期型）
SRAM主要分为同期和非同期两种。
ST
M93C46 M93C56 M93C66 M93C76 M93C86 M24C04 M24C08 M24C16 M24C32 M24C64 M24128 M24256 M24512
SII
S-93C46 S-93C56 S-93C66 S-93C76 S-93C86 S-24C04D S-24C08D S-24C16D
■电气可擦写的不易失性存储器 ■以块为单位进行擦除 ■存储容量大
FLSAH Memory的应用场合
■SD Card和U盘 ■数码相机、MP3、手机、平板电脑等 ■SSD（Solid State Drive）
■■ FLASH FLASH Memory Memory 的分类 的分类 ■■
■■主要 SRAMSRAM 主要厂家及市场份额 厂家的市场份额 ■■
排名 1 厂家名 CYPRESS 市场份额 14.3%
2
3 4 5 6
ISSI
IDT RENESAS MICROCHIP ONSEMI
12.7%
10.2% 8.6% 7.5% 6.7%
7
8 9 10
Microsemi
Chiplus Semiconductor GSI Technology Winbond
■■ FLASH Memory 主要厂家及市场份额 ■ FLASH Memory 的特点及用途■
排名
1 2 3 4
厂家名
Micron Spansion TOSHIBA Macronix
市场份额
12.1% 11.6% 10.1% 9.5%
5
6 7 8 9
Winbond
ISSI ONSEMI SAMSUNG AMIC Technology
■■ FLASH Memory 的特点及用途 ■ FLASH Memory 的特点及用途■
■NOR型FLASH
特点
●以块为单位进行擦除 ●和DRAM一样可以随机存取 ●读取速度快 用途 读取速度快、信赖性高，主要用于便携设备中程序的存储。
■ NAND型FLASH
特点 ●以页为单位进行读写，以块为单位进行擦除 ●有一个单元可存储1bit和2bit 两种类型 用途 集成度高，可以对应大容量化，主要用于数据（多媒体数据等）的存储。
●DRAM ●SRAM
■非易失性存储器
●EEPROM
●FLASH Memory
■新型Memory
■总结
■易失性存储器 ■■ ■易失性存储器
・DRAM和SRAM的单元构造
电容
DRAM
SRAM
上图表示出SRAM和DRAM的单元的构造。DRAM由1PCS的三极管和 1PCS的电容构成。SRAM由6pcs的三极管构成。 相同的设计方法下，芯片的面积SRAM是DRAM的4倍。（价格指标使用）
●为了数据维持需要刷新 ●高速动作难
●由三极管构成
●读写动作简单 ●高速动作可能
●容易大容量化
●用于容量要求大的主存
●难以大容量化
●用于性能要求高的缓存
■基础知识
■存储器的分类
■易失性存储器
●DRAM ●SRAM
■非易失性存储器
●EEPROM
●FLASH Memory
■新型Memory
■总结
■■ 非易失性存储器 非易失性存储器 ■■
■■ FLASH FLASH Memory Memory 的构造 的构造 ■■
FLASH Memory采用和EPROM相同的构造，只是FG层氧化膜的厚度比EPROM薄， 因此能通过电信号进行擦除和写入操作。构造上也容易达成成本的低减。 擦除时以块为单位操作。
bit线 控制线 选择线 控制线 bit线 字节线 bit线
6.5%
5.7% 4.6% 3.5%
*2015年11月数据
Copyright © 2009 OMRON Corporation. All rights reserved.
■■ DRAM DRAM 和和 SRAM SRAM 的比较 的比较 ■■
位线
字节线
电容
数据线
数据线
DRAM的特性
SRAM的特性
●依靠电容存储的电荷来存储数据
存储器基础知识
■基础知识 ■存储器的分类 ■易失性存储器 ●DRAM ●SRAM ■非易失性存储器 ●EEPROM ●FLASH Memory ■新型Memory ■总结
■基础知识
■存储器的分类
■易失性存储器
●DRAM ●SRAM
■非易失性存储器
●EEPROM
●FLASH Memory
■新型Memory
■DRAM 的特点及应用■■ ■DRAM 的特点及应用场合
特点
●需要定期刷新 ●读写速度慢（与SRAM比） ●大容量化可能 ●消费电力大
应用场合
●PC，平板电脑
●智能手机
●工作站 ●传真、打印机
Copyright © 2009 OMRON Corporation. All rights reserved.
■基础知识
■存储器的分类
■易失性存储器
●DRAM ●SRAM
■非易失性存储器
●EEPROM
●FLASH Memory
■新型Memory
■总结
■■ 存储器的分类 ■■ 存储器的分类
DRAM 易失性 RAM
(Random Access Memory) (Dynamic RAM)
SRAM
(Static RAM)
■■ DRAM 的种类及主要厂家 ■■ DRAM 的种类及主要厂家
DRAM的种类
SAMSUNG及SK主要面向消费品
MICRON主要面向工业用户
■■ DRAM 的发展 ■■ DRAM 的发展
现在DRAM的主流从DDR3变成DDR4
■■ DRAM 的发展 ■■ DRAM 的发展
DRAMLeabharlann Baidu程的发展
SRAM 的单元构成 ■ ■■ SRAM 的结构 ■
EPROM ●面积比：1 ●不易失性 ●紫外线擦写
EEPROM ●面积比：2 ●不易失性 ●电气擦写
DRAM ●面积比：1.2 ●易失性
bit线
控制线
集中了三种存储器的优点 ●面积比：1 ●不易失性 ●电气擦写
FLASH Memory
■■ FLASH FLASH Memory Memory 的特点及应用场合 ■ ■
8.6%
7.9% 6.1% 5.3% 3.7%
10
Eon Silicon Solution
3.2%
*2015年11月数据
■基础知识
■存储器的分类
■易失性存储器
●DRAM ●SRAM
■非易失性存储器
●EEPROM
●FLASH Memory
■新型Memory
■总结
■■ 新型 新型 MEMORY MEMORY FeRAM&MRAM FeRAM&MRAM ■■
目前主力是FLASH Memory和E2PROM，EPROM的市场萎缩， 各厂家基本不再生产。 种类 MASK ROM 特性 ●不可重写（制造过程中数据写入，不可擦除） ●用途：字体存储和词典等 ●用电信号写入，紫外线擦除 ●封装有一个石英窗口 ●用途：BIOS、存放程序初始化数据等 ●可用电信号写入和擦除 ●存储单元大，大存储化困难 ●用途：手机、音响、测量器等
■总结
■■ 基础知识 ■■ 基础知识
信息的存储
信息在计算机中以二进制的形式存在，即信息被转化为由0和1组成的二进制代码的 形式在计算机中进行加工、传输和存储。
计算机存储单位
bit、Byte、KB、MB、GB等 bit：存放一位二进制，即是0或1，最小的存储单位 Byte：字节，8个二进制为一个字节，最常用的单位 KB：千字节，=1024Byte MB：兆字节，=1024KB 另外还经常使用word（字）来表示，对16bit的CPU来说1word=16bit， 对32bit的CPU来说1word=32bit。
64K
SPI 128K 256K 512K
BR25G640
BR25G128 BR25G256 BR25G512
M95640
M95128 M95256 M95512
S-25C640
S-25C128 S-25C256 S-25C512 今后的主流 可对应大容量和高速化
■■ EEPROM 各主要EEPROM 主要厂家及市场份额 厂家及市场份额 ■ ■
EPROM
E2PROM
●可用电信号写入和擦除 FLASH MEMORY ●存储单元小，容易大存储化 ●用途：数码相机、手机、存储卡等
■EEPROM的构造 ■ ■
EEPROM的构造
门极（G）
浮栅（FG） 漏极（D） 源极（S）
●一般EEPROM采用堆栈型单元构造。通过控制存储单元的浮栅（FG）中电荷 量来实现数据的保持。 ●EEPROM仅通过电信号就可擦除被选择部分的内容，而且擦除的时候不需要从 回路中取出，擦除和写入的速度虽然在人们看来已经很高速度了，但是和读取数 据还是比较慢。特定的存储单元的擦写次数的限制，一般可擦写1万到10万次。 EEPROM一般用于存储机器的设定信息，被调制解调器等各种各样的机器利用。
闪存（FLASH）
易失性存储器：电源切断后数据消失 非易失性存储器：电源切断后数据不消失
■ PC 中的存储器层次结构 ■ ■ PC 中的存储器层次结构 ■
如上图，在CPU的周边需要高速信号处理的情况使用易失性存储器， 数据保存（包括程序）为目的的话使用非易失性存储器。
■基础知识
■存储器的分类
■易失性存储器
FeRAM 非易失性
(Ferroelectric RAM)
半导体存储器 无法覆盖写入 ROM
(Read Only Memory)
MRAM
(Magnetic RAM)
掩摸ROM EPROM
(Erasable Programmable ROM)
可以覆盖写入
EEPROM
(Electrically EPROM)
■■ SRAM SRAM 的特点及应用 的特点及应用 ■■
特点
●待机电流小
●读写速度快（与DRAM比）
●大容量化困难
应用场合
●产业机器、汽车电子
●数码相机、手机
●液晶电视、打印机 ●其他缓冲用场合
Copyright © 2009 OMRON Corporation. All rights reserved.
FLASH Memory的分类
■■ NOR NOR 和和 NAND NAND FLASH FLASH 的区别 的区别 ■■
NOR和NAND的区别
NOR NAND 低速 高速 page page block 多媒体数据
随机存取 擦除和读写速度 读取单位 写入单位 擦除单位 应用领域 NOR型FLASH NAND型FLASH
HUAJIE
特点
Microwire (3-wire)
数据IN/OUT口分开，信赖性高 不面向大容量
K24C04 K24C08 K24C16 K24C32 K24C64 K24C128 K24C256 主流产品 采用范围广 大容量花可能 低价格化
I2C (2-wire)
32K 64K 128K 256K 512K
排名 1 2 3 4 5 6 7 8 9 厂家名 ROHM SII Atmel ST MICROCHIP 旭化成 ONSEMI RENESAS MAXIM 市场份额 21.4% 14.0% 11.0% 10.7% 8.7% 8.4% 8.0% 7.0% 4.3%
10
Giantec
3.7%
*2015年11月数据
高速 低速 1bit 1bit block 系统程序
高集成化
不适合
适合
如上图所示，左图为NOR型FLASH的回路图，各单元和位线、字线、地 线连接，各自独立。因此能实现随机存储。 右图为NAND型FLASH的回路图，32位存储单元连接在一起，两端有选 择MOS，选择MOS为ON的话，位线接通地线。32位并不是决定的数值， 这个位数的为大多数NAND型FLASH采用的数值。
FeRAM
FeRAM(Ferroelectric RAM)，被称为铁电 随机存储器，存储单元构造类似于DRAM， 用铁电性材料取代原来的介电质，使其具有 非易失性存储器的特点。 FeRAM具有高速、高密度、低功耗和抗辐 射等优点
■■ EEPROM EEPROM 的种类 的种类 ■■
主流的串口EEPROM分为microwire、I2C、SPI三种接口方式
接口 存储容量 （bit）
1K 2K 4K 8K 16K 4K 8K 16K
代表型号 ROHM
BR93G46 BR93G56 BR93G66 BR93G76 BR93G86 BR24G04 BR24G08 BR24G16 BR24G32 BR24G64 BR24G128 BR24G256 BR24G512
SRAM由记忆数据用的4PCS三极管和数据读写用的2PCS三极管构成。
和DRAM不同，SRAM用三极管来记忆数据，不需要数据刷新，因此能 对应低消费电力的要求。
SRAM 的种类 ■■ SRAM 的种类 ■■
SRAM 高速SRAM 同期型 非同期型 LPSRAM
（非同期型）
伪SRAM
（非同期型）
SRAM主要分为同期和非同期两种。
ST
M93C46 M93C56 M93C66 M93C76 M93C86 M24C04 M24C08 M24C16 M24C32 M24C64 M24128 M24256 M24512
SII
S-93C46 S-93C56 S-93C66 S-93C76 S-93C86 S-24C04D S-24C08D S-24C16D