寄存器、RAM、ROM、Flash相关概念区别整理

ROM，由于是通过熔断熔丝来编程的，
所以这类 ROM 编程后，就不能再写了，是一次性的 (OTP)。后来又出现了 EPROM，是通过
紫外线来擦除的，并且通过高压来编程，这类
ROM 上面一般有一个透明的石英玻璃窗，看
上去挺漂亮的，它就是用来给紫外线照射的。后来又出现了
EEPROM，不用紫外线照射就可
以擦除， 因而可以直接在电路中编程。 另外还有 FLASH ROM，又可分为 NOR FLASH和 NAND
SGRAM 以及 WRAM 等，这里介绍其中的一种 DDR RAM。DDR RAM（ Date-Rate RAM）也称
作 DDR SDRAM，这种改进型的 RAM 和 SDRAM 是基本一样的，不同之处在于它可以在一个
时钟读写两次数据，这样就使得数据传输速度加倍了。这是目前电脑中用
得最多的内存，
而且它有着成本优势，事实上击败了 Intel 的另外一种内存标准－ Rambus DRAM。在很多高
/ 错误更正 (EDC/ECC算) 法。位反转的问
题更多见于 NAND 闪存， NAND 的供应商建议使用 NAND 闪存的时候， 同时使用 EDC/ECC算
法。 这个问题对于用 NAND 存储多媒体信息时倒不是致命的。当然，如果用本地存储设备来存
储操作系统、配置文件或其他敏感信息时，必须使用
EDC/ECC系统以确保可靠性。
的性能，还不会断电丢失数据同时可以快速读取数据
（ NVRAM 的优势），U 盘和 MP3 里用
的就是这种存储器。在过去的 20 年里，嵌入式系统一直使用 ROM（ EPROM）作为它们的存
储设备，然而近年来 Flash 全面代替了 ROM（ EPROM）在嵌入式系统中的地位，用作存储
Bootloader 以及操作系统或者程序代码或者直接当硬盘使用（
CACHE
CACHE是在 CPU 中速度非常块，而容量却很小的一种存储器，它是计算机存储器中最强悍 的存储器。由于技术限制，容量很难提升，一般都不过兆。 ROM、 RAM 的区别：
ROM（只读存储器或者固化存储器） RAM（随机存取存储器） ROM 和 RAM 指的都是半导体存储器，
ROM 是 Read Only Memory 的缩写， RAM 是 Random
SRAM 单元被赋予 0 或者 1 的
状态之后， 它会保持这个状态直到下次被赋予新的状态或者断电之后才会更改或者消失。
但
是存储 1bit 的信息需要 4-6 只晶体管。因此它也非常昂贵，所以只在要求很苛刻的地方使 用，譬如 CPU的一级缓冲， 二级缓冲。 另一种称为动态 RAM（Dynamic RAM/DRAM ），DRAM
寄存器
寄存器是中央处理器内的组成部份。它跟
CPU 有关。寄存器是有限存贮容量的高速存贮部
件，它们可用来暂存指令、 数据和位址。 在中央处理器的控制部件中， 包含的寄存器有指令
寄存器 (IR)和程序计数器 (PC)。在中央处理器的算术及逻辑部件中，包含的寄存器有累加器
(ACC。) 存储器
存储器范围最大， 它几乎涵盖了所有关于存储的范畴。 你所说的寄存器， 内存， 都是存储器 里面的一种。凡是有存储能力的硬件，都可以称之为存储器，这是自然，硬盘更加明显了， 它归入外存储器行列，由此可见——。
可靠性和耐用性
采用 flash 介质时一个需要重点考虑的问题是可靠性。 对于需要扩展 MTBF 的系统来说， Flash 是非常合适的存储方案。 可以从寿命 (耐用性 )、位交换和坏块处理三个方面来比较 NOR 和 NAND 的可靠性。
寿命 (耐用性 ) 在 NAND 闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次， 而 NOR 的擦写次数是十万次。 NAND 存储器除了具有 10 比 1 的块擦除周期优势， 典型的 NAND 块尺寸要比 NOR 器件小 8 倍，每 个 NAND 存储器块在给定的时间内的删除次数要少一些。
Fujitsu 等。 2006 年 NAND 将占据 59%的闪存市场份额， NOR 的市场份额将下降到 时， NAND 的市场份额将上升到 65%， NOR 的市场份额将进一步下滑到
41%。而到 2009 年 35%。
Nand 主要应用： Compacflash， Secure Digi-tal ， Smartmedia ，SD， MMC ， Xd，PC Card， USB Sticks 等。
另外一种 EEPROM是通过电子擦出，价格很高，写入时间很长，写入很慢。 最初 ,把只能读的存储器叫做 ROM(Read Only Memory), 并且掉电后数据不会丢失。由于不能
改写，因而使用起来很不方便。随着技术的进步，在
ROM 中使用一些新技术，就可以使它
具有可以编程的功能。比较早的是熔丝型的可编程
NAND 的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。
容量和成本
NAND flash 的单元尺寸几乎是 NOR 器件的一半， 由于生产过程更为简单， NAND 结构可以 在给定的模具尺寸内提供更高的容量，也就相应地降低了价格。 NOR flash 占据了容量为 1～ 16MB 闪存市场的大部分， 而 NAND flash 只是用在 8～128MB 的 产品当中，这也说明 NOR 主要应用在代码存储介质中， NAND 适合于数据存储， NAND 在 CompactFlash、Secure Digital 、 PC Cards和 MMC 存储卡市场上所占份额最大。
必须在一定的时间内不停的刷新才能保持其中存储的数据。
DRAM 只要 1 只晶体管就可以
实现。DRAM 保留数据的时间很短， 速度也比 SRAM 慢，不过它还是比任何的 ROM 都要快， 但从价格上来说 DRAM 相比 SRAM要便宜很 多，计算机内存就是 DRAM 的。
DRAM 分为很多种， 常见的主要有 FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、
位交换
所有 flash 器件都受位交换现象的困扰。在某些情况下
(很少见， NAND 发生的次数要比
NOR 多 )，一个比特位会发生反转或被报告反转了。 一位的变化可能不很明显， 但是如果发生在一个关键文件上， 这个小小的故障可能导致系统
停机。如果只是报告有问题，多读几次就可能解决了。
当然，如果这个位真的改变了，就必须采用错误探测
坏块处理
NAND 器件中的坏块是随机分布的。以前也曾有过消除坏块的努力，但发现成品率太低，代 价太高，根本不划算。
端的显卡上，也配备了高速 染能力。
DDR RAM 来提高带宽，这可以大幅度提高
3D 加速卡的像素渲
ROM 也有很多种， PROM 是可编程的 ROM， PROM 和 EPROM（可擦除可编程 ROM）两者区
别是， PROM 是一次性的，也就是软件灌入后，就无法修
改了，这种是早期的产品，现在
已经不可能使用了， 而 EPROM是通过紫外光的照射擦出原先的程序， 是一种通用的存储器。
和我们通常用的 “闪盘”，可以在线擦除。 目前市面上的 FLASH 主要来自 Intel ，AMD ，Fujitsu 和 Toshiba，而生产 NAND Flash 的主要厂家有 Samsung 和 Toshiba。
NOR Flash 和 NAND Flash 比较
NOR Flash 生产厂商有 Intel 和 ST， Nand Flash 厂商有 Hynix，micon，Samsung，Toshiba 和
由于擦除 NOR 器件时是以 64～128KB 的块进行的，执行一个写入 / 擦除操作的时间为 5s，
与此相反，擦除 NAND 器件是以 8～ 32KB 的块进行的，执行相同的操作最多只需要
4ms。
执行擦除时块尺寸的不同进一步拉大了
NOR 和 NADN 之间的性能差距，统计表明，对于
给定的一套写入操作 (尤其是更新小文件时更多的擦除操作必须在基于
NOR 的传输效率很高， 在小容量时具有很高的成本效益， 更加安全， 不容易出现数据故障， 因此，主要应用以代码存储为主，多与运算相关。
目前，NAND 闪存主要用在数码相机闪存卡和 MP3 播放机中， 这两个市场的增长非常迅速。 而 NOR 芯片主要用在手机和机顶盒中，这两个市场的增长速度相对较慢。
FLASH。FLASH ROM一般有一个特点， 就是写数据时， 可以将 1 改为 0，而不能将 0 改为 1，
因而写数据前需要擦除，擦除时将所有数据置
1。
之所以依然叫做 ROM，归纳一下，大概有几个原因 :
①不能像 RAM 那样快速的写； ②可能需要特殊的擦写电压； ③可能需要特殊的擦写时序； ④可能需要在写之前进行擦除操作； ⑤擦写次数有限 , 不像 RAM 那样可以随意写而不损坏； ⑥掉电后数据不会丢失； ⑦有些可写的存储器只能写一次 (OTP)。
的形式来进行的，通常是一次读取 512 个字节，采用这种技术的 Flash 比较廉价。用户 不 能直接运行 NAND Flash 上的代码，因此好多使用 NAND Flash 的开发板除了使用 NAND Flah
以外，还作上了一块小的 NOR Flash来运行启动代码。
一般小容量的用 NOR Flash，因为其读取速度快，多用来存储操作系统等重要信息，而大容 量的用 NAND FLASH，最常见的 NAND FLASH应用是嵌入式系统采用的 DOC（ Disk On Chip）
Access Memory 的缩写。 ROM 在系统停止供电的时候仍然可以保持数据，而 在掉电之后就丢失数据，典型的 RAM 就是计算机的内存。
RAM 通常都是
RAM 有两大类，一种称为静态 RAM（ Static RAM/SRAM），当数据被存入其中后不会消失。
SRAM 速度非常快，是目前读写最快的存储设备了。当这个
U 盘）。
目前 Flash 主要有两种 NOR Flash和 NADN Flash。 NOR Flash 的读取和我们常见的 SDRAM 的
读取是一样，用户可以直接运行装载在 NOR FLASH里面的代码，这样可以减少 SRAM 的容
量从而节约了成本。 NAND Flash 没有采取内存的随机读取技术， 它的读取是以一次读取一快
内存 内存既专业名上的内存储器， 它不是个什么神秘的东西， 它也只是存储器中的沧海一粟， 它 包涵的范围也很大，一般分为只读存储器和随即存储器，以及最强悍的高速缓冲存储器 （CACHE），只读存储器应用广泛，它通常是一块在硬件上集成的可读芯片，作用是识别与 控制硬件， 它的特点是只可读取， 不能写入。 随机存储器的特点是可读可写， 断电后一切数 据都消失，我们所说的内存条就是指它了。
NOR 的单元中进行。
这样，当选择存储解决方案时，设计师必须权衡以下的各项因素。
● NOR 的读速度比 NAND 稍快一些。
● NAND 的写入速度比 NOR 快很多。 ● NAND 的 4ms 擦除速度远比 NOR 的 5s 快。 ● 大多数写入操作需要先进行擦除操作。 ● NAND 的擦除单元更小，相应的擦除电路更少。 接口差别
NOR flash 带有 SRAM 接口，有足够的地址引脚来寻址，可以很容易地存取其内部的每一个 字节。
NAND 器件使用复杂的 I/O 口来串行地存取数据，各个产品或厂商的方法可能各不相同。
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个引脚用来传送控制、地址和数据信息。
NAND 读和写操作采用 512 字节的块，这一点有点像硬盘管理此类操作，很自然地，基于
举个例子， 手机软件一般放在 EEPROM中，我们打电话， 有些最后拨打的号码， 暂时是存在
SRAM 中的，不是马上写入通过记录（通话记录保存在
EEPROM 中），因为当时有很重要工
作（通话）要做，如果写入，漫长的等待是让用户忍无可忍的。
FLASH存储器又称闪存， 它结合了 ROM 和 RAM 的长处，不仅具备电子可出可编程 （EEPROM）
性能比较
Flash 闪存是非易失存储器， 可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程。
任何 flash
器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行，
所以大多数情况下， 在进行写入操作之前
必须先执行擦除。 NAND 器件执行擦除操作是十分简单的，而 NOR 则要求在进行擦除前先
要将目标块内所有的位都写为 0。