第八讲 存储器(DRAM)
dram存储器简介演示
06
dram存储器应用案例 与分析
应用案例一：高性能计算机系统中的应用
总结词
高性能计算机系统是DRAM的重要应用领域，DRAM作 为高速缓存和主存储器，为高性能计算提供可靠的数据 支持。
详细描述
在高性能计算机系统中，DRAM被用作CPU和硬盘之间 的缓存，以提供高速的数据读写。由于DRAM的读写速 度远高于硬盘，因此它可以有效地提高整个系统的性能 。此外，DRAM还可以作为主存储器，存储操作系统、 应用程序以及其他重要数据。这些数据需要在CPU进行 运算时被快速访问，因此DRAM的高速读写性能在此得 到了充分应用。
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应用案例二：移动设备中的应用
总结词
DRAM在移动设备中也有广泛应用，它不仅用于提高 设备的性能，还用于增加设备的续航时间。
详细描述
在移动设备中，DRAM被用于提高设备的处理速度和 响应能力。由于移动设备的电池续航时间是一个重要 的考虑因素，因此使用低功耗的DRAM可以帮助增加 设备的续航时间。此外，由于DRAM的读写速度远高 于Flash存储器，因此使用DRAM作为缓存可以帮助设 备更快地启动应用程序和读取数据。
应用案例三：数据中心中的应用
总结词
数据中心是DRAM的重要应用领域之一，它被用于提 高数据存储和处理的效率。
详细描述
在数据中心中，DRAM被用于缓存数据库的热点数据 ，以便快速地被服务器读取和写入。这可以减少磁盘 I/O操作，提高数据存储和处理的效率。此外，数据中 心通常使用分布式内存架构，将多个服务器连接到一个 共享的DRAM池中。这种架构可以提高数据中心的并 行处理能力，并最大限度地减少数据访问延迟。
移动设备：移动设备 （如手机、平板电脑 等）中通常也使用 DRAM作为内存，用 于运行操作系统和各 种应用程序。
第八讲-存储器DRAM
128 根行线
DIN
数据输入
I/O缓冲
127
读/写线
DOUT
输出驱动
⑥.DRAM存储芯片Intel2164
内部构造——Intel2164(64K×1)
Intel 2164(64K×1)引脚
NC — 1 DIN — 2 WE — 3 RAS — 4
A0 — 5 A2 — 6 A1 — 7 GND — 8
16 — VCC 15 — CAS 14 — DOUT 13 — A6
12 — A3 11 — A4 10 — A5
9 — A7
A0～A7：地址输入线
RAS：行地址选通信号线，兼 起片选信号作用（整个读写周 期，RAS一直处于有效状态）
CAS：列地址选通信号线
WE：读写控制信号 0-写 1-读
Din：数据输入线
码 31
A6 1 器 31 A5 1
0
0 A4
…
…
…
…
…
…
单元 电路
…
…
读写控制电路
1
…
列地址译码器
0 A3
0 A2
0 A1
读选择线 写选择线
读 写数 数据 据线 线
刷新放大器
D
31
1 A0
③ 单管动态 RAM 4116 (16K ×1位) 外特征 4.2
RAS CAS WE
A'6
行地址
~
A'0
缓存器
1
A7 1 译
码 31
A6 1 器 31
A5 1
…
… …
…
…
读选择线
写选择线
…
单元 电路
…
DRAM基本工作原理
DRAM基本工作原理
DRAM（Dynamic Random Access Memory）是一种动态随机存取存储器，也是最常见的存储器类型。
它主要用于计算机的主存储器，是主存储器最
重要的部分。
这种存储器把数据储存在带有金属覆盖物的静电存储元件中，这些存储元件可以通过电信号来获取、存储和更新数据。
DRAM的原理是由一系列晶体管、电容器和其他电路元件组成的电路
组成的，这种电路可以存储一个单独的位。
当电路收到一个表示电位的输
入时，它向电容器中输入电荷，然后电荷被电容器储存起来，并在栅极电
位上产生一个表示电位的信号。
用来交换数据的线路不是直接连接到存储
单元上，而是收发器或控制器控制的，使数据交换更加有效，以满足不断
变化的条件。
DRAM存储器利用内在的晶体管组件，由功率支持能转换电荷，它们
可以改变字节的位值，将数据保存在字节中并保存在晶体管组件中。
DRAM
存储器具有快速读取和写入速度，以及可容纳大量的数据。
DRAM存储器主要利用一个由晶体管和电容器组成的小元件，它称为
一个存储单元，来将数据进行处理。
在一个存储单元中，晶体管由一个门，一个源极和一个漏极组成。
它们之间的连接有收发器和控制器。
当一个电
信号传递给这个存储单元的时候，数据就会被处理。
DRAM存储器概述和应用
DRAM存储器概述和应用随着计算机和电子设备的发展，存储器在信息处理中起着至关重要的作用。
而动态随机存取存储器(DRAM)作为一种常见的存储器类型，具有较高的容量和较低的成本，广泛应用于各个领域。
本文将对DRAM存储器的基本原理、特点以及应用进行介绍，以便更好地了解DRAM存储器在现代科技中的地位和作用。
一、DRAM存储器的基本原理DRAM存储器是一种按位存取的半导体存储器，其基本原理是利用电容器来存储和读取数据。
每个存储单元由一个电容器和一个访问线组成，而访问线用于读取和写入数据。
DRAM存储器需要定期刷新以保持数据的稳定性，这是由于电容器的特性决定的。
尽管需要刷新，DRAM仍然具有较高的存储密度和较低的制造成本，因此被广泛应用于计算机系统和其他电子设备中。
二、DRAM存储器的特点1. 高存储密度：DRAM存储单元的结构简单，存储密度较高，可以在较小的芯片面积上存储大量的数据。
2. 快速访问速度：相对于其他存储器类型，DRAM存储器的访问速度较快，适用于对存储器响应速度要求较高的任务。
3. 低功耗：DRAM存储器的功耗较低，适用于移动设备等对电池寿命要求较高的场景。
4. 需要刷新：由于电容器的特性，DRAM存储器需要定期刷新以保持数据的稳定性。
5. 不易集成：DRAM存储器的制造过程复杂，相比于闪存等其他存储器类型，较难被集成在大规模集成电路中。
三、DRAM存储器的应用1. 个人电脑：DRAM存储器是个人电脑中最常见的存储器类型，用于存储操作系统、应用程序和数据等。
2. 数据中心：在云计算和大数据时代，数据中心经常需要使用大容量的存储器进行数据存储和处理，DRAM存储器在其中发挥着重要作用。
3. 移动设备：随着智能手机和平板电脑的普及，对存储器容量和访问速度的需求不断增加，DRAM存储器得到了广泛的应用。
4. 汽车电子：现代汽车中的电子设备越来越多，包括车载娱乐系统、导航系统等，这些设备需要使用存储器进行数据存储和处理，DRAM存储器在其中扮演着重要角色。
数字电子技术自学课件 第八章 半导体存储器
FLASH ROM：电擦除可编程ROM
☆结合EPROM和EEPROM的特点，构成的电路形式简 单，集成度高，可靠性好。 ☆ 擦除时间短(μs级)，整片擦除、或分块擦除。 ☆ 读出：5V；写入：12V；擦除：12V(整块擦除)
E2PROM
EPROM
二、 随机存储器RAM （random access memory ）
/Y0 /Y1 /Y2 /Y3
Ⅱ
Ⅲ D0～D7
Ⅳ
四、存储器的基本应用
1. 字应用——由地址读出对应的字， 例实现B码→G码的转换。
B3 B3 B2 B2 B1 B1 B0 B0 G3 G2 G1 G0 0 5 10 15
二进制 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
三态控制输入
地 址 输 入
地址译码器
输出缓冲器
A0 ….. Ai
存储矩阵
数 据 输 出
三态控制输入
①地址译码器的作用将输入的地址代码译成相应的控制信号， 利用这个控制信号从存储矩阵中把指定的单元选出，并把 其中的数据送到输出缓冲器。 ②存储矩阵是由存储单元排列而成，可以由二极管、三极管或 MOS管构成。每个单元存放一位二值代码。每一个或一组 存储单元对应一个地址代码。 ③输出缓冲器的作用：Ⅰ、提高存储器的带负载能力，将高、 低电平转换标准的逻辑电平； Ⅱ、实现对输出的三态控制，以便与 系统总线连接。
D R/W &
G3 & CS
输入输出控制电路
D/D连接存储器内部的各个存储单元，既做数据输入，也作 数据输出，可以从D上读取存储器的内容，也可以向存储器 内部写入。 ① CS=1时， 存储体 D D G1,G2,G3都是高阻， G2 G1 存储器与输入/输出 I/O R/W 线完全隔离 & G3 0 & 0 CS 1
高职高专数字电路存储器
存储器的容量＝字数×位数 或门阵列来实现。
ROM的容量由
2. 4×4ROM的电路结构和简化框图
3. 4×4ROM电路的工作原理
（1）当使能控制S＝1时，A0、A1在“00～11” 中取值，W0～W3中必有一根被选中为“1”。此时， 若位线与该字线交叉点上跨接有二极管，则该二极 管导通，使相应的位线输出为“1”；若位线与字线 交叉点无二极管，则相应的位线输出为“0”。
1KB＝210B＝1024B 1MB＝1024KB 1GB＝1024MB 1TB＝1024MB
如IBM－PC各微型机的基本内存空间是640KB。 常用的3.5HD软盘容量是1.44MB，硬盘容量有 1GB、4GB、6GB、10GB、20GB、30GB、40GB、 80GB等。
（3）字
计算机在执行存储、传送等操作时，作为一 个整体单位进行操作的一组二进制，称为一个 计算机字，简称字。计算机的存储器中，每个 单元通常存储一个字，因此，每个字都是可以 寻址的。
二、存储器的分类 从信息的存取情况来分，可分为：
存储器（Memory）
随机存取存储器（RAM） Random Access Memory
只读存储器（ROM） Read Only Memory
1.随机存取存储器（RAM） 在操作过程中能任意“读取”某个单元信息，
或在某个单元“写入”需存储的信息，常称为“读 写存储器”。
计算机系统中，一个二进制的取值单位称为 二进制位，简称“位”，用b表示（bit的缩写），是 表示信息的最小单位。
（2）字节
通常将8个二进制位称为一个字节，即连续8个 比特，就是一个字节。简称B（Byte的缩写），是 表示的基本单元。在微型计算机中，往往以字节 为单位来表示文件或数据的长度以及存储器容量 的大小。除此之外，还可用K，M，G或T为单位。 例如，一台电脑的内存是128兆字节，就是说这台 电脑有128个百万字节的内存。
DRAM的发展
DRAM的发展一、简介动态随机存取存储器（DRAM）是一种常见的计算机内存技术，用于存储和读取数据。
自从20世纪70年代问世以来，DRAM经历了多次技术革新和发展，不断提高存储容量、速度和能效。
二、历史发展1. 早期DRAM早期的DRAM采用了基于电容的存储单元，每一个存储单元由一个电容和一个开关构成。
数据的存储和读取是通过对电容充放电来实现的。
这种DRAM具有较低的存储密度和较慢的访问速度。
2. SDRAM的浮现随着计算机技术的发展，需要更高的存储容量和更快的访问速度。
同步动态随机存取存储器（SDRAM）在20世纪90年代问世，引入了同步时钟来提高数据传输速度。
SDRAM具有更高的存储密度和更快的访问速度，成为主流的内存技术。
3. DDR和DDR2在SDRAM的基础上，双倍数据率（DDR）和DDR2技术相继问世。
DDR技术通过在时钟的上升沿和下降沿都传输数据，使得数据传输速度翻倍。
DDR2技术进一步提高了传输速度和存储密度，成为更高性能的内存选择。
4. DDR3和DDR4DDR3和DDR4技术是目前最常用的DRAM技术。
DDR3技术在传输速度和能效方面有所提升，同时支持更大的存储容量。
DDR4技术进一步提高了传输速度和能效，同时引入了更高的频率和更低的电压。
三、技术进步1. 存储容量的提升随着技术的进步，DRAM的存储容量不断提高。
从最早的几KB到现在的几十GB，DRAM的存储容量呈指数级增长。
这使得计算机可以处理更大规模的数据和更复杂的任务。
2. 传输速度的提高DRAM的传输速度也在不断提高。
从最早的几百KB/s到现在的几十GB/s，DRAM的传输速度大幅度增加。
这使得计算机可以更快地读取和写入数据，提高了系统的响应速度和计算能力。
3. 能效的改进随着节能环保意识的增强，DRAM的能效也得到了改进。
新一代的DRAM技术采用了更低的电压和更高的能效设计，减少了能源消耗和热量排放。
这有助于降低计算机系统的能耗和散热需求。
DRAM内存原理.
DRAM内存原理1. 内存基础不管你信不信,RDRAM (Rambus、DDR SDRAM甚至是EDO RAM它们在本质上讲是一样的。
RDRAM、DDR RAM、SDRAM、EDO RAM都属于DRAM(Dynamic RAM,即动态内存。
所有的DRAM基本单位都是由一个晶体管和一个电容器组成。
请看下图:上图只是DRAM一个基本单位的结构示意图:电容器的状态决定了这个DRAM 单位的逻辑状态是1还是0,但是电容的被利用的这个特性也是它的缺点。
一个电容器可以存储一定量的电子或者是电荷。
一个充电的电容器在数字电子中被认为是逻辑上的1,而“空”的电容器则是0。
电容器不能持久的保持储存的电荷,所以内存需要不断定时刷新,才能保持暂存的数据。
电容器可以由电流来充电——当然这个电流是有一定限制的,否则会把电容击穿。
同时电容的充放电需要一定的时间,虽然对于内存基本单位中的电容这个时间很短,只有大约0.2-0.18微秒,但是这个期间内存是不能执行存取操作的。
DRAM制造商的一些资料中显示,内存至少要每64ms刷新一次,这也就意味着内存有1%的时间要用来刷新。
内存的自动刷新对于内存厂商来说不是一个难题,而关键在于当对内存单元进行读取操作时保持内存的内容不变——所以DRAM单元每次读取操作之后都要进行刷新:执行一次回写操作,因为读取操作也会破坏内存中的电荷,也就是说对于内存中存储的数据是具有破坏性的。
所以内存不但要每64ms 刷新一次,每次读操作之后也要刷新一次。
这样就增加了存取操作的周期,当然潜伏期也就越长。
SRAM,静态(StaticRAM不存在刷新的问题,一个SRAM基本单元包括4个晶体管和2个电阻。
它不是通过利用电容充放电的特性来存储数据,而是利用设置晶体管的状态来决定逻辑状态——同CPU中的逻辑状态一样。
读取操作对于SRAM不是破坏性的,所以SRAM不存在刷新的问题。
SRAM不但可以运行在比DRAM高的时钟频率上,而且潜伏期比DRAM短的多。
DRAM存储器
那是486和586年代的故事了……
SDRAM（Synchronous DRAM,同步动态随机存储器）
采用了多体存储器结构和突发模式，为双存储体结构，也就是有两个存 储阵列，一个被CPU读取数据时，另一个已经做好被读取的准备，两者相互 自动切换，使得存取效率成倍提高，并且将内存与CPU以相同时钟频率控制， 使内存与CPU外频同步，取消等待时间，其传输速率比EDO DRAM快了许多， 速度可达6ns。
DRAM时序
读周期：行地址有效行地址选通（RAS）写允许（WE） 有效（高电平）列地址有效列地址选通（CAS）数据输 出（Dout）行选通、列选通及地址撤销
RAS
tCAS
CAS
ADD
行地址 列地址
WE
Dout
数 据
(a) 读周期
DRAM时序
写周期：行地址有效行地址选通（RAS） 写允许（WE） 有效（低电平）列地址、数据（Din）有效列地址选通 （CAS）数据输入行选通、列选通及地址撤销
VCM（Virtual Channel Memory）
VCM（Virtual Channel Memory）虚拟通道存储器
DRAM简介 DRAM分类
先进DRAM工艺技术展望
主要内容 千兆位DRAM等比例缩小问题和结构
多电平存储的动态随机存取存储器 绝缘体基外延硅动态随机存取存储器
DRAM 结构单元的演变
那是286、386 、486和Pentium初期时代的故事 了……
EDO DRAM（Extended Data Out DRAM,扩展数据输出内存）
工作原理与FPM DRAM类似，和FPM的基本制造技术相同，在缓冲电路 上有所差别，取消了扩展数据输出内存与传输内存两个存储周期之间的时间 间隔，可以把数据发给CPU的同时去访问下一个页面。在本周期的数据传送 尚未完成时，可进行下一周期的传送，所以它的读取速度比FPM DRAM快 10～20％左右，约为50ns～60ns，故性能比FPM DRAM提高了20％左右。
动态随机存取存储器(DRAM)的工作原理
动态随机存取存储器（DRAM）的工作原理动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory，简称DRAM）是一种常见的计算机内存类型。
它广泛应用于各种计算机设备中，如个人电脑、服务器、手机等。
本文将详细介绍DRAM的工作原理。
一、DRAM概述动态随机存取存储器是一种易失性存储器，用于储存和读取数据。
与静态随机存取存储器（SRAM）相比，DRAM具有较高的存储密度和较低的成本，但速度较慢。
DRAM将数据存储在电容中，需要周期性地刷新电容以保持数据的一致性。
二、DRAM的结构DRAM由一个个存储单元组成，每个存储单元由一个电容和一个访问晶体管组成。
电容负责存储数据，而访问晶体管控制数据的读取和写入。
三、DRAM的工作原理1. 读取数据当计算机需要读取DRAM中的数据时，首先会向DRAM的地址线发送目标存储单元的地址。
DRAM控制器根据地址找到对应的存储单元，并打开该单元的访问晶体管。
访问晶体管的打开允许电荷从电容中流出，并通过传感放大器读取电荷大小。
2. 写入数据当计算机需要向DRAM中写入数据时，同样需要发送目标存储单元的地址。
DRAM控制器根据地址找到对应的存储单元，并根据数据总线上的数据向电容中写入相应的电荷。
若电荷大小为0，则表示存储单元中的数据为0；若电荷大小大于0，则表示存储单元中的数据为1。
3. 刷新操作由于DRAM使用电容储存数据，电容中的电荷会逐渐泄漏。
为了保持数据的一致性，DRAM需要周期性地刷新电容。
刷新操作通过发送特定指令给DRAM控制器来完成，它会按照预定的时间间隔刷新所有的存储单元电容，恢复数据的准确性。
四、DRAM的工作原理优势与劣势1. 优势（1）高存储密度：相比于SRAM，DRAM的存储密度更高，可以容纳更多的数据。
（2）低成本：DRAM的制造成本较低，适用于大容量的内存需求。
（3）可扩展性：可以在存储容量和性能之间做出权衡，满足不同需求。
计算机专题知识讲座
出信号控制该片某个地址与CPU接通；片选线为无效电平时，与 CPU之间呈断开状态。例如片选信号CS＝“1”时，RAM禁止读写 ，处于保持状态，I/O口旳三态门处于高阻抗状态；CS＝“0”时， RAM可在读/写控制输入R/W旳作用下作读出或写入操作。
电子技术基础
8.1 存储器基本知识 8.2 随机存取存储器 RAM 8.3 可编程逻辑器件
章目录
电子技术基础
学习目旳与要求
了解存储器旳分类及各类存储器旳特点和 应用场合，了解存储器旳主要性能指标对 存储器性能旳影响；掌握半导体存储器旳 逻辑功能和使用措施，了解半导体存储器 旳电路构造和工作原理；熟悉可编程逻辑 器件旳类型、工作原理 及编程方式。
目前在计算机系统中，一般采用多级存储器体系构造， 虽然用主存储器、高速缓冲存储器和外存储器。
存储器
电子技术基础
2. 存储器旳分类
存储器按构成旳器件和存储介质主要可分为：磁芯存储 器、半导体存储器、光电存储器、磁膜、磁泡和其他磁表 面存储器以及光盘存储器等。按存取方式分类又可分为随 机存取存储器、只读存储器两种形式。
为了存入和取出旳以便，必须给每个字单元以拟定旳标号，这
个标号称为地址，不同旳字单元具有不同旳地址。存储器旳容 量由地址码旳位数m决定，本地址码旳位数为n，字长旳位数 为m时，存储器内含2n×m个存储单元。
存储器
电子技术基础
（2）外存储器
外存储器一般用来存储需要永久保存旳或是临时不用旳 程序和数据信息。外存储器不直接与CPU互换信息。当需 要时能够调入内存和CPU互换信息。目前计算机中广泛采 用了价格较低、存储容量大、可靠性高旳磁介质作为外存 储器。外存储器设备种类诸多，微型计算机常用旳外存储 器是磁盘存储器、光盘存储器和优盘存储器等。
DRAM的发展
DRAM的发展一、简介动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory，简称DRAM）是一种常见的半导体存储器，用于计算机和其他电子设备中的主存储器。
DRAM以其高集成度、低功耗和较低的成本而被广泛应用于各种电子设备中。
二、历史发展DRAM的发展可以追溯到上世纪60年代。
当时，DRAM的存储容量非常有限，仅能存储几千个位。
随着技术的进步，DRAM的存储容量逐渐增加，速度也得到了提升。
在20世纪70年代，DRAM的存储容量已经达到了几十万个位。
到了80年代，DRAM的存储容量进一步增加，可以存储数百万个位。
同时，DRAM的速度也得到了显著提高，使得它成为了主流的主存储器技术。
然而，由于DRAM存储单元的电荷会逐渐泄漏，需要不断刷新，这导致了功耗的增加。
随着90年代的到来，DRAM的存储容量进一步增加到了数百兆个位。
此外，DRAM的刷新频率也得到了改善，从而降低了功耗。
然而，DRAM的存储密度和速度已经达到了瓶颈，需要新的技术来突破限制。
进入21世纪，DRAM技术持续创新，出现了一系列新的发展趋势。
其中包括DDR（Double Data Rate）技术，它通过在一个时钟周期内进行两次数据传输，提高了数据传输速度。
随后，出现了DDR2、DDR3、DDR4等更高速的DRAM技术，使得存储容量和速度进一步提升。
三、技术发展趋势1. 高密度存储：随着技术的进步，DRAM的存储密度不断提高。
未来的DRAM技术有望实现更大的存储容量，满足日益增长的数据存储需求。
2. 低功耗设计：功耗一直是DRAM技术的一个挑战。
未来的发展将聚焦于降低功耗，提高能效。
例如，采用新的材料和结构设计，减少电荷泄漏和刷新频率。
3. 高速传输：随着计算机和其他电子设备对数据处理速度的要求不断提高，DRAM的传输速度也需要不断提升。
未来的DRAM技术将继续追求更高的数据传输速度，以满足快速数据处理的需求。
4. 新型存储技术：除了传统的DRAM技术，还有一些新型存储技术正在发展中。
DRAM的基本工作原理
DRAM的基本工作原理DRAM（动态随机存取存储器）是一种常用的半导体存储器，它的基本工作原理是利用电容器来存储和读取数据。
DRAM被广泛应用于计算机、智能手机和其他电子设备中。
DRAM由许多存储单元组成，每个存储单元通常由一个电容器和一个传输门（access transistor）组成。
电容器存储比特信息，传输门用于读取和写入数据。
选择阶段：首先，内存控制器根据需要确定要访问的存储单元的地址。
然后，通过行地址（Row Address）信号激活一个特定的行，使得行内的所有存储单元电容器的电荷分布重构。
读取阶段：读取数据时，将目标行的列地址（Column Address）信号打开，将内存中存储单元的电荷通过传输门放大并传递到读取电路。
读取电路将电流转换为数字信号，并传送给CPU或其他电路。
写入阶段：写入数据时，列地址信号被打开，通过传输门将输入的数据传输到指定的电容器中。
此后，行地址信号被关闭，使得其他存储单元不受干扰。
刷新阶段：DRAM中的电容器会逐渐失去电荷，如果不进行刷新，则会导致数据的丢失。
因此，DRAM需要周期性地进行刷新操作来更新存储单元中的数据。
刷新操作通过激活每个存储单元的行，然后立即关闭来实现。
这个过程通常由内存控制器自动完成。
然而，DRAM也存在一些问题。
首先，由于电容器的性质，DRAM存储电荷容易泄漏，需要定期刷新来保持数据的稳定性。
其次，DRAM的访问速度较慢，因为读取和写入数据需要时间来充电和放电电容器。
此外，DRAM的密集集成度和存储容量相对较低。
为了解决这些问题，人们还开发了其他类型的存储器，例如静态随机存取存储器（SRAM）和闪存存储器。
SRAM由触发器组成，不需要定期刷新，但成本更高，存储密度较低。
闪存存储器比DRAM的密度更高，用于存储非易失性数据，但访问速度相对较慢。
总之，DRAM的基本工作原理是利用电容器存储和读取数据。
通过选择、读取、写入和刷新等阶段，DRAM能够实现数据的存储和访问。
计算机原理存储器
计算机原理存储器
计算机原理中，存储器是指计算机用来存储数据和程序的部件。
存储器一般分为内存和外存两种类型。
内存是计算机中用于存储当前运行程序和数据的存储器。
它分为主存和辅存两部分。
主存是计算机中最主要的存储器，由半导体存储芯片构成，通常包括随机访问存储器（RAM）和只
读存储器（ROM）。
RAM具有读写功能，用于临时存储运行
程序和数据，数据可以快速读取和写入。
而ROM是只读存储器，其中的数据是固化的，无法进行修改。
主存的容量通常较小，但速度快。
外存主要是指硬盘、光盘等可以作为辅助存储器使用的设备。
相比主存，外存容量大，但速度较慢。
外存被用于长期存储程序和数据，能够持久保存。
计算机在运行过程中，通常需要将外存中的数据加载到主存中进行操作。
存储器在计算机中起到了至关重要的作用，它直接影响到计算机的性能和数据的处理速度。
不同类型的存储器在容量、速度和价格等方面有所差异，计算机系统需要根据不同的需求来选择合适的存储器组合。
dram内存原理
dram内存原理
DRAM (Dynamic Random Access Memory) 是一种电子存储器，用于在计算机系统中存储数据。
DRAM与计算机处理器之间起到了桥梁的作用，可以快速读写数据，提供给处理器进行计算和操作。
DRAM的内存原理主要包括以下几个方面：
1. 存储单元：DRAM内存使用了一组由电容和开关构成的存储单元。
每个存储单元可以存储一个比特（0或1）的数据。
2. 电容作为存储单元：DRAM中的每个存储单元都由一个电容来存储数据。
当电容处于充电状态时，表示存储数据为1；当电容处于放电状态时，表示存储数据为0。
3. 刷新机制：由于DRAM的存储单元使用电容来存储数据，电容存在漏电现象，数据会随时间流失。
为了防止数据丢失，DRAM需要定期刷新整个内存，将存储单元中的数据重新写入电容。
4. 存取操作：DRAM内存中的存储单元可以通过行和列的方式进行访问。
行选通和列选通的操作会使得所选中的存储单元的数据通过位线读取到内存控制器中。
5. 控制逻辑：DRAM内存包含了控制逻辑电路，用于管理内存的读、写、刷新等操作。
控制逻辑还负责将内存数据与处理器进行数据传输，并将处理器的指令传输到内存中。
总结来说，DRAM内存的原理就是使用电容来存储数据，通过刷新机制防止数据丢失，并通过行列选择和控制逻辑实现快速的读写数据操作。
DRAM介绍
关于DRAM的介绍夏航5122119049前言：随机存取存储器（英文：random access memory，RAM）又称作“随机存储器”，是与CPU直接交换数据的内部存储器，也叫主存。
它可以随时读写，而且速度很快，通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储媒介。
存储单元的内容可按需随意取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器。
这种存储器在断电时将丢失其存储内容，故主要用于存储短时间使用的程序。
按照存储信息的不同，随机存储器又分为静态随机存储器（英文：Static RAM，SRAM)和动态随机存储器（英文Dynamic RAM，DRAM)。
本文将主要介绍DRAM。
简介：DRAM（Dynamic Random Access Memory），即动态随机存取存储器最为常见的系统内存。
DRAM只能将数据保持很短的时间。
为了保持数据，DRAM使用电容存储，所以必须隔一段时间刷新（refresh）一次，如果存储单元没有被刷新，存储的信息就会丢失。
（关机就会丢失数据）。
右图为三管动态RAM存储电路结构：L-bank为相应个行R和列C的可以进行存储的矩阵；芯片一般以4个L-bank(Logicbank）组成。
工作原理：MOS DRAM的标准框架如图所示，每个记忆单元可存储一个位元的数位资料0"或"1"，记忆单元藉由行(row)与列(column)方式的排列形成二次元阵列，假设由n行和m列的记忆单元所排列成的二次元阵列时可以构成n×m=N位元记忆体。
当资料写入或由记忆单元中讀取时，是将记忆单元的位址输入行和列位址缓冲器(address buffer)，并利用行解码器(row decoder)选择n条字元线(word line)中特定的一条，当选择字元线之后，列解码器(column decoder)会选择m条位元线其中的一条，被选择的位元线之感应放大器透过资料输出入线(I/O线)与输出入线路連接，然后根据控制线路的指令进行资料讀取或写入。
dram 原理
dram 原理
dram是一种动态随机存储器，它是计算机存储系统中使用最
广泛的存储技术之一。
与静态随机存储器（SRAM）相比，DRAM具有更高的存储密度和更低的成本，但速度相对较慢。
DRAM的工作原理主要包括三个方面：存储单元、存储单元
寻址和刷新。
首先，DRAM由一系列存储单元组成，每个存储单元由一个
电容和一个开关（通常是一个MOSFET晶体管）组成。
电容
保存着存储信息，可以存储一个位（0或1）。
由于电容易失
去电荷，需要不断刷新电容的电荷，以保持存储的有效性。
其次，DRAM通过地址线对存储单元进行寻址。
地址线可以
选择一个存储单元，以读取或写入其中的数据。
DRAM的存
储单元被组织成行和列的矩阵，通过选择行和列地址，可以准确定位要读取或写入的存储单元。
最后，为了保持电容的电荷，DRAM需要进行定期的刷新操作。
在活动时，存储单元的电容会逐渐失去电荷，导致数据丢失。
为了防止数据丢失，DRAM需要在一定的时间间隔内对
所有存储单元进行刷新操作，重新充电以保持存储数据的有效性。
总之，DRAM通过利用电容的充放电来存储数据，并通过地
址线对存储单元进行寻址。
同时，为了保持数据的有效性，
DRAM需要定期刷新所有存储单元。
这种动态存储技术在计算机系统中发挥着至关重要的作用。
【技术专栏】终于有人说清楚了什么是DRAM、什么是NANDFlash
【技术专栏】终于有人说清楚了什么是DRAM、什么是NANDFlash所有使用者对“存储器”这个名词可是一点都不陌生，因为所有的电子产品都必须用到存储器，且通常用到不只一种存储器。
不过对于存储器种类、规格与形式，很多人容易搞混。
比如NAND Flash，产业新闻里常常提到的DRAM，还有SRAM、SDRAM、DDR 3、DDR 4、NOR Flash … 这些又是什么？先来一段百度百科。
存储器是用来存储程序和数据的部件，对于计算机来说，有了存储器，才有记忆功能，才能保证正常工作。
存储器的种类很多，按其用途可分为主存储器和辅助存储器，主存储器又称内存储器（简称内存，港台称之为记忆体）。
外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器，此类储存器一般断电后仍然能保存数据。
常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。
而简单来说，DRAM就是我们一般在用的内存，而NAND Flash 闪存，它在做的事情其实是硬盘。
（这段是给电脑小白的科普，大家可以酌情跳过）不熟悉PC知识的朋友常常在选购设备时问，硬盘和内存到底有什么差别？我硬盘容量明明有 1TB，但PC还是跑得很慢哎？硬盘和内存的差异，在于把电源关掉后、空间中储存的数据还会不会留着。
就算关掉电源，硬盘的数据也不会消失。
但我们要运算数据时，如果CPU 要直接从硬盘里面抓数据，时间会太久。
所以”内存”会作为中间桥梁，先到硬盘里面复制一份进来、再让CPU 直接到内存中拿数据做运算。
这样会比直接去硬盘抓数据，快约数百万倍。
打开任务管理器，就可以看到现在执行中程序占掉的内存空间，很多人就在骂Chrome 耗费的运算资源很高，内存使用率高于其他浏览器，多开几个分页内存就被吃完了。
所以简单来说，计算机在运作就像是办公一样，喝饮料、看书本、听音响… 想一次使用越多东西、桌面（内存）就要越大。
但其他一时间没有要用到的东西，都会放在抽屉（硬盘）里面。
所以硬盘就算再大，你一次想执行很多任务，还是得要看内存大小。
dram存储原理
dram存储原理
DRAM存储原理
DRAM（Dynamic Random Access Memory）是一种常见的计算机内存类型，它的存储原理是基于电容器的电荷存储。
DRAM内存由许多存储单元组成，每个存储单元由一个电容器和一个晶体管组成。
电容器用于存储电荷，晶体管用于控制电荷的读取和写入。
DRAM内存的读取和写入操作都是通过电荷的传输来完成的。
在读取操作中，内存控制器向DRAM发送读取请求，DRAM将存储单元中的电荷传输到内存控制器。
在写入操作中，内存控制器向DRAM发送写入请求，DRAM将内存控制器提供的电荷存储到存储单元中。
DRAM内存的电荷存储是有限的，因此需要定期刷新以保持数据的完整性。
刷新操作是通过向DRAM发送刷新请求来完成的，DRAM将存储单元中的电荷重新充电，以保持数据的正确性。
DRAM内存的存储密度比较高，因为每个存储单元只需要一个电容器和一个晶体管。
然而，由于电荷存储是有限的，DRAM内存的读取速度比较慢，因为需要传输电荷。
此外，由于需要定期刷新，DRAM内存的功耗比较高。
为了提高DRAM内存的读取速度，通常会采用缓存技术。
缓存是一种高速存储器，用于存储最常用的数据。
当CPU需要访问内存时，首先会查找缓存中是否存在所需数据，如果存在，则直接从缓存中读取，否则才会从DRAM内存中读取。
总之，DRAM内存的存储原理是基于电容器的电荷存储，读取和写入操作都是通过电荷的传输来完成的。
由于电荷存储是有限的，DRAM 内存需要定期刷新以保持数据的正确性。
为了提高DRAM内存的读取速度，通常会采用缓存技术。
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Intel 2164(64K×1)引脚
NC DIN WE RAS A0 A2 A1 GND — — — — — — — — 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 — — — — — — — — VCC CAS DOUT A6 A3 A4 A5 A7
A0～A7：地址输入线 RAS：行地址选通信号线，兼 起片选信号作用（整个读写周 期，RAS一直处于有效状态） CAS：列地址选通信号线 WE：读写控制信号 0-写 1-读 Din：数据输入线 Dout：数据输出线
写 数 据 线
读 数 据 线
…
A3
…
…
…
刷新放大器
D
31
…
列 地 址 译 码 器
A2 A1
A0
② 三管动态 RAM 芯片 (Intel 1103) 写
A9 A8
行
0
1 地 1 址 1 1 1
译
0
1 1
…
读选择线
写选择线
…
单元 电路
A7
A6
码 31 器
31
A5
… …
读 写 控 制 电 路
0 A4 1
A5
0
0
… …
读 写 控 制 电 路
1
写 数 据 线
…
0
A4
…
…
…
刷新放大器
D
31
…
列 地 址 译 码 器
0
A3
0
A2
0
A1
0
A0
② 三管动态 RAM 芯片 (Intel 1103) 写
A9 A8
行
0
地
址 译
0
1 1
…
读选择线
写选择线
…
单元 电路
A7
A6
码 31 器
31
A5
0 A4 1
… …
读 写 控 制 电 路
读 数 据 线
…
…
0
A4
…
…
刷新放大器
D
31
…
列 地 址 译 码 器
0
A3
0
A2
0
A1
1
A0
② 三管动态 RAM 芯片 (Intel 1103) 写
A9 A8
行
0
1 地 1 址 1 1 1
译
0
1 1
…
读选择线
写选择线
…
单元 电路
A7
A6
码 31 器
31
A5
… …
读 写 控 制 电 路
0 1
写 数 据 线
读 数 据 线
…
…
0
A4
Байду номын сангаас
…
…
刷新放大器
D
31
…
列 地 址 译 码 器
0
A3
0
A2
0
A1
1
A0
② 三管动态 RAM 芯片 (Intel 1103) 写
A9 A8
行
0
1 地 1 址 1 1 1
译
0
1 1
…
读选择线
写选择线
…
单元 电路
A7
A6
码 31 器
31
A5
… …
读 写 控 制 电 路
0 1
写 数 据 线
读 数 据 线
…
…
0
A4
…
…
刷新放大器
D
31
…
列 地 址 译 码 器
0
A3
0
A2
0
A1
1
A0
② 三管动态 RAM 芯片 (Intel 1103) 写
A9 A8
行
0
1 地 1 址 1 1 1
译
0
1 1
…
读选择线
写选择线
…
单元 电路
A7
A6
码 31 器
31
A5
… …
读 写 控 制 电 路
0 1
写 数 据 线
⑦.1M×4位DRAM
(3) 动态 RAM 时序
行、列地址分开传送
读时序
行地址 RAS 有效 写允许 WE 有效(高)
写时序
行地址 RAS 有效 写允许 WE 有效(低)
列地址 CAS 有效
数据 DOUT 有效
数据
DIN 有效
列地址 CAS 有效
(4) 动态 RAM 刷新
(1) DRAM的刷新
读 数 据 线
…
…
0
A4
…
…
刷新放大器
D
31
…
列 地 址 译 码 器
0
A3
0
A2
0
A1
1
A0
② 三管动态 RAM 芯片 (Intel 1103) 写
A9 A8
行
0
1 地 1 址 1 1 1
译
0
1 1
…
读选择线
写选择线
…
单元 电路
A7
A6
码 31 器
31
A5
… …
读 写 控 制 电 路
0 1
写 数 据 线
写 数 据 线
读 数 据 线
…
A3
…
…
…
刷新放大器
D
31
…
列 地 址 译 码 器
A2 A1
A0
② 三管动态 RAM 芯片 (Intel 1103) 写
A9 A8
行
0
1 地 1 址 1 1 1
译
0
1 1
…
读选择线
写选择线
…
单元 电路
A7
A6
码 31 器
31
A5
… …
读 写 控 制 电 路
0 1
写 数 据 线
刷新与行地址有关
① 集中刷新 （存取周期为0.5 s ） 以128 × 128 矩阵为例
读 /写或维持 周期序号
0 1 2
刷新
3871 3872
读/写或维持
3999 0 1
•••
•••
•••
•••
tc tc
X Y
t c t c tc t c
V W 0 1
tc
127
地址序号
3872 个周期 （1936 s） 128 个周期 （64 s）
不管是哪一种动态RAM，都是利用电容存储电荷的原 理来保存信息的，由于电容会逐渐放电，所以，对动态 RAM必须不断进行读出和再写入，以使泄放的电荷受到 补充，也就是进行刷新。 动态MOS存储器采用“读出”方式进行刷新, 先将原 存信息读出，再由刷新放大器形成原信息并重新写入。 (2) 刷新周期 从上一次对整个存储器刷新结束到下一次对整个存 储器全部刷新一遍为止，这一段时间间隔叫刷新周期。 一般为2ms, 4ms, 8ms。 (3) 刷新方式 常用的刷新方式有三种: 集中式、分散式、异步式。
这种方式是在RAS之前使CAS有效，启动内部刷新计 数器，产生需要刷新的行地址，而忽略外部地址线上 的信号。目前256K位以上的DRAM片子通常都具有这种 功能。
例: 说明1M×1位DRAM片子的刷新方法，刷新周期 定为8ms。
• 1M位的存储单元排列成 5122048的矩阵； • 如果选择一个行地址进行刷新， 刷新地址为 A0~A8（29）， 因此这一行上的2048个存储元同时进行刷新；
3. 动态 RAM 和静态 RAM 的比较
主存
存储原理
集成度 芯片引脚 功耗 价格 速度 DRAM SRAM
电容
高 少 小 低 慢
触发器
低 多 大 高 快
缓存
刷新
有
无
刷新序号
刷新时间间隔 （ 2 m s）
“死区” 为 “死时间率” 为
0.5 s ×128 = 64 s 128/4 000 ×100% = 3.2%
② 分散刷新（存取周期为1 s ）
以 128 ×128 矩阵为例
W/R REF 0 W/R W/R REF 126 W/R REF 127 W/R W/R REF
• 在8ms内进行512个周期的刷新；
• 刷新方式可采用：
在8ms中进行512次刷新操作的集中刷新方式；
按8ms÷512＝15.5s刷新一次的异步刷新方式。
tC
tC
tC
tC
tC
tC
tC
(6).存储器控制电路 DRAM存储器的刷新需要有硬件电路的支持，包括： 刷新计数器、
刷新/访存裁决、
刷新控制逻辑等。 这些控制线路形成DRAM控制器。 DRAM控制器是CPU和DRAM的接口电路，它将 CPU的信号变换成适合DRAM片子的信号。
tC
0.5 μs
tC
每行每隔 2 ms 刷新一次
“死区” 为 0.5 s
将刷新安排在指令译码阶段，不会出现 “死区”
(5) 刷新操作种类
1)只用RAS信号的刷新
在这种刷新操作中，基本上只用RAS信号来控制刷新， CAS信号不动作。为了确保在一定范围内对所有行都刷 新，使用一种外部计数器。 2)CAS在RAS之前的刷新
T1
T3 Cg
1 0
读数据线
1 0
字线
1 0
Cs
写选择线 写数据线
读出与原存信息相反 写入与输入信息相同
读出时数据线有电流 为 “1” 写入时 CS 充电 为 “1” 放电 为
DRAM的电气特征： • 集成度高，功耗低 • 具有易失性，必须刷新。 • 破坏性读出，必须读后重写 • 读后重写，刷新均经由刷新放大器进行。