智能常识 ROM RAM

爱被打了一巴掌 2022-09-28 13:17 351阅读 0赞

在电脑等各种计算设备中，大量的使用了半导体存储器。相对于硬盘，软盘，磁带等磁性存储器，CD/VCD/DVD/PD等光学存储器，和MD磁光存储器而言，半导体存储器的优点很明显：速度快，体积小，耐用。不过半导体存储器的价格也相对昂贵，而且容量并不大。

ROM和RAM指的都是半导体存储器。本来的含义是：ROM是Read Only Memory的意思，也就是说这种存储器只能读，不能写。而RAM是Random Access Memory的缩写。这个词的由来是因为早期的计算机曾经使用磁鼓作为内存，而磁鼓和磁带都是典型的顺序读写设备。RAM则可以随机读写，因此得名。

不过这是30年前的概念了。在半导体和计算技术突飞猛进的30年中，它们的含义都发生了一些变化。

现在ROM通常指非挥发的存储器，或者说，不掉电。系统停止供电的时候它们仍然可以保持数据。所以光盘也有CD-ROM或者DVD-ROM的说法。而RAM通常都是没电之后就没有数据的，典型的就象计算机的内存，需要系统重新启动的时候从硬盘重新载入数据。有的时候，如果数据可以擦写，也会借用RAM这个概念，譬如DVD-RAM，其实只是可以擦写的DVD光盘而已，并非真正的半导体存储器。

ROM有很多种类，适合不同的使用需要。常见的有：  
Mask-ROM  
这种ROM的数据是在生产的时候写入的，实际上它很象CD光盘的原理，在半导体的光刻工艺过程中写入了数据状态。这中ROM的数据是不可能丢失的，而且它的成本非常低。在不需要数据更新的设备中，Mask ROM被非常广泛的使用。但是它完全不能擦写的特点，使得它在计算设备中不那么受欢迎。比如在掌上电脑中，我知道的只有Handspring生产的Visor系列的Palm OS PDA，和SONY生产的低端Clie SL-10使用了这种ROM。

FLROM / Fusible Link ROM  
在芯片生产商处写入数据，有的时候不那么灵活，还会有保密问题。所以还有一种叫做Fusible Link的ROM。这种ROM在内部使用了一种可以熔断的连线，设备制造商可以用高电压写入数据，数据写入之后，内部的部分连线就熔断了，数据就永久保持在内部，和Mask ROM一样了。这种一次性写入的ROM不太常用。

EPROM / Erasible Programmable ROM  
这是一种可以多次写入的ROM了。因为可以多次写入，所以叫做Programmable。EPROM的写入需要专门的设备，而数据的擦除则需要把ROM上的保护标签取下，把内部芯片暴露在紫外光的照射下一段时间。实际上这种ROM称为Programmable相当勉强，因为写入电路是专用的，通常不会集成在计算设备之中，所以它通常做成不常更新，而且是插拔方式的。当需要更新的时候，取下来放入专用的写入设备改写。早期的某些电脑主板的BIOS，就使用了这种ROM。

EEPROM / E2PROM(E平方ROM) / Electrically Erasible Programmable ROM  
EPROM不同，E2PROM的擦写可以用电路而不是紫外线完成。擦写的电压比读入电压要高，通常在20V以上，擦写速度也较EPROM快，在毫秒量级。EEPROM一度使用很多，不过目前被一种改进的ROM - Flash ROM代替了。

Flash ROM / Flash EEPROM  
这是目前最常见的可擦写ROM了，广泛的用于主板和显卡声卡网卡等扩展卡的BIOS存储上。而现在各种邮票尺寸的半导体存储卡，包括Compact Flash/CF，Smart Media/SM，Security Digital/SD，Multimedia Card/MMC，Memory Stick/MS，以及FUJI新出的标准vCard，还有各种钥匙链大小的USB移动硬盘/USB Drive/优盘，内部用的都是Flash ROM。绝大多数PDA/掌上电脑也用它来存储操作系统和内置程序。还有数码相机，数码摄像机，MD/MP3播放器内部的Fireware（用于存储DSP/ASIC程序），也大多使用Flash ROM了。与EEPROM相比，Flash ROM有写入速度快，写入电压低的优点。不过它的成本也是较高的，所以在很多低端设备中，仍然会有厂商使用Mask ROM来降低成本，提高价格竞争力。

RAM，最常见的就是电脑的内存了。PDA/掌上电脑中也会使用RAM来让用户存储程序和数据，不过在PDA/掌上电脑中，由电池供电，所以只要电池有电，RAM中的数据还是保留的，不会丢失。在MD/MP3播放器，DC/DV中也会使用RAM来保存程序数据或者作为数据缓冲。  
RAM有两大类，一种称为静态RAM，Static RAM/SRAM。SRAM速度非常快，是目前读写最快的存储设备了，但是它也非常昂贵。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，动态RAM的速度比SRAM慢，不过比任何ROM都要快。计算机内存就是DRAM的。

DRAM的种类太多了，无法一一列举，这里只列出最常见的：  
DRAM，如果和其它DRAM种类一起说这个名词，那它指的就是最老式的DRAM存储器，在寻址上没有作任何优化，速度很慢，只在386以前的电脑上有了。  
FPRAM/FastPage RAM，快页内存，以页面方式读取数据，比DRAM快，486上用过。

EDORAM，Extended Data Output RAM，这是比快页内存更快的一种读取方式，广泛见于486和早期Pentium时代的电脑，PC上使用的EDO RAM通常是72针脚单面的，现在你还可以在比较老的一些电脑中找到它们。在PDA/掌上电脑中，这种EDO内存还在广泛使用着。

SDRAM，Sychronous DRAM，同步内存。早期的PC内存的时钟和CPU外部时钟不是同步的，这就会导致在每次读写数据的时候有个协同时间，效率不高，而SDRAM是可以和CPU的外部时钟同步运行的，提高读写效率。Pentium到Pentium III时代一直是SDRAM主宰者PC，这种168pin双面针脚的内存条现在仍然普遍。在低端的显示卡上也常常使用这种内存。

DDR RAM，DDR SDRAM，Double Date-Rate RAM。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。在很多高端的显卡上，也配备了高速DDR RAM来提高带宽，这可以大幅度提高3D加速卡的像素渲染能力。

RDRAM，Rambus DRAM，这是Intel公司的专利技术，和原来的内存读写方式有很大不同，它使用了一种高速串行方式，对于连续读写的时候非常有利，不过在随机读写的时候相对于DDR RAM的优势不明显。而且成本高昂，最终在Intel这个巨人的强力推动下也没有成为主流，只用在一些高档的P IV电脑和服务器上。

VRAM，Video RAM，这是一种双端口的RAM，双端口的好处是一端写入的时候另一端还可以在读出，最常见的应用是用在显卡上，一端可以写入屏幕数据，另外一端由RAMDAC（数字/模拟信号转换器）读出并转换成视频信号输出到显示器上。对于使用高分辨率显示器的平面设计者来说，显卡上武装高速的VRAM必不可少。VRAM成本很高。

SGRAM，是一个SDRAM的改良型号，成本较低，但是可以以类似VRAM双端口的方式工作。Matrox曾经用它来武装Mystique系列低端显卡。

WRAM，Windows RAM，是VRAM的一个简化型号，Matrox曾经用它来武装Millennium系列高档显卡。  
在除了电脑之外的其它设备中，EDO RAM和SDRAM仍然有很大市场。

ROM和RAM的种类非常繁多，有大量的针对具体应用和设备设计的产品，不过最常见的就这么多了。

最后再针对PDA/掌上电脑设备总结一下。

通常我们会看到在PDA/掌上电脑上标称xxM ROM和xxM RAM，这里的ROM就是指存储操作系统和内置程序的空间，掉电的时候，这些数据依然存在。除了使用Mask ROM的低端设备，其它都是使用Flash ROM的，这意味着操作系统可以升级，某些程序还可以更改系统使得普通程序可以使用ROM中剩余的空间。而RAM就是这些设备可以存储用户程序和数据的空间，不过设备彻底没电的时候，这些数据都会丢失，所以通常的掌上电脑/PDA设备，都会在电池电压较低的时候强行关机用剩余的电量来保持数据，或者使用备用电池来完成这项工作。

新型号的掌上电脑或者PDA设备也都支持用户使用外部扩展卡来保存更多的程序和数据。这些外部扩展卡的种类在上面的帖子里都提到了，它们彼此不兼容（SD和MMC可以使用同样的插槽），性能和价格也不同，视用户需要而定。这些扩展卡使用的都是Flash ROM。