動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DynamicRAM),“動(dòng)態(tài)”兩字指的是每隔一段時(shí)間,要刷新充電一次,否則內(nèi)部的數(shù)據(jù)即會(huì)消失。這是因?yàn)镈RAM的基本單元是一個(gè)晶體管加一個(gè)電容,并用電容有無電荷來表示數(shù)字信息0和1,電容漏電很快,為防止電容漏電而導(dǎo)致讀取信息出錯(cuò),需要周期性地給DRAM的電容充電,故DRAM速度比SRAM慢。另一方面,這種簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)模式也使得DRAM的集成度遠(yuǎn)高于SRAM,一個(gè)DRAM存儲(chǔ)單元只需一個(gè)晶體管和一個(gè)小電容,而每個(gè)SRAM單元需要四到六個(gè)晶體管和其他零件,故DRAM在高密度(大容量)以及價(jià)格方面均比SRAM有優(yōu)勢(shì)。SRAM多用于對(duì)性能要求極高的地方(如CPU的一級(jí)二級(jí)緩沖),而DRAM則主要用于計(jì)算機(jī)的內(nèi)存條等領(lǐng)域。中國聯(lián)保網(wǎng)記憶元件的兩種穩(wěn)定狀態(tài)分別表示為“0”和“1”。日常使用的十進(jìn)制數(shù)必須轉(zhuǎn)換成等值的二進(jìn)制數(shù)才能存入存儲(chǔ)器中。計(jì)算機(jī)中處理的各種字符,例如英文字母、運(yùn)算符號(hào)等,也要轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼才能存儲(chǔ)和操作。存儲(chǔ)器在我們?nèi)粘I钪衅鸬侥男┳饔茫可虾8咚倬彌_存儲(chǔ)器國產(chǎn)替代
標(biāo)準(zhǔn)8051核的一個(gè)機(jī)器周期包括12個(gè)時(shí)鐘周期,ALE信號(hào)在每個(gè)機(jī)器周期中兩次有效,除了對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器訪問時(shí)只有效一次。8051對(duì)外部存儲(chǔ)器的讀或?qū)懖僮餍枰獌蓚€(gè)機(jī)器周期。快速型8051如DS87C520或W77E58的一個(gè)機(jī)器周期只需4個(gè)時(shí)鐘周期,而在一些新的如PHILIPS的8051中一個(gè)機(jī)器周期為6個(gè)時(shí)鐘周期,而在任何一個(gè)機(jī)器周期中ALE信號(hào)都兩次有效。盡管有這些不同,仍可以用ALE信號(hào)和地址片選來產(chǎn)生可用作FRAM訪問CE的信號(hào)。要保證對(duì)FM1808的正確訪問,必須注意兩點(diǎn):較早,訪問時(shí)間必須大于70ns(即FRAM的訪問時(shí)間);第二,ALE的高電平寬度必須大于60ns。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的8051/52ALE信號(hào)的寬度因不同廠家略有不同,一些快速的8051/52系列如DALLAS的DS87C520,WINBOND的W77E58則更窄一些。要實(shí)現(xiàn)對(duì)FM1808的正常操作,對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)8051/52來說主頻不能高于20MHZ,而對(duì)于高速型的8051/52主頻不應(yīng)高于23MHz。FM1808與8051接口電路使用8051的ALE信號(hào)和由地址產(chǎn)生的片選信號(hào)相“或”來產(chǎn)生CE的正跳變。兩片32K8的FRAM存儲(chǔ)器,A15與ALE通過74FC32相"或"作為U2的片選,取反后作為U3的片選。所以,U2的地址為0~7FFFH,U3的地址為8000H~FFFFH。8051的RD信號(hào)與PSEN信號(hào)相“與”后作為U3的輸出允許。佛山動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器開發(fā)技術(shù)缺芯雖有負(fù)面影響,但也為國產(chǎn)芯片得發(fā)展提供了更多的機(jī)會(huì),國產(chǎn)替換呼聲日高。
存儲(chǔ)器可以分為內(nèi)存和外存兩種類型。內(nèi)存是計(jì)算機(jī)中的臨時(shí)存儲(chǔ)器,它可以快速地讀取和寫入數(shù)據(jù),但是當(dāng)計(jì)算機(jī)關(guān)閉時(shí),內(nèi)存中的數(shù)據(jù)也會(huì)被清空。外存則是計(jì)算機(jī)中的長久存儲(chǔ)器,它可以長期保存數(shù)據(jù),即使計(jì)算機(jī)關(guān)閉也不會(huì)丟失。內(nèi)存的種類有很多,包括DRAM、SRAM、ROM等。DRAM是一種動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器,它可以快速地讀取和寫入數(shù)據(jù),但是需要不斷地刷新才能保持?jǐn)?shù)據(jù)的穩(wěn)定性。SRAM則是一種靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器,它的讀取速度比DRAM更快,但是價(jià)格也更高。ROM是一種只讀存儲(chǔ)器,它的數(shù)據(jù)是固定的,無法被修改。外存的種類也有很多,包括硬盤、固態(tài)硬盤、U盤等。硬盤是一種機(jī)械式存儲(chǔ)器,它的讀取速度較慢,但是容量較大,價(jià)格也較為實(shí)惠。固態(tài)硬盤則是一種電子式存儲(chǔ)器,它的讀取速度非常快,但是價(jià)格也比較高。U盤則是一種便攜式存儲(chǔ)器,它的容量較小,但是價(jià)格便宜,非常適合攜帶和傳輸數(shù)據(jù)??傊?,存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)中非常重要的組成部分,它可以幫助我們存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù),提高計(jì)算機(jī)的工作效率。不同種類的存儲(chǔ)器有著不同的特點(diǎn)和用途,我們需要根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的存儲(chǔ)器。
小存儲(chǔ)單元尺寸、高性能、低功耗一直是存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)師持續(xù)追求的目標(biāo)。然而,14nm以下鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管技術(shù)無法直接套用在既有的嵌入式存儲(chǔ)元件上。再者,為因應(yīng)未來人工智能(AI)及邊緣計(jì)算等高計(jì)算能力的需求,既有高容量存儲(chǔ)器,如DRAM、NAND閃存的高耗電及速度問題已無法跟上需求的腳步。因此,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正處于轉(zhuǎn)折點(diǎn)。微控制器(MCUs)和ASICs中的嵌入式存儲(chǔ)器,以及從手持移動(dòng)裝置到超級(jí)計(jì)算機(jī)等所有應(yīng)用的離散存儲(chǔ)器芯片都在考慮更換。這些替換將有助于系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員降低功耗,從而延長手持移動(dòng)裝置電池壽命或降低數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)冷卻要求,也能提高系統(tǒng)性能,符合未來這些高運(yùn)算能力系統(tǒng)的需求。在某些情況下,通過使用更先進(jìn)的工藝技術(shù)或系統(tǒng)設(shè)計(jì),替換傳統(tǒng)的存儲(chǔ)器類型還能降低系統(tǒng)成本。盡管新存儲(chǔ)器技術(shù)已經(jīng)研發(fā)出來,但在這競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng),只有極少數(shù)能夠成功。然而無論哪一個(gè)技術(shù)勝出,這些新型非易失性技術(shù)系統(tǒng)的功耗肯定會(huì)低于現(xiàn)有的嵌入式NOR閃存和SRAM,或是離散的DRAM和NAND閃存的系統(tǒng)。嵌入式存儲(chǔ)器包含二個(gè)問題,即嵌入式存儲(chǔ)器的尺寸以及功耗。先進(jìn)的邏輯工藝已超越14nm,遷移到Fin-FET結(jié)構(gòu),過去十年或更長時(shí)間內(nèi)用作片上存儲(chǔ)的嵌入式NOR閃存,已失去跟上這些過程的能力。主存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)中的內(nèi)存,用于臨時(shí)存儲(chǔ)正在運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù),而輔助存儲(chǔ)器則用于長期存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序。
而負(fù)電流將該位單元的狀態(tài)改變?yōu)樨?fù)偏置。鐵電位單元使用晶體進(jìn)行存儲(chǔ),中心有一個(gè)原子。該原子位于晶體的頂部或底部。位存儲(chǔ)是該原子位置的函數(shù)。FRAM一個(gè)不幸的事實(shí)是其讀取是破壞性的,每次讀取后必須通過后續(xù)寫入來抵消,以將該位的內(nèi)容恢復(fù)到其原始狀態(tài)。這不但耗費(fèi)時(shí)間,而且還使讀取周期消耗的功率加倍,這對(duì)那些對(duì)功耗敏感的應(yīng)用是一個(gè)潛在問題。然而FRAM獨(dú)特的低寫入耗電是其賣點(diǎn)。目前的FRAM存儲(chǔ)單元是基于雙晶體管,雙電阻器單元(2T2R),造成其尺寸至少是DRAM位單元的兩倍。1T1R存儲(chǔ)單元正在開發(fā)中,只有在開發(fā)完后,才能使FRAM成本接近DRAM的成本。磁性存儲(chǔ)器RAM或MRAM是磁記錄技術(shù)的自然結(jié)果。事實(shí)上,MRAM是早期計(jì)算機(jī)的主核存儲(chǔ)器,它被SRAM取代,然后在1970年代再被DRAM所取代。原始的MRAM它通過磁化和消磁位單元,強(qiáng)制它們進(jìn)入不同的狀態(tài)來讀取它們。這樣做所需的電流原本是可控制的,但到了大約75nm工藝節(jié)點(diǎn),電流變得無法控制的高,因?yàn)殡娏鞅3植蛔?但導(dǎo)體隨工藝縮小,導(dǎo)致電流密度高到無法接受。因此研究人員開始嘗試新的方法,從STT開始,到pSTT,現(xiàn)在大家所談?wù)摰腟TT-MRAM都是pSTT-MRAM。MRAM技術(shù)還有SOT(旋轉(zhuǎn)軌道隧道),它采用三端式MTJ結(jié)構(gòu),將讀取和寫入路徑分開。專業(yè)存儲(chǔ)器IC,提供原裝芯片樣品,現(xiàn)貨系列,保證質(zhì)量。佛山可讀可寫可編程存儲(chǔ)器哪家好
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塊擦除(需要前面提到的高內(nèi)部電壓)所需時(shí)間更長,通常為2毫秒(ms),消耗150微焦耳能量。雖然有這些大缺點(diǎn),然而NAND閃存系統(tǒng)非常便宜,因此設(shè)計(jì)人員愿意放棄這些NAND復(fù)雜的寫入過程和高耗能代價(jià)來換取其低成本。大多數(shù)智能手機(jī)和計(jì)算系統(tǒng)都混合使用DRAM和NAND閃存來滿足其存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)需求。在智能手機(jī)中,當(dāng)手機(jī)處在開機(jī)狀態(tài)時(shí),DRAM保存程序的副本以便執(zhí)行,而NAND則在電源電源關(guān)閉時(shí)存儲(chǔ)保存程序、照片、視頻、音樂和其他對(duì)速度不敏感的數(shù)據(jù)。計(jì)算系統(tǒng)服務(wù)器將程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在其DRAM主存儲(chǔ)器中(服務(wù)器不會(huì)關(guān)閉電源,除非停電),另外配置使用NAND閃存的SSD固態(tài)硬盤(SolidStateDrive)進(jìn)行長期和備份存儲(chǔ)。較小的系統(tǒng)可能使用NOR閃存代替NAND閃存,使用SRAM代替DRAM,但前提是它們的存儲(chǔ)器需求必需非常的小。NOR閃存每個(gè)字節(jié)的成本比NAND閃存高出一個(gè)或兩個(gè)數(shù)量級(jí),而SRAM的成本比DRAM的成本高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)。為何新型存儲(chǔ)器能解決問題前面提到各個(gè)因素造成現(xiàn)今使用之存儲(chǔ)器的功耗問題,在許多目前正在開發(fā)的新型存儲(chǔ)器技術(shù)中并不存在。此外,這些新型的存儲(chǔ)器都是非易失性的,所以不需要刷新它們。與DRAM相比,這可以自動(dòng)降低20%的功耗。由于它們都可以在不擦除的情況下覆蓋舊數(shù)據(jù)。上海高速緩沖存儲(chǔ)器國產(chǎn)替代