人工智能教程：零基础！通俗易懂！风趣幽默！

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ROM和RAM都是指半导体存储器。 当系统停止供电时，ROM仍然可以保留数据，而RAM通常在断电后丢失数据。 典型的 RAM 是计算机的内存。

RAM 有两种主要类型。 一种称为静态 RAM (RAM/SRAM)。 SRAM的速度非常快，是目前读写速度最快的存储设备。 但它的价格也非常昂贵，所以只用在要求非常苛刻的地方。 例如CPU的一级缓冲区和二级缓冲区。 另一种称为动态RAM（RAM/DRAM）。 DRAM 保留数据的时间很短，速度比 SRAM 慢。 不过，它仍然比任何 ROM 都快，但就价格而言，DRAM 比 SRAM 便宜得多。 ，计算机内存是DRAM。

DRAM 有多种类型。 常见的有FPRAM/、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、SGRAM和WRAM。 这里介绍其中一种DDR RAM。

DDR RAM（日期速率RAM）也称为DDR SDRAM。 这种改进的RAM与SDRAM基本相同。 不同的是，它可以在一个时钟内读写两次数据，从而使数据传输速度提高一倍。 。 这是当今计算机中最常用的存储器。 很多高端显卡还配备了高速DDR RAM来增加带宽，可以大大提高3D加速卡的像素渲染能力。

记忆是如何运作的：

内存用于存储当前正在使用（即正在执行）的数据和程序。 我们通常所说的计算机内存是指动态内存（即DRAM）。 动态存储器中所谓的“动态”是指当我们向DRAM写入数据时，一段时间后数据就会丢失，因此需要额外的电路进行存储器刷新操作。

具体工作过程如下：DRAM存储单元存储的是0还是1取决于电容是否有电荷。 有电荷代表1，没有电荷代表0。但是随着时间的推移，代表1的电容会放电，代表0的电容会吸收电荷，这就是数据丢失的原因； 刷新操作定期检查电容器。 如果功率大于满功率的1/2，则认为代表1，对电容充满电； 如果功率小于1/2，则认为代表0，对电容进行放电，以保持数据的连续性。

ROM有很多种。 PROM是可编程ROM。 PROM和EPROM（可擦可编程ROM）的区别在于PROM是一次性使用的，即软件灌入后就不能修改。这是ROM的早期类型。 该产品现在无法使用，EPROM通过紫外线照射擦除原来的程序，是通用存储器。 另一种是电子擦除，价格昂贵，写入时间长，写入速度很慢。

例如，手机软件通常放置在SRAM中。 当我们拨打电话时，最后拨打的一些号码会暂时存储在SRAM中，并不会立即写入通讯记录中（通话记录保存在SRAM中），因为当时有很重要的工作（通话）。 ）要做的事情，如果写下来，漫长的等待对于用户来说是难以忍受的。

PSRAM，伪静态随机存取存储器。

基本的：

PSRAM 是伪SRAM。 内部存储颗粒与SDRAM颗粒类似，但外部接口与SRAM类似。 它不需要SDRAM复杂的控制器和刷新机制。 PSRAM的接口与SRAM相同。

PSRAM的容量有8Mbit等，容量不如SDRAM密集，但绝对比SRAM高很多。 速度支持突发模式，也不是很慢。 Hynix、...CY等厂家都有供货。 ，价格仅比同容量的SDRAM稍贵，比SRAM便宜很多。

PSRAM主要应用于手机、电子词典、掌上电脑、PDA、PMP.MP3/4、GPS接收器等消费类电子产品。 与SRAM（采用6T技术）相比，PSRAM采用1T+1C技术，因此在尺寸上更小，同时PSRAM的I/O接口与SRAM相同。 容量方面，目前有4MB、8MB、16MB、32MB、64MB和128MB。 与SDRAM相比，PSRAM的功耗要低得多。 因此，它是许多需要一定缓存容量的便携式产品的理想选择。

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FLASH存储器也称为闪存。 它结合了ROM和RAM的优点。 它不仅具有电子可擦除性和可编程性的性能（），而且不会因断电而丢失数据，并且可以快速读取数据（NVRAM的优点）。 U盘和MP3用的就是这种内存。 在过去的20年里，嵌入式系统一直使用ROM（EPROM）作为其存储设备。 然而近年来，Flash在嵌入式系统中已经完全取代了ROM（EPROM）的地位。 作为存储和操作系统或程序代码使用，或者直接作为硬盘（U盘）使用。

目前Flash主要包括NOR Flash和NADN Flash。

1. 类型理解

分为NOR（或非） NAND（或非）

2. 接口理解

NOR（或非）——地址总线和数据总线分开；

与非（NAND）----共享地址和数据总线。

3. 读写单元：

NOR（或非）----字节；

NAND（非）----页。

4、组成结构：

NOR（或非）----扇区、字节；

与非（NAND）----块、页；

5. 擦除单元：

NOR（或非）----扇区；

与非门（NAND）----块；

读取NOR Flash和读取我们常见的SDRAM是一样的。 用户可以直接运行NOR FLASH中加载的代码，这样可以减少SRAM的容量，节省成本。

NAND Flash并没有采用内存的随机读取技术。 它的读取是以一次读取一个块的形式进行的，通常一次读取512字节。 使用这种技术的闪存相对便宜。 用户无法直接运行NAND Flash上​​的代码，因此很多使用NAND Flash的开发板不仅使用NAND Flash，还添加了一块小型NOR Flash来运行启动代码。

一般采用小容量的NOR Flash，因为读取速度快，多用于存储操作系统等重要信息，而采用大容量的NAND FLASH。 最常见的NAND FLASH应用是嵌入式系统中使用的DOC（Disk On Chip）。 而我们平时使用的“闪存盘”是可以在线擦除的。 目前市场上的FLASH主要来自Intel、AMD、三星，而NAND Flash的主要厂商是Intel和AMD。

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NAND闪存与NOR闪存的比较

NOR 和 NAND 是当今市场上两种主要的非易失性闪存技术。 Intel于1988年首次开发出NOR闪存技术，彻底改变了此前EPROM和Flash一统天下的局面。 随后，1989年，东芝发布了NAND​​闪存结构，强调每比特成本更低、性能更高，并且可以像磁盘一样通过接口轻松升级。

大多数情况下，闪存仅用于存储少量代码，NOR闪存更适合这种情况。 NAND 是高数据存储密度的理想解决方案。

NOR一般只用来存储少量代码； NOR主要用于代码存储介质。 NOR的特点是应用简单、不需要特殊的接口电路、传输效率高。 它是片内执行（XIP，In Place），因此应用程序可以直接在（NOR类型）闪存中运行，而无需读取代码。 进入系统 RAM。 但非常低的写入和擦除速度极大地影响了其性能。 NOR flash具有SRAM接口，并且有足够的地址引脚用于寻址，并且可以轻松访问内部的每个字节。 NOR闪存占据了闪存市场的大部分容量，容量为1MB至16MB。

NAND结构可以提供极高的单元密度，可以实现高存储密度，并且具有快速的写入和擦除速度。 应用NAND的难点在于nand flash的管理需要特殊的系统接口。

1、性能对比：

对任何闪存器件的写操作只能在空的或已擦除的单元内执行，因此在大多数情况下，必须在执行写操作之前执行擦除。 NAND器件执行擦除操作非常简单，而NOR则要求在擦除之前将目标块中的所有位都写入1。

由于擦除 NOR 器件以 64 至 128KB 的块执行，因此执行写入/擦除操作的时间为 5 秒。 相反，擦除NAND器件以8至32KB的块进行，并且执行相同的过程。 整个操作最多只需要4ms。

NOR的读取速度比NAND稍快。

NAND 的写入速度比 NOR 快得多。

NAND的4ms擦除速度比NOR的5s快很多。

大多数写操作首先需要擦除操作。

NAND的擦除单元较小，相应的擦除电路也较少。

（注：NOR FLASH的擦除时间根据品牌和尺寸的不同而不同，例如4M FLASH，有的擦除时间为60ms，有的则需要长达6s。）

2. 接口差异：

NOR flash具有SRAM接口，并且有足够的地址引脚用于寻址，并且可以轻松访问内部的每个字节。

NAND设备使用复杂的I/O端口串行访问数据，并且方法可能因产品或制造商而异。 8个引脚用于传输控制、地址和数据信息。

NAND读写操作使用512字节的块，这有点像硬盘管理操作。 基于 NAND 的存储器自然可以取代硬盘或其他块设备。

3、产能及成本：

NAND 闪存的单元尺寸几乎是 NOR 器件的一半。 由于生产工艺更简单，NAND结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量，从而相应降低价格。

NOR闪存占据了容量为1至16MB的闪存市场的大部分，而NAND闪存仅用于容量为8至128MB的产品。 这也说明NOR主要用于代码存储介质，而NAND适合数据存储。

4、可靠性、耐用性：

NOR和NAND的可靠性可以从寿命（耐用性）、位交换和坏块处理三个方面进行比较。

A) 寿命（耐用性）

NAND闪存每块的最大擦写次数为一百万次，而NOR的擦写次数为十万次。 除了 NAND 存储器具有 10 比 1 块擦除周期的优势之外，典型的 NAND 块大小比 NOR 器件小八倍，并且每个 NAND 存储器块在给定时间段内擦除的次数更少。

B) 位交换

所有闪存设备都会受到位交换的影响。 在某些情况下（很少见，NAND 比 NOR 更常见），某个位会翻转或报告为翻转。

一位的变化可能并不明显，但如果发生在关键文件上，这个小故障可能会导致系统停机。 如果只是报告有问题，多看几遍也许就能解决。

当然，如果该位确实发生变化，则必须使用错误检测/错误纠正（EDC/ECC）算法。 位反转问题在NAND闪存中更为常见。 NAND供应商建议在使用NAND闪存时使用EDC/ECC算法。

使用NAND存储多媒体信息时这个问题并不是致命的。 当然，如果使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，则必须使用EDC/ECC系统来保证可靠性。

C) 坏块处理

NAND 设备需要对介质进行初始扫描以查找坏块并将其标记为不可用。 如果不能以可靠的方式做到这一点，将导致制造设备的高故障率。

5. 易于使用：

基于NOR的闪存可以非常直接地使用，可以像其他存储器一样连接，并且可以直接在其上运行代码。

由于需要 I/O 接口，它要复杂得多。 各种 NAND 设备的访问方法因制造商而异。

使用NAND设备时，必须先编写驱动程序，然后才能进行其他操作。 将信息写入NAND器件需要相当的技巧，因为设计者不能写入坏块，这意味着必须从头到尾在NAND器件上进行虚拟映射。

6、软件支持：

在 NOR 设备上运行代码不需要任何软件支持。 在对NAND设备进行操作时，通常需要一个驱动程序，这就是内存技术驱动程序（MTD）。 NAND 和 NOR 设备执行写入和擦除操作。 全部都需要 MTD。

使用 NOR 器件时所需的 MTD 相对较少。 该驱动程序还用于模拟产品和管理NAND闪存，包括纠错、坏块处理和磨损均衡。

NOR FLASH的主要供应商是INTEL、MICRO等厂商。 曾经是FLASH的主流产品，现在被NAND FLASH挤压更难受了。 NOR的优点是可以直接运行FLASH中的程序。 缺点是工艺复杂，价格相对昂贵。

NAND FLASH的主要供应商是日本和东芝。 这种FLASH用于U盘、各种存储卡、MP3播放器等。 由于技术的差异，Nand flash 比 NOR FLASH 的存储容量更大，而且价格更便宜。 但它也有缺点，就是不能直接寻址和运行程序，只能存储数据。 另外，NAND FLASH非常容易出现坏区，因此需要验证算法。

NAND FLASH用于掌上电脑中存储数据和程序，但必须使用NOR FLASH来启动它。 除了支持启动程序的处理器外，手持电脑中使用的其他主流处理器都不支持直接从NAND FLASH启动程序。 因此，必须先用一块很小的NOR FLASH启动机器，然后再将OS和其他软件从NAND FLASH加载到SDRAM中运行，这是相当麻烦的。

7. 寻址：

NAND每次读取数据时，都会指定块地址、页地址和列地址。 列地址是要读取的页的起始地址。 每次，数据首先读入页缓冲区，然后通过 I/O 输入。 该地址在缓冲区中被寻址。 事实上，这里列出的地址只是为了指定起始地址。 NAND以页为基本单位进行操作。 写入数据也首先缓冲在页缓冲区中。 这里先写入数据，再写入命令，然后统一写入到页中。 因此，NAND页缓冲器的作用就是保证芯片的基于页的读写操作。 它是I/O操作和芯片操作之间的接口和桥梁，因为数据是从I/O输入的，一次一个字节。 ，所以需要缓冲。 即使每次重写一个字节，也必须重写整个页，因为它只支持页写入，如果页中有未擦除的部分，则无法编程。 写入前页面必须为空。

NOR 读取和写入以字节为单位进行操作，但擦除以扇区为单位进行操作。 综上所述，就芯片操作而言，NAND比NOR快很多，因为NAND是页操作，NOR是字节操作。

八、申请：

NAND基于这种结构：块和页不能按字节寻址。 页面读写本身依赖于内部复杂的串并行转换。 因此，地址引脚并不多，因此其地址线和数据线是共用的。 所以容量可以很大。

NOR可以像SRAM一样随机存储，并且不需要驱动程序。 所以它的地址是有限的，所以容量一般都比较小，但实际上是受到地址线的限制。

基于以上几点，NOR在工业领域得到了广泛的应用，尤其是程序存储和小量数据存储。

在消费领域，有大量的数据存储，有大量的 NAND。

内存限制

也许闪存最关键的限制是有限的写入/擦除周期数。 大多数基于闪存的商业产品都保证可持续高达 100 万次写入周期。 这个数字可能看起来很大，对于 NOR 闪存来说可能很大，因为长时间保留一个软件或 BIOS 可能没问题。 然而，在文件被频繁写入、检索和重写的典型 NAND 应用中，这些周期很快就会耗尽，大多数用户可能不会进行计数。 对于存储频繁更新的关键数据，闪存可能不适合。

为了应对此限制，可以使用固件或文件系统驱动程序来计算内存写入次数。 该软件将动态地重新映射这些块，在扇区之间共享写入。 换句话说，如果写操作失败，软件会通过写验证和重新映射来授权对未使用的扇区进行写操作。

与 RAM 一样，闪存可以一次读取或编程一个字节或一个字，但擦除必须一次完成一个完整的块，将块中的所有位重置为 1。这意味着要花费更多时间进行编程。 例如，如果将位 (0) 写入块，则要重新编程该块，必须完全擦除该块，而不仅仅是重写该位。

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DRAM利用MOS管栅极电容上的电荷来存储信息。 一旦电源关闭，所有信息都将丢失。 由于栅极会漏电，因此需要有刷新机制，定期对栅极电容进行充电，并且每次读取数据输出一次后，也需要补充电荷。 这称为动态刷新，因此称为动态随机存储器。 由于它只用一根MOS管来存储信息，所以集成度可以很高，容量可以很大。 SDRAM与CPU时钟多了一种同步。

SRAM使用寄存器来存储信息，因此一旦断电，所有数据都将丢失。 只要通电，其数据就一直存在，无需动态刷新，因此称为静态随机存储器。

以上主要用于系统内部存储器，容量大，断电后不需要保存数据。

Flash ROM利用浮栅上的电容来存储电荷来保存信息。 由于浮栅不漏电，断电后信息仍能保存。 又由于其结构简单，集成度可以很高，容量可以很大。 Flash ROM在写入前需要先用电擦除，擦除不同于以字节(byte)为单位进行的擦除，而Flash ROM只能以扇区()为单位进行擦除。 然而，它可以以字节为单位写入。 Flash ROM主要用于BIOS、U盘、MP3等需要大容量且断电不丢失数据的设备。