如何为您的设计选择正确的内存芯片类型

以下是设计人员和开发人员常用的参数：

• 硬件接口指存储芯片的众多接口，这些接口需要在不影响存储器容量的情况下实现高速数据访问和检索。存储芯片与图形驱动器、硬盘驱动器和通用串行总线 (USB) 之间存在接口。
•  数据速率 是指从程序内存中获取指令、将其转换为 CPU 信号并执行的速度。
•  带宽，或时钟速率和访问时间，是指内存芯片在规定时间范围内可以移动、读取、存储或处理的数据量。它可以用比特、字节或每秒赫兹（b/s、B/s 或周期/秒）来表示。
•  内存大小 是指数据存储容量。
•  内存带宽 是指处理器从半导体设备读取数据或将数据存入半导体设备的速度。
•  内存时序 决定处理器系统的整体运行速度。
•  数据保留 表示数据可在芯片中保留的时间长度。
如果芯片需要持续电源供电，则芯片的
• 电源效率较低。
• 写入/重写或只读表示存储芯片是否频繁写入/重写。只读存储器通常存储只读的可执行程序。
•  温度容差 是指内存芯片能够可靠运行的温度范围；温度范围越宽，表明芯片在恶劣环境下运行的能力越强。

我们将使用上述参数来比较市场上最常见的四种内存芯片类别： 动态随机存取存储器 (DRAM)、 静态 RAM (SRAM)、 电可擦除可编程 ROM (EEPROM) 和 闪存。

动态 RAM 和静态 RAM 用于主存储器或 RAM，而 EEPROM 和闪存用于辅助存储器或 ROM。虽然主存储器和辅助存储器都是必要的，但它们在多个方面存在差异。传统上，辅助存储器是指外部存储器，例如 硬盘。随着存储器技术的进步，现在许多辅助存储器都包含固态存储器。

主存储器：DRAM vs. SRAM

主内存或 RAM 与中央处理单元 (CPU) 相连。因此，主存储器可以更快地访问数据。然而，主存储器的存储容量有限，而辅助存储器则用于长期存储大量数据。主存储器是易失性的、临时性的，并且需要持续的电源来保留其存储的内存。当系统关闭时，存储器的内容将会丢失。最后，主存储器可以被多次写入和重写。

DRAM 和 SRAM 均用于主存储器。DRAM 的单元结构比 SRAM 简单。DRAM 需要一个存储单元，而 SRAM 则需要多个单元。因此，DRAM 的成本虽然低很多，却能提供相同水平的存储密度。此外，DRAM 可以在小尺寸内实现高存储密度，使得其在个人电脑和工作站中广泛普及。

然而，DRAM 有明显的缺点。由于 DRAM 单元中负责数据存储的电荷会缓慢地泄漏出来，因此 DRAM 单元必须定期刷新或重写。这个刷新过程是动态的，因此被称为“DRAM”（动态随机存取存储器）。刷新和持续的能源需求使得 DRAM 成为高耗能/低效率的选择。DRAM 刷新要求也会降低其运行速度。

另一方面，由于 SRAM 不需要刷新，因此它可以支持比 DRAM 更快、更可靠的读写周期时间。此外，由于 SRAM 不需要在数据访问之间暂停，因此 SRAM 的周期时间短得多。由于每个芯片的存储单元更多，SRAM 芯片比 DRAM 芯片更昂贵，且需要更多的功率。因此， SRAM 通常用于缓存和视频存储器，而 DRAM 则是主要的半导体存储器技术。

SRAM除了运算速度更快之外，运算效率也比DRAM更高。DRAM 异步运行，先对请求作出反应，然后一次处理一个请求。另一方面，SRAM 与处理器时钟同步，能够以更复杂的方式和更高的速度运行。

最后，还有坚固耐用的 DRAM 和 SRAM 芯片，其温度范围可支持工业和军事应用。

辅助存储器：EEPROM vs. 闪存

与主存储器不同，辅助存储器或 ROM 存储器不与 CPU 相连。因此，辅助存储器的数据访问速度较慢。由于辅助存储器是非易失性的，而且是永久性的，因此在遇到断电、冲击或振动时，不会丢失数据。而且，辅助存储器的数据存储空间明显更大，而且与可以反复写入和重写的主存储器不同，辅助存储器主要是只读的，很少被修改。

EEPROM 是一种 ROM ，可以通过特定电压的电脉冲反复擦除和重新编程。EEPROM 芯片是以字节为单位进行擦除和重新编程的。因此，对 EEPROM 进行重新编程的速度会很慢。此外，EEPROM 的可编程性有限，从而缩短了其使用寿命。

EEPROM 没有得到广泛应用，因为它缺乏数据保留和数据耐久性可靠性。EEPROM 的数据保存时间有限，因为注入浮置栅极的电子可能会漂移出去，造成数据丢失。对于 EEPROM 来说，超过一定的周期数就无法重写，从而限制了数据的耐久性。

因此，EEPROM 主要用于快速器件原型制作，因为这要求易于重新编程，并且无易失性。个人计算机制造商通常使用 EEPROM 对只读存储器进行重新编程。此外，由于 EEPROM 芯片不需要电力来保存数据，因此它们通常用于存储 BIOS 信息和调制解调器、视频卡和其他外围设备的基本软件。

多年来， 闪存（一种比 EEPROM 更高效的版本）已在许多领域取代了 EEPROM。与 EEPROM 以字节为单位进行读写不同，闪存以固定大小的块来擦除、写入数据，这一特点使闪存的性能比 EEPROM 有所提高。虽然有些闪存芯片速度较慢，因为它们在被擦除之前无法被写入，但一些较新的闪存芯片具有边写边读 (RWW) 功能，允许同时进行读取和写入。

非与（NAND）和非或（NOR）是闪存的两种基本类型。NAND 闪存的访问方式与硬盘等块设备非常相似。NAND 使用文件系统进行分区，并作为随机存取存储区域使用，因此需要一个内存管理单元。另一方面，NOR 闪存可以像传统的 ROM 一样，以单个存储单元为单位进行读取。另外，为了延长闪存驱动器有限的写入周期数（寿命），还开发了耗损均衡技术，以减少对高使用率单元或区域的影响。

总体来说，flash芯片比EEPROM芯片的便携性更强。然而，闪存芯片的每字节价格太昂贵，无法用作大容量存储设备。目前，闪存用于数码相机安全数据卡、U 盘、手机、传呼机和扫描仪等设备的数码图片便携存储。闪存芯片还可用作笔记本电脑的固态硬盘和视频游戏机的存储卡。

寻找适合您需求的内存芯片

计算机需要主存储器和辅助存储器。这两种类型的存储器具有不同的硬件接口、数据速率、存储容量、数据保存时间、电源效率和写入/读取特性。在选择存储芯片时，要寻找适合自己设计的参数。大多数分销商都提供 内存搜索条件 以方便开发人员。

主存储器使用 DRAM 和 SRAM 芯片。它们之间最显著的区别是：DRAM 需要定期刷新，成本较低，而 SRAM 的速度较快。辅助存储器中使用的 EEPROM 和闪存芯片在擦除和写入方式上有明显不同，闪存芯片的成本也较高。

虽然还有很多其他的专用存储器，但 DRAM、SRAM、闪存和 EEPROM 是迄今为止设计中最受欢迎的内存芯片选择。详细了解不同类型的计算机内存。

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