存储器

ROM

• 我们一般把手机和电脑的硬盘当作ROM。
• ROM的全称是：Read Only Memery，只读存储器，就是只能读不能写的存储器。
• 但是现在的ROM不仅可以读，还可以写数据，比如给手机下载APP，就是给手机上的ROM写数据，这又是怎么回事呢？这得从ROM的历史说起。

• 最早的ROM只是用来存储程序的地方，比如BIOS，它是Basic Input Output System的缩写，意思是基本输入输出系统，它也是电脑启动时运行的第一个软件，在1975年，BIOS还非常简单，不需要经常更新，所以当时的ROM确实是只能读不能写。

• 后来有了PROM，全称是Programmable ROM，即可编程只读存储器，对PROM写入程序后，数据便无法更改，它利用的是熔丝技术，它存储的每一位数据都是由熔丝状态决定的，比如当熔丝熔断之后它代表0，没有熔断代表1。

• 继PROM之后，人们又发明了EPROM，全称是Erasable Programmable ROM，即可抹除可编程只读存储器，它可以利用高压写入数据，擦除数据的时候需要将芯片曝光于紫外光下一段时间，所以这种ROM上方都有一块玻璃开窗。

• 还有一种OTPROM（One Time Programmable ROM），它和EPROM的写入原理相同，但是为了节省成本，不设置开窗，所以这种ROM只能编程一次。

• 到了1978年，人们发明了，EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM），它是电可擦除可编程只读存储器。

• 它的擦除方式是使用高压电场，所以在EEPROM芯片内部都设置有电荷泵电路来产生高压。

• 对于一些比较简单的电子产品，它的微控制器里面就内置了EEPROM，比如遥控器、电水壶这些，我们保存的用户设置信息就存储在微控制器的EEPROM里面。

• 然后我们再来看这些存储器，它既然是可擦除、可写，但是它又叫只读存储器，是不是显得很矛盾呢？

• 严格意义上说这种叫法是有问题的，但是这些存储器都是在最原始的ROM上发展而来的，那时候的ROM确实是只能读的，所以后面再生产的存储器即使能写数据，也叫只读存储器，这算是历史遗留问题吧。

• 1980年，Flash memory被发明出来（只是申请了发明专利），也就是我们现在所说的闪存，当年，日本东芝公司的舛冈富士雄博士在1980年，申请了一个叫做simultaneously erasable EEPROM的专利，它就是现在的NOR FLASH，flash是闪光的意思，之所以叫flash，是因为他的同事想到了照相机的闪光灯发光的一瞬间非常快，所以便叫flash。

• 在1986年，舛冈富士雄又发明了NAND Flash，说到NAND Flash你可能不知道是什么，但你肯定知道SSD，也就是固态硬盘，它就属于NAND Flash，除此之外还有U盘、存储卡这些也都属于NAND Flash。

• 这是它的结构示意图，当我们给G极高电平时电子进入浮栅层，当我们断电以后G极电压为0，但是由于隧穿层的存在，电子回不去了，所以我们的数据可以长久的保存。

• 如果我们想要释放电子，可以给G极负电压，Flash就是这样存储一位数据的。

• NOR FLASH是将晶体管并联在了一起，它的每一位都可以被寻址，而NAND FLASH则是将晶体管串联在了一起，这样需要的连线就会更少，而且电路也会更简单，所以它更可以大容量的集成。

• 无论是NOR FLASH还是NAND FLASH其实都是属于EEPROM，因为它们本质上是通过电来擦除和写入的。

• 上述我们说的这些都属于ROM，即使是断电之后，它们还可以长久的保持数据。

RAM

• RAM的全称是：Random Access Memory 随机存取存储器，在断电之后它所存储的数据就会消失，但是在速度上要远远大于ROM，即使是固态硬盘也不能跟RAM比肩。

• RAM又分为DRAM和SRAM。

• DRAM（Dynamic Random Access Memory）是动态RAM，就是我们电脑上的内存条，它是靠电容存储信息的，所以需要动态刷新，以此来给电容不停地充电，所以在速度上DRAM就不如SRAM。

• SRAM（Static Random Access Memory）是静态RAM，CPU的L1、L2缓存说的就是SRAM。

• 它的信息存储靠的就是门电路这些，不需要电容，所以速度上更快。

• 但是由于它存储一位信息需要的晶体管比较多，所以不能大容量集成，而DRAM一个晶体管就能存储一位信息，所以可以大容量集成。

• 说到存储器的速度，其实最快的是CPU中的寄存器，寄存器其实也属于存储器，它的速度几乎和CPU是一样的。

• 如果把这些存储器按速度来划分，越往上速度越快，而按容量来分，越往下容量越大，