ROM和RAM

1，ROM：Read Only Memory 只读存储器
顾名思义，就是说这种存储器好像写保护的软盘，CD-R一样只可以读不可以写，属于非易失性存储器NVM（Non-Volatile Memory）。ROM中的信息一旦写入就不能进行修改，其信息断电之后也仍然保留。有人可能要问，那么原来的数据又是如何写进去的呢？事实上，ROM在刚做好是是没有数据的，在ROM出厂之前，厂家可以通过加电来一次性写入数据，和一次性可写光盘（CD-R）一样， 这种ROM就是大家常说的掩模ROM（Mask ROM）了。这也就是为什么叫做ROM的原因。
ROM的特点是：烧入数据后，无需外加电源来保存数据。断电数据不丢失。但速度较慢。适合存储需长期保留的不变数据。
ROM的发展和分类：IT技术的发展一日千里，人们的需求也在不断提升。人们在要求能无电保存可靠数据的同时，还需要在必要时可以改写里面的数据或程序从而提升性能（当然不是轻易地，随时地改写，否则就并不可靠了）。市场的需求促使技术的发展，新的ROM品种不断地推出，功能不断地多样化。以至于很多人对ROM和RAM的界限开始模糊。下面就来简单对ROM分类一下：
-Mask ROM （掩模ROM）：上面已经说过了，一次性由厂家写入数据的ROM，用户无法修改。
-PROM （Programmable ROM可编程ROM）： 和掩模ROM不同的是出厂是厂家并没有写入数据，而是保留里面的内容为全0或全1，由用户来编程一次性写入数据，也就是改变部分数据为1或0。地球人都知道每一位就是一个数据用0或1来代表。
-EPROM（Erasable Programmable ROM电可擦写ROM）： EPROM是通过紫外光的照射，擦掉原先的程序。芯片可重复擦除和写入，解决了PROM芯片只能写入一次的弊端。
-EEPROM (E2PROM) 电可擦除可编程ROM： EEPROM是通过加电擦除原数据，通过高压脉冲可以写入数据。方便使用当然价格也是很高，而且写入时间很长，写入很慢。
-Flash ROM闪速存储器： 闪速存储器具有结构简单、控制灵活、编程可靠、加电擦写快捷的优点，而且集成度可以做得很高，它综合了前面的所有优点：不会断电丢失数据（NVRAM），快速读取，电可擦写可编程（EEPROM），因此在Mobile phone，PC，PPC等电器中成功地获得了广泛的应用。

2，RAM：Random Access Memory 随机存取存储器
随机存取存储器一种存储单元结构，用于保存CPU处理 的数据信息。"随机"（Random）存取是与"顺序（serial）"存取相对而言的，意思是CPU可以 从RAM中任意地址中直接读取所需的数据，而不必从头至尾一一查找。
RAM的特点是：内容可以随时刷新，访问速度快，但是掉电后其存储的信息会丢失。
RAM的发展和分类：在RAM 随机存储器中，其中又有SRAM（Static RAM静态RAM）DRAM（Dynamic RAM 动态RAM）。只要只要电源开着，就会保存。而DRAM保存数据的时间很短，需要不断地刷新才可以保持数据。从价格上看，SRAM是非常昂贵的，而DRAM相比很便宜。在2001年，一种新型内存：DDR内存 （Double Data Rate）面世了。对大多数人来说，DDR仍然是一个陌生的名词，然而，它确是数以百计顶级内存和系统设计师3年来通力合作的结晶。DDR的出现预示着内存带宽和性能的全面提高，而DDR的价格更低。DDR与普通同步动态随机内存（DRAM）非常相象。普通同步DRAM（现在被称为SDR）与标准DRAM有所不同。标准的DRAM接收的地址命令由二个地址字组成。同步动态随机内存（SDR DRAM)将时钟与标准DRAM结合，RAS、CAS、数据有效均在时钟脉冲的上升边沿被启动。DDR内存与SDR内存工作原理基本相同，但DDR在时钟脉冲的上升和下降沿均读取数据，所以数据传输率可以是时钟频率的两倍。这个和我们的话题扯远了，暂且不提。

ROM

　　只读内存（Read-Only Memory，ROM）

　　是一种半导体内存，其特性是一旦储存资料就无法再将之改变或删除。通常用在不需经常变更资料的电子或电脑系统中，资料并且不会因为电源关闭而消失。例如早期的个人电脑如Apple II或IBM PC XT/AT的开机程序（操作系统）或是其他各种微电脑系统中的轫体（Firmware）。

　　只能读出事先所存数据的固态半导体存储器。英文简称ROM。ROM所存数据，一般是装入整机前事先写好的，整机工作过程中只能读出，而不像随机存储器那样能快速地、方便地加以改写。ROM所存数据稳定 ，断电后所存数据也不会改变；其结构较简单，读出较方便，因而常用于存储各种固定程序和数据。除少数品种的只读存储器（如字符发生器）可以通用之外，不同用户所需只读存储器的内容不同。为便于使 用和大批 量 生产 ，进一步发展了可编程只读存储器（PROM）、可擦可编程序只读存储器（EPROM）和电可擦可编程只读存储器（EEPROM）。EPROM需用紫外光长时间照射才能擦除，使用很不方便。20世纪 80 年代制出的 EEPROM ，克服了EPROM的不足，但集成度不高 ，价格较贵。于是又开发出一种新型的存储单元结构同 EPROM 相似的快闪存储器 。其集成度高、功耗低 、体积小 ，又能在线快速擦除 ，因而获得飞速发展，并有可能取代现行的硬盘和软盘而成为主要的大容量存储媒体。大部分只读存储器用金属-氧化物-半导体（MOS）场效应管制成。

　　●ROM 种类

　　1.ROM

　　只读内存（Read-Only Memory）是一种只能读取资料的内存。在制造过程中，将资料以一特制光罩（mask）烧录于线路中，其资料内容在写入后就不能更改，所以有时又称为“光罩式只读内存”（mask ROM）。此内存的制造成本较低，常用于电脑中的开机启动。

　　2.PROM

　　可编程程序只读内存（Programmable ROM，PROM）之内部有行列式的镕丝，视需要利用电流将其烧断，写入所需的资料，但仅能写录一次。

　　3.EPROM

　　可抹除可编程只读内存（Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM）可利用高电压将资料编程写入，抹除时将线路曝光于紫外线下，则资料可被清空，并且可重复使用。通常在封装外壳上会预留一个石英透明窗以方便曝光。

　　4.OTPROM

　　一次编程只读内存（One Time Programmable Read Only Memory，OPTROM）之写入原理同EPROM，但是为了节省成本，编程写入之后就不再抹除，因此不设置透明窗。

　　5.EEPROM

　　电子式可抹除可编程只读内存（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，EEPROM）之运作原理类似EPROM，但是抹除的方式是使用高电场来完成，因此不需要透明窗。

　　6.快闪存储器

　　快闪存储器（Flash memory）的每一个记忆胞都具有一个“控制闸”与“浮动闸”，利用高电场改变浮动闸的临限电压即可进行编程动作。

　　7.快闪存储器

　　指从游戏机主文件存储器里或者正版游戏卡带提取的游戏主文件，可以在各类模拟器上使用。例如街机模拟器，GBA模拟器的ROM，正是此意。

　　ROM与RAM的不同使用范围介绍

　　RAM-RamdomAccessMemory易挥发性随机存取存储器，高速存取，读写时间相等，且与地址无关，如计算机内存等。

　　ROM-Read Only Memory只读存储器。断电后信息不丢失，如计算机启动用的BIOS芯片。存取速度很低，（较RAM而言）且不能改写。由于不能改写信息，不能升级，现已很少使用。

　　EPROM,EEPROM,Flash-，性能同ROM，但可改写，一般读比写快，写需要比读高的电压，（读5V写12V）但Flash可以在相同电压下读写，且容量大成本低，如U盘MP3中使用广泛。在计算机系统里，RAM一般用作内存，ROM用来存放一些硬件的驱动程序，也就是固件。

随机存取存储器

　　RAM（随机存取存储器）

　　RAM -random access memory 随机存储器

　　存储单元的内容可按需随意取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器。这种存储器在断电时将丢失其存储内容，故主要用于存储短时间使用的程序。

　　按照存储信息的不同，随机存储器又分为静态随机存储器（Static RAM,SRAM)和动态随机存储器（Dynamic RAM,DRAM)。

　　1、随机存储器特点

　　①随机存取

　　所谓“随机存取”，指的是当存储器中的消息被读取或写入时，所需要的时间与这段信息所在的位置无关。相对的，读取或写入顺序访问（Sequential Access）存储设备中的信息时，其所需要的时间与位置就会有关系（如磁带）。

　　②易失性

　　当电源关闭时RAM不能保留数据。如果需要保存数据，就必须把它们写入一个长期的存储设备中（例如硬盘）。RAM和ROM相比，两者的最大区别是RAM在断电以后保存在上面的数据会自动消失，而ROM不会。

　　③高访问速度

　　现代的随机存取存储器几乎是所有访问设备中写入和读取速度最快的，取存延迟也和其他涉及机械运作的存储设备相比，也显得微不足道。

　　④需要刷新

　　现代的随机存取存储器依赖电容器存储数据。电容器充满电后代表1(二进制)，未充电的代表0。由于电容器或多或少有漏电的情形，若不作特别处理，数据会渐渐随时间流失。刷新是指定期读取电容器的状态，然后按照原来的状态重新为电容器充电，弥补流失了的电荷。需要刷新正好解释了随机存取存储器的易失性。

　　⑤对静电敏感

　　正如其他精细的集成电路，随机存取存储器对环境的静电荷非常敏感。静电会干扰存储器内电容器的电荷，引致数据流失，甚至烧坏电路。故此触碰随机存取存储器前，应先用手触摸金属接地。

　　2、RAM ROM 内存的区别

　　rom -read only memory 只读存储器

　　①简单地说，在计算机中，RAM 、ROM都是数据存储器。RAM 是随机存取存储器，它的特点是易挥发性，即掉电失忆。ROM 通常指固化存储器(一次写入，反复读取)，它的特点与RAM 相反。ROM又分一次性固化、光擦除和电擦除重写两种类型。

　　②什么是内存呢？

　　在计算机的组成结构中，有一个很重要的部分，就是存储器。存储器是用来存储程序和数据的部件，对于计算机来说，有了存储器，才有记忆功能，才能保证正常工作。存储器的种类很多，按其用途可分为主存储器和辅助存储器，主存储器又称内存储器（简称内存），辅助存储器又称外存储器（简称外存）。外存通常是磁性介质或光盘，像硬盘，软盘，磁带，CD等，能长期保存信息，并且不依赖于电来保存信息，但是由机械部件带动，速度与CPU相比就显得慢的多。内存指的就是主板上的存储部件，是CPU直接与之沟通，并用其存储数据的部件，存放当前正在使用的（即执行中）的数据和程序，它的物理实质就是一组或多组具备数据输入输出和数据存储功能的集成电路，内存只用于暂时存放程序和数据，一旦关闭电源或发生断电，其中的程序和数据就会丢失。

　　从一有计算机开始，就有内存。内存发展到今天也经历了很多次的技术改进，从最早的DRAM一直到FPMDRAM、EDODRAM、SDRAM等，内存的速度一直在提高且容量也在不断的增加。今天，服务器主要使用的是什么样的内存呢？目前，IA架构的服务器普遍使用的是REGISTEREDECCSDRAM。

　　既然内存是用来存放当前正在使用的（即执行中）的数据和程序，那么它是怎么工作的呢？我们平常所提到的计算机的内存指的是动态内存（即DRAM），动态内存中所谓的“动态”，指的是当我们将数据写入DRAM后，经过一段时间，数据会丢失，因此需要一个额外设电路进行内存刷新操作。具体的工作过程是这样的：一个DRAM的存储单元存储的是0还是1取决于电容是否有电荷，有电荷代表1，无电荷代表0。但时间一长，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；刷新操作定期对电容进行检查，若电量大于满电量的1／2，则认为其代表1，并把电容充满电；若电量小于1／2，则认为其代表0，并把电容放电，藉此来保持数据的连续性。

DRAM

　　

3管动态RAM基本存储电路

DRAM（Dynamic Random Access Memory），即动态随机存储器最为常见的系统内存。DRAM 只能将数据保持很短的时间。为了保持数据，DRAM使用电容存储，所以 必须隔一段时间刷新（refresh）一次，如果存储单元没有被刷新，存储的信息就会丢失。 （关机就会丢失数据）

　　动态RAM的工作原理 动态RAM也是由许多基本存储元按照行和列来组成的。

　　3管动态RAM的工作原理

　　3管动态RAM的基本存储电路如右图所示。在这个电路中，读选择线和写选择线是分开的，读数据线和写数据线也是分开的。

　　写操作时，写选择线为"1"，所以Q1导通，要写入的数据通过Q1送到Q2的栅极，并通过栅极电容在一定时间内保持信息。让我们看一下动态效果

　　读操作时，先通过公用的预充电管Q4使读数据线上的分布电容CD充电，当读选择线为高电平有效时,Q3处于可导通的状态。若原来存有"1",则Q2导通，读数据线的分布电容CD通过Q3、Q2放电,此时读得的信息为"0"，正好和原存信息相反；若原存信息为"0",则Q3尽管具备导通条件，但因为Q2截止，所以，CD上的电压保持不变，因而，读得的信息为"1"。可见，对这样的存储电路，读得的信息和原来存入的信息正好相反,所以要通过读出放大器进行反相在送往 数据总线。

　　在半导体科技极为发达的台湾省，内存和显存被统称为记忆体（Memory），全名是动态随机存取记忆体（Dynamic Random Access Memory，DRAM）。基本原理就是利用电容内存储电荷的多寡来代表0和1，这就是一个二进制位元（bit），内存的最小单位。

　　DRAM的结构可谓是简单高效，每一个bit只需要一个晶体管加一个电容。但是电容不可避免的存在漏电现象，如果电荷不足会导致数据出错，因此电容必须被周期性的刷新（预充电），这也是DRAM的一大特点。而且电容的充放电需要一个过程，刷新频率不可能无限提升（频障），这就导致DRAM的频率很容易达到上限，即便有先进工艺的支持也收效甚微。

　　“上古”时代的FP/EDO内存，由于半导体工艺的限制，频率只有25MHz/50MHz，自SDR以后频率从66MHz一路飙升至133MHz，终于遇到了难以逾越的障碍。此后所诞生的DDR1/2/3系列，它们存储单元官方频率（JEDEC制定）始终在100MHz-200MHz之间徘徊，非官方（超频）频率也顶多在250MHz左右，很难突破300MHz。事实上高频内存的出错率很高、稳定性也得不到保证，除了超频跑简单测试外并无实际应用价值。

　　既然存储单元的频率（简称内核频率，也就是电容的刷新频率）不能无限提升，那么就只有在I/O（输入输出）方面做文章，通过改进I/O单元，这就诞生了DDR1/2/3、GDDR1/2/3/4/5等形形色色的内存种类。