Chapter Zero 0.2.2 内存

内存
内存的多通道设计
DRAM 和 SRAM
只读存储器（ROM）
RAM、ROM以及硬盘的区别（转自百度）

内存

CPU的数据都是来自主存储器（main memory），个人计算机的主寄存器主要组件是动态随机存取内存（Dynamic Random Access Memory，DRAM），

随机存储内存只有在通电时才能记录使用，断电后就消失了，因此也称这种内存为挥发性内存。

DRAM已经跟新了好几代，使用上较广泛的有SDRAM与DDR SDRAM两种，DDR SDRAM中又包含DDR1,DDR2,DDR3,DDR4，

表格中缺少了DDR4的介绍，可以搜到淘宝店中DDR4的频率最低频率2133MHz，最高4000MHz左右：

内存的多通道设计

传统的总线宽度大约为64位，为了加大宽度，芯片厂商将两个主存储器汇整到一起，

如果一个内存可以达到64位，那么两个内存就可以达到128位，也就是双通道的概念。

一般主板的内存插槽颜色分两种，1/3一种颜色，2/4一种颜色，是两对双通道，一般首选插在2/4插槽上，

使用双通道的两个内存最好是同一型号，更好兼容，不推荐放置三通道（即三个内存条），可能会使电压不稳。

DRAM 和 SRAM

除了主存储器，整部计算机中其实还有许多内存。

我们需要了解的是CPU内的第二层高速缓存，

缓存（cache），原始意义是指访问速度比一般随机存取存储器（RAM）快的一种高速存储器，通常它不像系统主存那样使用DRAM技术，而使用昂贵但较快速的SRAM技术。

我们知道CPU的数据都是由主存储器提供的，但CPU到主存储器之间还要通过内存控制器。

但是如果某些很常用的程序可以放置到CPU内部，那么CPU的读取就不需要跑到主存储器重新读取了！

这对于效能会有更大的提升，所以有第二层快取（缓存）的设计概念，CPU、第二层缓存与主存储器关旭如图：

因为第二层缓存（L2 cache）整合到了CPU内部，所以这个L2内存的速度必须和CPU的频率相同，

使用动态随机存取内存（Dynamic Random Access Memory，DRAM）无法达到这个频率速度，

此时需要静态随机存储内存（Static Random Access Memory,SRAM），

SRAM在设计上使用的晶体管数量较多，价格高，不易做成大容量，但速度快，整合到CPU成为高速缓存加速数据的存取。

实际上除了第二层缓存，还有第一层缓存、第三层缓存，以下是概况，也可以了解更多详情：详情了解下各种高速缓存，走你！

一级缓存，是CPU的第一层高速缓存，主要分为数据缓存和指令缓存，这是对CPU性能影响最大的一层。

二级缓存，是CPU的第二层高速缓存，分内部和外部两种芯片，内部芯片速度基本上与CPU主频相同，而外部芯片只有主频的一半。

三级缓存，离CPU较远，读取速度没一级二级快，但一般三级缓存容量比前面两级大很多。

只读存储器（ROM）

考虑一个问题，主板上如果有网络卡或者显示适配器时，关于该功能是否启动以及该功能的各项参数，如何设置？

很多人设置过，也就是开机的时候按下Del，进入BIOS（Basic Input Output System）界面，BIOS是一套程序，

这套程序是写死在主板上的一个CMOS内存芯片中，这个芯片需要借助额外的电源发挥记录功能，所以你的主板上会有一颗电池！

这个CMOS内存芯片就是我们的主角：只读存储器（Read Only Memory，ROM）

ROM是一种非挥发性的内存，对于个人计算机很重要，是系统开机时首先读取的一个小程序！

引入一个新的概念韧体：

韧体是一种软件，对于硬件内部而言非常重要，很多硬件上用ROM来写入韧体这个软件，用来控制开机时的各项硬件参数，例如BIOS就是CMOS芯片的一个韧体。

BIOS对于计算机系统是非常重要的，因为它掌握了系统硬件的详细信息和开机设备的选择等等，但随着计算机发展，BIOS程序代码也不是一成不变的，

在很多主板官网一直会更新BIOS的版本，而BIOS原本使用的是无法改写的ROM，因此无法修改BIOS的程序代码！

为此，我们现在用的BIOS通常是写入类似闪存（flash memory）或者EEPROM中的。

EEPROM (Electrically Erasable Programmable read only memory)是指带电可擦可编程只读存储器。是一种掉电后数据不丢失的存储芯片。 EEPROM 可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。一般用在即插即用。

快闪存储器（flash memory），是一种电子式可清除程序化只读存储器的形式，允许在操作中被多次擦或写的存储器。这种科技主要用于一般性数据存储，以及在计算机与其他数字产品间交换传输数据，如储存卡与U盘。闪存是一种特殊的、以宏块抹写的EPROM。早期的闪存进行一次抹除，就会清除掉整颗芯片上的数据。

EPROM（Erasable Programmable Read-Only Memory）即可擦可编程只读存储器。EPROM只能用紫外线擦除已有信息。

RAM、ROM以及硬盘的区别（转自百度）

ROM是只读存储器（Read-Only Memory），是计算机内部存储器中的一种，而硬盘是外部存储器，所以对于大学学子来说，考试时你如果把这两个混为一种东西绝对是错误的，当然，如果出选择题让你选，那么BIOS应该是用到ROM的那个。那么ROM究竟是干什么的，ROM和硬盘是否就没有任何关系呢？这就要从其发展历程说起，早期，乃至现在，我们的主要存储介质都是磁性存储，也就是磁盘，分成硬盘和软盘两种，硬盘不太适合做移动存储，因为我们知道硬盘磁头容易损失，不耐摔，而且体积较大，就算是缩小容量仍然很难缩小其体积，软盘容量过于小，不够用，而光盘虽然容量大但不易擦写，同时体积也不够小，这时就适合使用半导体存储介质——ROM和RAM，RAM断电丢失数据，但是读写速度快，多用作电脑手机内存，ROM用来嵌入电脑主板或者做移动存储介质就很合适了，其体积够小，提供的容量可以比光盘和软盘的大，速度也更优，但缺点是成本更高，而早期的ROM因为技术不成熟所以无法擦写，出厂后就只能读数据，所以叫只读存储器，后来随着技术的发展，在ROM的基础上出现了新的半导体存储介质EPROM和EEPROM，这两种可擦写，这就不符合ROM的命名，但是由于是在ROM的技术上衍变出来的，所以延用了一部分原来的叫法，此时非易失的半导体存储介质开始得以广泛应用，被大量用于电脑主板的bios和嵌入式存储，而后来在这两种技术的发展上又发展出了NAND FLASH闪存，这就是我们现在用的U盘中用到的技术，同样，因为其体积小，容量和速度均不错，现在手机存储中的emmc颗粒也是用的这种技术，所以有手机厂商就把手机的存储容量约定俗成为ROM，其继承了ROM断电不丢失数据的特性，而且有着更快的速度。

那么电脑硬盘和ROM有什么关系呢？由于ROM和硬盘都可以存储数据而且断电不会丢失，而有都广泛运用于电子产品中，所以有人就对两者产生了混淆。硬盘分为两种，一种是机械硬盘（即磁盘HDD）,一种是固态硬盘（SSD），磁盘和ROM没什么关系，但是固态硬盘就不一样了，固态硬盘用到的颗粒也是基于NAND FLASH技术，和u盘以及手机存储有点相似，所以说硬盘和ROM还是有关系的，固态硬盘的储存颗粒是ROM技术发展的产物，但不能说ROM就是硬盘。