英镑兑美元 汇通网:RAM、ROM、Flash的分类、性能比较

RAM、ROM、Flash的分类、性能比较

结合理论和实际应用，对RAM、ROM、Flash的做以区别，若用不当之处请提出

RAM(Random Access Memory)
       全名为随机存取记忆体，它相当于PC机上的移动存储，用来存储和保存数据的。它在任何时候都可以读写，RAM通常是作为操作系统或其他正在运行程序的临时存储介质(内存)。当电源关闭时RAM不能保留数据。

RAM有SRAM、DRAM两大类
SRAM（Static RAM/SRAM），
        静态RAM，SRAM速度非常快，是目前读写最快的存储设备了，但是它也非常昂贵，所以只在要

        求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一级缓冲， 二级缓冲。

DRAM（Dynamic RAM/DRAM），
        DRAM保留数据的时间很短，速度也比SRAM慢，不过它还是比任何的ROM都要快，但从价格上

        来说DRAM相比SRAM要便宜很多，计算机内存就是DRAM的。DRAM分为很多种，常见的主要有

        FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等，这里

        介绍其中的一种DDR RAM。DDR RAM（Date-Rate RAM）也称作DDR SDRAM，这种改进型

        的RAM和SDRAM是基本一样的，不同之处在于它可以在一个时钟读写两次数据，这样就使得数据

        传输速度加倍了。这是目前电脑中用得最多的内存，而且它有着成本优势，事实上击败了Intel的

        另外一种内存标准－Rambus DRAM。在很多高端的显卡上，也配备了高速DDR RAM来提高带

        宽，这可以大幅度提高3D加速卡的像素渲染能力。

ROM(Read Only Memory)
        全名为唯读记忆体，它相当于PC机上的硬盘，用来存储和保存数据。ROM数据不能随意更新，但是在任何时候都可以读取。即使是断电，ROM也能够保留数据。但是资料一但写入后只能用特殊方法或根本无法更改，因此ROM常在嵌入式系统中担任存放作业系统的用途。现在市面上主流的PDA的ROM大小是64MB以及128MB。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就不会。随着ROM存储介质发展，应用中

经常提到的有ROM、PROM、EPROM、2PROM
ROM:Read Only Memory，
        只读存储器。在ROM中的内容只能读不能改，是在工厂里用特殊的方法被烧录进去的。
PROM:Programmable ROM，
        可编程ROM。用户可以用专用的编程器将自己的资料写入，但是这种机会只有一次，一旦写入后

        也无法修改。
EPROM：Erasable Programmable ROM，
        可擦除可编程ROM。芯片写入要用专用的编程器，可重复擦除和写入。
EEPROM：Electrically Erasable Programmable ROM，
        电可擦除可编程ROM。价格很高，写入时间很长，写入很慢。但它的写入、擦除不需要借助于其它设备，是以电子信号来修改其内容的。用厂商提供的专用刷新程序并利用一定的编程电压就可以轻而易举地改写内容。举个例子，手机软件一般放在EEPROM中，我们打电话，有些最后拨打的号码，暂时是存在SRAM中的，不是马上写入通过记录（通话记录保存在EEPROM中），因为当时有很重要工作（通话）要做，如果写入，漫长的等待是让用户忍无可忍的。

FLASH存储器(闪存)

它结合了ROM和RAM的长处，不仅具备电子可擦出可编程（EEPROM）的性能，还不会断电丢失数据同时可以快速读取数据（NVRAM的优势），U盘和MP3里用的就是这种存储器。在过去的20年里，嵌入式系统一直使用ROM（EPROM）作为它们的存储设备，然而近年来Flash全面代替了ROM（EPROM）在嵌入式系统中的地位，用作存储Bootloader以及操作系统或者程序代码或者直接当硬盘使用（U盘）。目前Flash

主要有两种
NOR Flash和NADN Flash
NOR Flash
        特点是芯片内执行(XIP, eXecute In Place)，这样应用程序可以直接在flash闪存内运行，不必

        再把代码读到系统RAM中。NOR的传输效率很高，在1～4MB的小容量时具有很高的成本效益，但

        是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。
NAND Flash
        该结构能提供极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快。NAND

        Flash没有采取内存的随机读取技术，它的读取是以一次读取一快的形式来进行的，通常是一次读

        取512个字节，采用这种技术的Flash比较廉价。用户不能直接运行NAND Flash上的代码，因此

        好多使用NAND Flash的开发板除了使用NAND Flah以外，还作上了一块小的NOR Flash来运行

        启动代码。应用NAND的困难在于flash的管理和需要特殊的系统接口。

性能比较

Flash闪存是非易失存储器，可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程。任何flash器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行，所以大多数情况下，在进行写入操作之前必须先执行擦除。NAND 器件执行擦除操作是十分简单的，而NOR则要求在进行擦除前先要将目标块内所有的位都写为0。 由于擦除NOR器件时是以64～128KB 的块进行的，执行一个写入/擦除操作的时间为5s，与此相反，擦除NAND器件是以8～32KB的块进行的，执行相同的操作最多只需要4ms。执行擦除时块尺寸的不同进一步拉大了 NOR 和 NADN 之间的性能差距，统计表明，对于给定的一套写入操作(尤其是更新小文件时更多的擦除操作必须在基于NOR的单元中进行。这样，当选择存储解决方案时，设计师必须权衡以下的各项因素。

● NOR的读速度比NAND稍快一些。
● NAND的写入速度比NOR快很多。
● NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。
● 大多数写入操作需要先进行擦除操作。
● NAND的擦除单元更小，相应的擦除电路更少。
 
接口差别
NOR flash带有SRAM接口，有足够的地址引脚来寻址，可以很容易地存取其内部的每一个字节。
NAND器件使用复杂的I/O口来串行地存取数据，各个产品或厂商的方法可能各不相同。8个引脚用来传送
控制、地址和数据信息。
NAND 读和写操作采用 512 字节的块，这一点有点像硬盘管理此类操作，很自然地，基于 NAND 的存储
器就可以取代硬盘或其他块设备。

容量和成本
NAND flash 的单元尺寸几乎是 NOR 器件的一半，由于生产过程更为简单，NAND 结构可以在给定的模
具尺寸内提供更高的容量，也就相应地降低了价格。
NOR flash占据了容量为1～16MB闪存市场的大部分，而NAND flash只是用在8～128MB的产品当中，这
也说明NOR主要应用在代码存储介质中，NAND适合于数据存储，NAND 在CompactFlash、Secure Digital、
PC Cards和MMC 存储卡市场上所占份额最大。
 
可靠性和耐用性
采用flahs 介质时一个需要重点考虑的问题是可靠性。对于需要扩展MTBF的系统来说，Flash 是非常合适的
存储方案。可以从寿命(耐用性)、位交换和坏块处理三个方面来比较NOR和NAND的可靠性。
 
寿命(耐用性)
在NAND 闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次，而NOR的擦写次数是十万次。NAND存储器除了具有10
比1的块擦除周期优势，典型的NAND块尺寸要比NOR器件小8倍，每个NAND存储器块在给定的时间内的删
除次数要少一些。