隨機(jī)存儲(chǔ)器是什么？隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（英語(yǔ)：Random Access Memory，縮寫(xiě)：RAM），也叫主存，是與CPU直接交換數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲(chǔ)器。它可以隨時(shí)讀寫(xiě)（刷新時(shí)除外），而且速度很快，通常作為操作系統(tǒng)或其他正在運(yùn)行中的程序的臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)。RAM工作時(shí)可以隨時(shí)從任何一個(gè)指定的地址寫(xiě)入（存入）或讀出（取出）信息。它與ROM的最大區(qū)別是數(shù)據(jù)的易失性，即一旦斷電所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)將隨之丟失。RAM在計(jì)算機(jī)和數(shù)字系統(tǒng)中用來(lái)暫時(shí)存儲(chǔ)程序、數(shù)據(jù)和中間結(jié)果。
簡(jiǎn)介
存儲(chǔ)器是數(shù)字系統(tǒng)中用以存儲(chǔ)大量信息的設(shè)備或部件，是計(jì)算機(jī)和數(shù)字設(shè)備中的重要組成部分。存儲(chǔ)器可分為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）兩大類(lèi)。
隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）既可向指定單元存入信息又可從指定單元讀出信息。任何RAM中存儲(chǔ)的信息在斷電后均會(huì)丟失，所以RAM是易失性存儲(chǔ)器。
ROM為只讀存儲(chǔ)器，除了固定存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、表格、固化程序外，在組合邏輯電路中也有著廣泛用途。
特點(diǎn)
隨機(jī)存取
靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器
所謂“隨機(jī)存取”，指的是當(dāng)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)被讀取或?qū)懭霑r(shí)，所需要的時(shí)間與這段信息所在的位置或所寫(xiě)入的位置無(wú)關(guān)。相對(duì)的，讀取或?qū)懭腠樞蛟L問(wèn)（Sequential Access）存儲(chǔ)設(shè)備中的信息時(shí)，其所需要的時(shí)間與位置就會(huì)有關(guān)系。它主要用來(lái)存放操作系統(tǒng)、各種應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)等。
當(dāng)RAM處于正常工作時(shí)，可以從RAM中讀出數(shù)據(jù)，也可以往RAM中寫(xiě)入數(shù)據(jù)。與ROM相比較，RAM的優(yōu)點(diǎn)是讀/寫(xiě)方便、使用靈活，特別適用于經(jīng)�？焖俑鼡Q數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。
易失性
當(dāng)電源關(guān)閉時(shí)，RAM不能保留數(shù)據(jù)。如果需要保存數(shù)據(jù)，就必須把它們寫(xiě)入一個(gè)長(zhǎng)期的存儲(chǔ)設(shè)備中（例如硬盤(pán)）。
RAM的工作特點(diǎn)是通電后，隨時(shí)可在任意位置單元存取數(shù)據(jù)信息，斷電后內(nèi)部信息也隨之消失。
對(duì)靜電敏感
正如其他精細(xì)的集成電路，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器對(duì)環(huán)境的靜電荷非常敏感。靜電會(huì)干擾存儲(chǔ)器內(nèi)電容器的電荷，引致數(shù)據(jù)流失，甚至燒壞電路。故此觸碰隨機(jī)存取存儲(chǔ)器前，應(yīng)先用手觸摸金屬接地。
訪問(wèn)速度
現(xiàn)代的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器幾乎是所有訪問(wèn)設(shè)備中寫(xiě)入和讀取速度最快的，存取延遲和其他涉及機(jī)械運(yùn)作的存儲(chǔ)設(shè)備相比，也顯得微不足道。
需要刷新（再生）
現(xiàn)代的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器依賴(lài)電容器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。電容器充滿電后代表1（二進(jìn)制），未充電的代表0。由于電容器或多或少有漏電的情形，若不作特別處理，數(shù)據(jù)會(huì)漸漸隨時(shí)間流失。刷新是指定期讀取電容器的狀態(tài)，然后按照原來(lái)的狀態(tài)重新為電容器充電，彌補(bǔ)流失了的電荷。需要刷新正好解釋了隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的易失性。
組成
RAM由存儲(chǔ)矩陣、地址譯碼器、讀/寫(xiě)控制器、輸入/輸出、片選控制等幾部分組成。
（1）存儲(chǔ)矩陣。如圖所示，RAM的核心部分是一個(gè)寄存器矩陣，用來(lái)存儲(chǔ)信息，稱(chēng)為存儲(chǔ)矩陣。
（2）地址譯碼器。地址譯碼器的作用是將寄存器地址所對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)譯成有效的行選信號(hào)和列選信號(hào)，從而選中該存儲(chǔ)單元。
（3）讀/寫(xiě)控制器。訪問(wèn)RAM時(shí)，對(duì)被選中的寄存器進(jìn)行讀操作還是進(jìn)行寫(xiě)操作，是通過(guò)讀寫(xiě)信號(hào)來(lái)進(jìn)行控制的。讀操作時(shí)，被選中單元的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)線、輸入/輸出線傳送給CPU（中央處理單元）；寫(xiě)操作時(shí)，CPU將數(shù)據(jù)經(jīng)輸入/輸岀線、數(shù)據(jù)線存入被選中單元。
（4）輸入/輸出。RAM通過(guò)輸入/輸岀端與計(jì)算機(jī)的CPU交換數(shù)據(jù)，讀出時(shí)它是輸岀端，寫(xiě)入時(shí)它是輸入端，一線兩用。由讀/寫(xiě)控制線控制。輸入/輸出端數(shù)據(jù)線的條數(shù)，與一個(gè)地址中所對(duì)應(yīng)的寄存器位數(shù)相同，也有的RAM芯片的輸入/輸出端是分開(kāi)的。通常RAM的輸出端都具有集電極開(kāi)路或三態(tài)輸出結(jié)構(gòu)。
（5）片選控制。由于受RAM的集成度限制。一臺(tái)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)往往由許多RAM組合而成。CPU訪問(wèn)存儲(chǔ)器時(shí)，一次只能訪問(wèn)RAM中的某一片（或幾片），即存儲(chǔ)器中只有一片（或幾片）RAM中的一個(gè)地址接受CPU訪問(wèn)，與其交換信息，而其他片RAM與CPU不發(fā)生聯(lián)系，片選就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)這種控制的。通常一片RAM有一根或幾根片選線，當(dāng)某一片的片選線接入有效電平時(shí)，該片被選中，地址譯碼器的輸出信號(hào)控制該片某個(gè)地址的寄存器與CPU接通；當(dāng)片選線接入無(wú)效電平時(shí)，則該片與CPU之間處于斷開(kāi)狀態(tài)。
類(lèi)別
根據(jù)存儲(chǔ)單元的工作原理不同， RAM分為靜態(tài)RAM和動(dòng)態(tài)RAM。
靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM）
靜態(tài)存儲(chǔ)單元是在靜態(tài)觸發(fā)器的基礎(chǔ)上附加門(mén)控管而構(gòu)成的。因此，它是靠觸發(fā)器的自保功能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的。SRAM存放的信息在不停電的情況下能長(zhǎng)時(shí)間保留，狀態(tài)穩(wěn)定，不需外加刷新電路，從而簡(jiǎn)化了外部電路設(shè)計(jì)。但由于SRAM的基本存儲(chǔ)電路中所含晶體管較多，故集成度較低，且功耗較大。SRAM特點(diǎn)如下：
●存儲(chǔ)原理：由觸發(fā)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
●單元結(jié)構(gòu)：六管NMOS或OS構(gòu)成。
●優(yōu)點(diǎn)：速度快、使用簡(jiǎn)單、不需刷新、靜態(tài)功耗極低；常用作Cache。
●缺點(diǎn)：元件數(shù)多、集成度低、運(yùn)行功耗大。
●常用的SRAM集成芯片：6116（2K×8位），6264（8K×8位），62256（32K×8位），2114（1K×4位）。
動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM）
DRAM利用電容存儲(chǔ)電荷的原理保存信息，電路簡(jiǎn)單，集成度高。由于任何電容都存在漏電，因此，當(dāng)電容存儲(chǔ)有電荷時(shí)，過(guò)一段時(shí)間由于電容放電會(huì)導(dǎo)致電荷流失，使保存信息丟失。解決的辦法是每隔一定時(shí)間（一般為2ms）須對(duì)DRAM進(jìn)行讀出和再寫(xiě)入，使原處于邏輯電平“l”的電容上所泄放的電荷又得到補(bǔ)充，原處于電平“0”的電容仍保持“0”，這個(gè)過(guò)程叫DRAM的刷新。
DRAM的刷新操作不同于存儲(chǔ)器讀/寫(xiě)操作，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：
（1）刷新地址由刷新地址計(jì)數(shù)器產(chǎn)生，不是由地址總線提供。
（2）DRAM基本存儲(chǔ)電路可按行同時(shí)刷新，所以刷新只需要行地址，不需要列地址。
（3）刷新操作時(shí)存儲(chǔ)器芯片的數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)，即片內(nèi)數(shù)據(jù)線與外部數(shù)據(jù)線完全隔離。
DRAM與SRAM相比具有集成度高、功耗低、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，所以在大容量存儲(chǔ)器中普遍采用。DRAM的缺點(diǎn)是需要刷新邏輯電路，且刷新操作時(shí)不能進(jìn)行正常讀，寫(xiě)操作。
DRAM特點(diǎn)如下：
●存儲(chǔ)原理：利用MOS管柵極電容可以存儲(chǔ)電荷的原理，需刷新（早期：三管基本單元；之后：?jiǎn)喂芑締卧?/p>
●刷新（再生）：為及時(shí)補(bǔ)充漏掉的電荷以避免存儲(chǔ)的信息丟失，必須定時(shí)給柵極電容補(bǔ)充電荷的操作。
●刷新時(shí)間：定期進(jìn)行刷新操作的時(shí)間。該時(shí)間必須小于柵極電容自然保持信息的時(shí)間（小于2ms）。
●優(yōu)點(diǎn)： 集成度遠(yuǎn)高于SRAM、功耗低，價(jià)格也低。
●缺點(diǎn)：因需刷新而使外圍電路復(fù)雜；刷新也使存取速度較SRAM慢，所以在計(jì)算機(jī)中，DRAM常用于作主存儲(chǔ)器。
盡管如此，由于DRAM存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所用元件少，集成度高，功耗低，所以已成為大容量RAM的主流產(chǎn)品。
區(qū)別
與只讀存儲(chǔ)器區(qū)別
動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器
在計(jì)算機(jī)中，RAM 、ROM都是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。RAM 是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，它的特點(diǎn)是易揮發(fā)性，即掉電失憶。ROM 通常指固化存儲(chǔ)器（一次寫(xiě)入，反復(fù)讀�。奶攸c(diǎn)與RAM 相反。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)也就是，如果突然停電或者沒(méi)有保存就關(guān)閉了文件，那么ROM可以隨機(jī)保存之前沒(méi)有儲(chǔ)存的文件但是RAM會(huì)使之前沒(méi)有保存的文件消失。[8]
與內(nèi)存區(qū)別
筆記本電腦內(nèi)存
在計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)中，有一個(gè)很重要的部分，就是存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器是用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的部件，對(duì)于計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，有了存儲(chǔ)器，才有記憶功能，才能保證正常工作。存儲(chǔ)器的種類(lèi)很多，按其用途可分為主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器，主存儲(chǔ)器又稱(chēng)內(nèi)存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)存），輔助存儲(chǔ)器又稱(chēng)外存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱(chēng)外存）。外存通常是磁性介質(zhì)或光盤(pán)，像硬盤(pán)，軟盤(pán)，磁帶，CD等，能長(zhǎng)期保存信息，并且不依賴(lài)于電來(lái)保存信息，但是由機(jī)械部件帶動(dòng)，速度與CPU相比就顯得慢的多。內(nèi)存指的就是主板上的存儲(chǔ)部件，是CPU直接與之溝通，并用其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的部件，存放當(dāng)前正在使用（即執(zhí)行中）的數(shù)據(jù)和程序，它的物理實(shí)質(zhì)就是一組或多組具備數(shù)據(jù)輸入輸出和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的集成電路，內(nèi)存只用于暫時(shí)存放程序和數(shù)據(jù)，一旦關(guān)閉電源或發(fā)生斷電，其中的程序和數(shù)據(jù)就會(huì)丟失。
快速周期隨機(jī)存取存儲(chǔ)器
從一有計(jì)算機(jī)開(kāi)始，就有內(nèi)存。內(nèi)存發(fā)展到今天也經(jīng)歷了很多次的技術(shù)改進(jìn)，從最早的DRAM一直到FPMDRAM、EDODRAM、SDRAM等，內(nèi)存的速度一直在提高且容量也在不斷的增加。今天，服務(wù)器主要使用的是什么樣的內(nèi)存？IA架構(gòu)的服務(wù)器普遍使用的是Registered ECC SDRAM。
既然內(nèi)存是用來(lái)存放當(dāng)前正在使用的（即執(zhí)行中）的數(shù)據(jù)和程序，那么它是怎么工作的？我們平常所提到的計(jì)算機(jī)的內(nèi)存指的是動(dòng)態(tài)內(nèi)存（即DRAM），動(dòng)態(tài)內(nèi)存中所謂的“動(dòng)態(tài)”，指的是當(dāng)我們將數(shù)據(jù)寫(xiě)入DRAM后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，數(shù)據(jù)會(huì)丟失，因此需要額外設(shè)一個(gè)電路進(jìn)行內(nèi)存刷新操作。
