嵌入式之认识内存

嵌入式之认识内存

内存(RAM)也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行和速率也决定了计算机的稳定运行与效率。 内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。

内存芯片发展主要经历了SDRAM、DDR、DDR2、DDR3、DDR4五代的发展。现在市面上大多数电脑的内存是DDR3和DDR4。用户可以下载CPU-Z应用程序检测自己电脑的硬件型号如下：

 

计算机内存信息

图1 SDRAM Roadmap

 

SDRAM：Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器，咱们在此简称内存。SDRAM发展到现在已经历了五代，分别是：

 第一代 SDR SDRAM；

第二代 DDR SDRAM；

第三代 DDR2 SDRAM；

第四代 DDR3 SDRAM；

第五代 DDR4 SDRAM。

 

图2 SDRAM

SDRAM内部组成可以分为几个部分，存储阵列、IO门控单元、行列地址解码器、行列地址锁存器、逻辑控制单元（包含模式寄存器）、数据输入输出寄存器等。

存储容量大小和数据位宽度、行地址、列地址、块数量等的关系：

单片容量（bit）=单片位宽x行数x列数x块数量

图3 基于SDRAM的ARM9核心板

DDR SDRAM(Dual Date Rate SDRAM)简称DDR，也就是“双倍速率SDRAM“。DDR在时钟信号上升沿与下降沿各传输一次数据，使得其数据传输速度为传统SDRAM的两倍。

图4 基于DDR的ARM11 S3C6410核心板

DDR2 SDRAM相较于上一代整体布局变化不大，在输入输出数据总线接口上变化比较多。DDR2能够在100MHz 的发信频率基础上提供每插脚最少400MB/s 的带宽，而且其接口将运行于1.8V 电压上，从而进一步降低发热量，以便提高频率。此外，DDR2也融入CAS、OCD、ODT 等新性能指标和中断指令，提升内存带宽的利用率。

图5 基于DDR2的核心板

DDR3  SDRAM相比DDR2有更低的工作电压，从DDR2的1.8V降落到1.5V，性能更好、更为省电；同时将DDR2的4bit预读升级为8bit预读，目前最高能够支持1600Mhz的速度。

DDR3 在存储结构上改进工艺，允许堆叠更多的存储块，提高单颗芯片的容量；在功能上也增加了读写平衡

图5 基于DDR3的双网口工控主板

DDR4  SDRAM在输入输出数据总线接口上继续改善性能，在存储结构上继续改进工艺，不仅堆叠更多的存储块，而且使用硅片穿孔工艺把把堆叠成的存储块进行并列放置，集中到一颗芯片中，提高单颗芯片的容量。

DDR4内存有两种规格。其中使用Single-endedSignaling信号的DDR4内存其传输速率已经被确认为 1.6～3.2Gbps，而基于差分信号技术的DDR4内存其传输速率则将可以达到6.4Gbps。

内存容量，同硬盘、软盘等存储器容量单位都是相同的，它们的基本单位都是字节（B）。

1024B=1KB=1024字节=2^10字节（^代表次方）

1024KB=1MB

1MB=1048576字节=2^20字节1024MB=1GB=1073741824字节=2^30字节

1024GB=1TB=1099511627776字节=2^40字节

1024TB=1PB=1125899906842624字节=2^50字节

1024PB=1EB=115 292150 4606846976字节=2^60字节

1024EB=1ZB=1180591620717411303424字节=2^70字节

1024ZB=1YB=1208925819614629174706176字节=2^80字节

SDRAM能效参数对比如表1所示：

表1 内存参数表