RAM

随机存取存储器（英语：Random Access Memory，缩写：RAM），也叫主存，是与CPU直接交换数据的内部存储器。它可以随时读写（刷新时除外），而且速度很快，通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储介质。RAM工作时可以随时从任何一个指定的地址写入（存入）或读出（取出）信息。它与ROM的最大区别是数据的易失性，即一旦断电所存储的数据将随之丢失。RAM在计算机和数字系统中用来暂时存储程序、数据和中间结果 。

组成

RAM由存储矩阵、地址译码器、读/写控制器、输人/输出、片选控制等几部分组成。

• 存储矩阵
  如图所示，RAM的核心部分是一个寄存器矩阵，用来存储信息，称为存储矩阵。

• 地址译码器
  地址译码器的作用是将寄存器地址所对应的二进制数译成有效的行选信号和列选信号，从而选中该存储单元。

• 读/写控制器
  访问RAM时，对被选中的寄存器进行读操作还是进行写操作，是通过读写信号来进行控制的。读操作时，被选中单元的数据经数据线、输入/输出线传送给CPU（中央处理单元）；写操作时，CPU将数据经输入/输岀线、数据线存入被选中单元。

• 输入/输出
  RAM通过输入/输岀端与计算机的CPU交换数据，读出时它是输岀端，写入时它是输入端，一线两用。由读/写控制线控制。输入/输出端数据线的条数，与一个地址中所对应的寄存器位数相同，也有的RAM芯片的输入/输出端是分开的。通常RAM的输出端都具有集电极开路或三态输出结构。
• 片选控制
  由于受RAM的集成度限制。一台计算机的存储器系统往往由许多RAM组合而成。CPU访问存储器时，一次只能访问RAM中的某一片（或几片），即存储器中只有一片（或几片）RAM中的一个地址接受CPU访问，与其交换信息，而其他片RAM与CPU不发生联系，片选就是用来实现这种控制的。通常一片RAM有一根或几根片选线，当某一片的片选线接入有效电平时，该片被选中，地址译码器的输出信号控制该片某个地址的寄存器与CPU接通；当片选线接入无效电平时，则该片与CPU之间处于断开状态。

特点

• 随机读写
  数据被读取或写入时，所需要的时间与这段信息所在的位置或所写入的位置无关
• 数据容易丢失
  当断电时，数据丢失，不能持久
• 访问速度快
• 数据需要刷新(再生)
  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。

分类

根据存储单元的工作原理不同， RAM分为静态RAM和动态RAM

1、 静态RAM(SRAM)
是在静态触发器的基础上附加门控管而构成的。因此，它是靠触发器的自保功能存储数据的。SRAM存放的信息在不停电的情况下能长时间保留，状态稳定（也就是只要供电它就会保持一个值）不需外加刷新电路，从而简化了外部电路设计。但由于SRAM的基本存储电路中所含晶体管较多，故集成度较低，且功耗较大，但SRAM 比DRAM要快，这是因为SRAM没有刷新周期。每个SRAM存储单元由6个晶体管组成，而DRAM存储单元由一个晶体管和一个电容器组成。

按CPU每个机器周期能对内存进行访问的次数SRAM又被分为SARAM(Single-access RAM)和DARAM(Dual-access RAM)两种内存。

• SARAM
  SARAM在一个机器周期内只能被访问一次
  
• DARAM
  DARAM则在一个机器周期内能被访问两次

2、动态RAM(DRAM)

以电荷形式进行存储的半导体存储器，利用电容存储电荷的原理保存信息，电路简单，集成度高。由于任何电容都存在漏电，因此，当电容存储有电荷时，过一段时间由于电容放电会导致电荷流失，使保存信息丢失。解决的办法是每隔一定时间（一般为2ms）须对DRAM进行读出和再写入，使原处于逻辑电平“l”的电容上所泄放的电荷又得到补充，原处于电平“0”的电容仍保持“0”，这个过程叫DRAM的刷新。

又可以分为SDRAM(Synchronous DRAM)、DDR SDRAM(Dual Data Rate SDRAM)和RDRAM(Rambus DRAM)

• SDRAM
  同步动态随机存储器。指理论上其速度可达到与CPU同步。
  
• DDR SDRAM
  简称DDR，也就是“双倍速率SDRAM“的意思。DDR可以说是SDRAM的升级版本，DDR在时钟信号上升沿与下降沿各传输一次数据，这使得DDR的数据传输速度为传统SDRAM的两倍。由于仅多采用了下降缘信号，因此并不会造成能耗增加。至于定址与控制信号则与传统SDRAM相同，仅在时钟上升缘传输。DDR 内存是作为一种在性能与成本之间折中的解决方案，其目的是迅速建立起牢固的市场空间，继而一步步在频率上高歌猛进，最终弥补内存带宽上的不足。
  
• RDRAM
  Intel强力推广的未来内存发展方向，其技术引入了RISC（精简指令集），依靠高时钟频率（目前有300MHz、350MHz和400MHz三种规格）来简化每个时钟周期的数据量。