ROM, RAM, FLASH閃存, SSD, DDR3/4， eMMC, UFS, SD卡, TF卡, 這些名詞不僅僅在手機(jī)和電腦等數(shù)碼產(chǎn)品的參數(shù)中經(jīng)常出現(xiàn)，在高精度定位產(chǎn)品中也有大量使用。

當(dāng)多個(gè)“存儲”單元集成在一個(gè)設(shè)備中時(shí)，容易使人混淆其作用和用法。那么究竟該如何區(qū)分呢？本文這里做一下簡單梳理，以供參考。

首先從內(nèi)存的概念開始。從功能上分，內(nèi)存一般有兩種：RAM、ROM。上圖為存儲器的一般分類。

關(guān)于RAM

RAM，全稱Random Access Memory，意思是隨機(jī)存取存儲器，也就是運(yùn)行內(nèi)存，儲存的是軟件運(yùn)行時(shí)和運(yùn)行之后的相關(guān)數(shù)據(jù)。RAM越大，手機(jī)運(yùn)行就越快，但是其作為隨機(jī)存取內(nèi)存，在關(guān)機(jī)之后RAM存的數(shù)據(jù)并不會保存。在電腦中，主要是內(nèi)存條，也被稱為主存，關(guān)機(jī)斷電丟數(shù)據(jù)。

另外還有一種是CACHE，即高速緩存，是速度特別快的RAM，一般是靜態(tài)RAM（主內(nèi)存是動態(tài)RAM），比動態(tài)RAM速度快得多，是用來彌補(bǔ)主內(nèi)存速度不夠快而設(shè)定的。

—— DRAM

DRAM（Dynamic Random Access Memory，動態(tài)隨機(jī)存儲器）是最為常見的系統(tǒng)內(nèi)存。我們使用的電腦和手機(jī)的運(yùn)行內(nèi)存都是DRAM。

DRAM使用電容存儲， 只能將數(shù)據(jù)保持很短的時(shí)間。因此必須隔一段時(shí)間刷新（refresh）一次，如果存儲單元沒有被刷新，存儲的信息就會丟失。（數(shù)據(jù)的存儲，請參考數(shù)據(jù)存儲模型。）我們知道，電容中的電荷很容易變化，所以隨著時(shí)間推移，電容中的電荷數(shù)會增加或減少，為了確保數(shù)據(jù)不會丟失，DRAM每隔一段時(shí)間就會給電容刷新（充電或放電）。（動態(tài)：定時(shí)刷新數(shù)據(jù)。）

SDRAM：（Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲器），為DRAM的一種，同步是指Memory工作需要同步時(shí)鐘，內(nèi)部命令的發(fā)送與數(shù)據(jù)的傳輸都以時(shí)鐘為基準(zhǔn)；動態(tài)是指存儲陣列需要不斷的刷新來保證數(shù)據(jù)不丟失；隨機(jī)是指數(shù)據(jù)不是線性依次存儲，而是由指定地址進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。

（1）DDR SDRAM（Double Data Rate SDRAM）：為雙信道同步動態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存，是新一代的SDRAM技術(shù)。DDR內(nèi)存芯片的數(shù)據(jù)預(yù)取寬度（Prefetch）為2 bit（SDRAM的兩倍）。

（2）DDR2 SDRAM（Double Data Rate Two SDRAM）：為雙信道兩次同步動態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存。DDR2內(nèi)存Prefetch又再度提升至4 bit（DDR的兩倍）。

（3）DDR3 SDRAM（Double Data Rate Three SDRAM）：為雙信道三次同步動態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存。DDR3內(nèi)存Prefetch提升至8 bit，即每次會存取8 bits為一組的數(shù)據(jù)。運(yùn)算頻率介于 800MHz -1600MHz之間。

（4）DDR4相比DDR3最大的區(qū)別有三點(diǎn)：16bit預(yù)取機(jī)制（DDR3為8bit），同樣內(nèi)核頻率下理論速度是DDR3的兩倍；更可靠的傳輸規(guī)范，數(shù)據(jù)可靠性進(jìn)一步提升；工作電壓降為1.2V，更節(jié)能。DDR4內(nèi)存的針腳從DDR3的240個(gè)提高到了284個(gè)，防呆缺口也與DDR3的位置不同，還有一點(diǎn)改變就是DDR4的金手指是中間高兩側(cè)低有輕微的曲線，而之前的內(nèi)存金手指都是平直的，DDR4既在保持與DIMM插槽有足夠的信號接觸面積，也能在移除內(nèi)存的時(shí)候比DDR3更加輕松。

（5）DDR5等新一代產(chǎn)品陸續(xù)推出。

—— SRAM

SRAM（Static Random Access Memory，靜態(tài)隨機(jī)存儲器），它是一種具有靜止存取功能的內(nèi)存，其內(nèi)部機(jī)構(gòu)比DRAM復(fù)雜，可以做到不刷新電路就能保存它內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)。（靜態(tài)：不需要刷新。）

對比DRAM的優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：速度快，不必配合內(nèi)存刷新電路，可提高整體的工作效率。

缺點(diǎn)：集成度低，功耗較大，相同的容量體積較大，而且價(jià)格較高，少量用于關(guān)鍵性系統(tǒng)以提高效率。

—— PSRAM

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，高精度定位應(yīng)用于民用等中低端市場，PSRAM獲得了更多的應(yīng)用，由于PSRAM以其小封裝、大容量、低成本，開始顯露器獨(dú)特優(yōu)勢。

PSRAM全稱Pseudo static random access memory，指偽靜態(tài)隨機(jī)存儲器。它的內(nèi)核是DRAM架構(gòu)：1T1C一個(gè)晶體管一個(gè)電容構(gòu)成存儲cell，而傳統(tǒng)SRAM需要6T即六個(gè)晶體管構(gòu)成一個(gè)存儲cell。由此結(jié)合，他可以實(shí)現(xiàn)類SRAM的接口又可實(shí)現(xiàn)較大的存儲容量。

而之所以叫偽靜態(tài)是因?yàn)樗哂蓄怱RAM的接口協(xié)議：給出地址、讀、寫命令，就可以實(shí)現(xiàn)存取，不像DRAM需要memory controller來控制內(nèi)存單元定期數(shù)據(jù)刷新，因此結(jié)口簡單，近似原有SRAM的接口。

關(guān)于ROM

ROM，全稱Read Only Memory，叫做只讀內(nèi)存，也就是存儲內(nèi)存。電腦的BIOS就是固化在主板的BIOS ROM芯片里面的，電腦硬盤的也是ROM，放系統(tǒng)、用戶文件等。現(xiàn)在提到手機(jī)的存儲容量時(shí)一般指的是ROM容量，一部分是系統(tǒng)占用的，另一部分是用戶可自由支配的存儲空間，能存放手機(jī)軟件、用戶文件，如：照片、視頻等。

ROM按其內(nèi)容寫入方式，一般分為3種：固定內(nèi)容ROM；可一次編程PROM；可擦除ROM，又分為EPROM（紫外線擦除電寫入）和EEPROM（電擦除電寫入）等類型。

——固定內(nèi)容ROM

是采用掩模工藝制作的，其內(nèi)容在出廠時(shí)已按要求固定，用戶無法修改。由于固定ROM所存信息不能修改，斷電后信息不消失，所以常用來存儲固定的程序和數(shù)據(jù)。如在計(jì)算機(jī)中，用來存放監(jiān)控、管理等專用程序。

——PROM(Programmable ROM)

PROM是可一次編程ROM。這種存儲器在出廠時(shí)未存入數(shù)據(jù)信息。單元可視為全“0”或全“1”，用戶可按設(shè)計(jì)要求將所需存入的數(shù)碼“一次性地寫入”，一旦寫入后就不能再改變了。PROM在每一個(gè)存儲單元中都接有快速熔斷絲，在用戶寫入數(shù)據(jù)前，各存儲單元相當(dāng)于存入“1”。寫入數(shù)據(jù)時(shí)，將應(yīng)該存“0”的單元，通以足夠大的電流脈沖將熔絲燒斷即可。

——EPROM(ErasablePro-grammable Read-only Memory)

為了克服PROM只能寫入一次的缺點(diǎn)，出現(xiàn)了可多次擦除和編程的存儲器。EPROM是可擦除可編程的ROM，電寫入紫外線擦除的存儲器。

EPROM內(nèi)容的改寫不像RAM那么容易，在使用過程中，EPROM的內(nèi)容是不能擦除重寫的，所以仍屬于只讀存儲器。要想改寫EPROM中的內(nèi)容，必須將芯片從電路板上拔下，將存儲器上面的一塊石英玻璃窗口對準(zhǔn)紫外燈光照射數(shù)分鐘，使存儲的數(shù)據(jù)消失。擦除時(shí)間大約為10min~30min，視型號不同而異。為便于擦除操作，在器件外殼上裝有透明的石英蓋板，便于紫外線通過。在寫好數(shù)據(jù)以后應(yīng)使用不透明的紙將石英蓋板遮蔽，以防止數(shù)據(jù)丟失。數(shù)據(jù)的寫入可用軟件編程，生成電脈沖來實(shí)現(xiàn)。

——E2PROM(Electrically Erasable Programmable Read-only Memory)

E2PROM是一種電寫入電擦除的只讀存儲器，擦除時(shí)不需要紫外線，只要用加入10ms、20V左右的電脈沖即可完成擦除操作。擦除操作實(shí)際上是對E2PROM進(jìn)行寫“1”操作，全部存儲單元均寫為“1”狀態(tài)，編程時(shí)只要對相關(guān)部分寫為“0”即可。

自比亞迪推出“刀片電池”之后，憑借著將“自燃從電動車中抹去”這一概念，受到不少新能源車主的追捧。

——Flash Memory快閃存儲器（閃存）

一般講的Flash也是一種ROM，是EEPROM的變種，是新一代的EEPROM，它具有EEPROM擦除的快速性，結(jié)構(gòu)又有所簡化，進(jìn)一步提高了集成度和可靠性，從而降低了成本。目前除了各種快閃存儲器的產(chǎn)品面世外，快閃存儲器還向其他應(yīng)用領(lǐng)域拓展，例如已經(jīng)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)上的可移動磁盤，以代替軟磁盤。

Flash又分NAND Flash和NOR Flash，NOR型存儲內(nèi)容以編碼為主，其功能多與運(yùn)算相關(guān)；NAND型主要功能是存儲資料，如數(shù)碼相機(jī)中所用的記憶卡。

• Nor Flash：主要用來存儲代碼，重要數(shù)據(jù)，甚至執(zhí)行片上程序

優(yōu)點(diǎn)：具有很好的讀寫性能和隨機(jī)訪問性能，因此它先得到廣泛的應(yīng)用；

缺點(diǎn)：單片容量較小且寫入速度較慢，決定了其應(yīng)用范圍較窄。

• NAND Flash：主要用在大容量存儲場合

優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)秀的讀寫性能、較大的存儲容量和性價(jià)比，因此在大容量存儲領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用；

缺點(diǎn)：不具備隨機(jī)訪問性能。

NOR FLASH 和 NAND FLASH 的比較如表 1 所示。

表1：NOR FLASH 和 NAND FLASH 的比較
特點(diǎn)	NOR FLASH	NAND FLASH
傳輸速率	很高	較低
寫入和擦除速度	較低	較高
讀速度	較高	較低
寫入/擦除操作速度	以64~128KB 的塊進(jìn)行，時(shí)間為 5s	8~32KB 的塊，只需要 4ms
外部接口	帶有SRAM 接口，有足夠的地址引腳，可以對內(nèi)部每個(gè)字節(jié)進(jìn)行尋址操作。	使用復(fù)雜的I/O 引腳來串行的存取數(shù)據(jù)
價(jià)格	較高	較低
單片容量	1~16MB	8~128MB
用途	代碼存儲	數(shù)據(jù)存儲，如CF 卡、MMC 卡等
寫操作	以字節(jié)或字為單位	以頁面為基礎(chǔ)單位

SSD（Solid State Drives）是固態(tài)硬盤，是由閃存作為存儲介質(zhì)的硬盤方案。現(xiàn)在大部分的SSD都是用來存儲不易丟失的資料，所以SSD存儲單元會選擇NAND Flash芯片。SSD里面會用到很多閃存的，要根據(jù)其自身容量來定，比如一塊64G的固盤，可以選擇16 張 4G的flash，也可以選擇4張16G的flash，具體如何選擇要根據(jù)線路設(shè)計(jì)及成本考量。嵌入式產(chǎn)品中包括數(shù)碼相機(jī)，移動設(shè)備的內(nèi)存卡、MP3隨身聽記憶卡、體積小巧的U盤等也是用的NAND Flash芯片。

SSD固態(tài)硬盤，為了達(dá)到高并行高性能的要求，有多個(gè)NADN Flash 芯片，這樣就可以在每個(gè)芯片上進(jìn)行相互獨(dú)立的讀寫操作，以并行性來提高硬盤吞吐量，還可以增加冗余備份。

——幾種“內(nèi)存卡”

• SD卡：Secure Digital Memory Card/SD card

SD卡是一種基于半導(dǎo)體快閃存儲器的新一代高速存儲設(shè)備。SD存儲卡的技術(shù)是從MMC卡( MultiMedia Card格式上發(fā)展而來，在兼容SD存儲卡基礎(chǔ)上發(fā)展了SDIO( SD Input/ Output)卡，此兼容性包括機(jī)械，電子，電力，信號和軟件，通常將SD、SDIO卡俗稱SD存儲卡。采用的也是NAND Flash芯片作為存儲核心。用在數(shù)碼產(chǎn)品存儲照片、音樂、視頻等等。

• TF卡：Trans-flash Card

原本這種記憶卡稱為T-Flash，后改稱為Trans Flash；而重新命名為Micro SD的原因是因?yàn)楸籗D協(xié)會 (SDA) 采立，Micro SD卡是其最新的名字。采用的也是NAND Flash芯片作為存儲核心。以前手機(jī)擴(kuò)展內(nèi)存用的那種黑黑的小內(nèi)存卡。

• MMC卡：MultiMediaCard              

即多媒體卡，也是一種非易失性存儲器件，體積小巧，容量大，耗電量低，傳輸速度快。MMC共有7個(gè)pin,分為兩種模式，分別為MMC模式和SPI模式。MMC卡時(shí)鐘頻率是20MHz,比SD卡少兩個(gè)PIN,只有一位數(shù)據(jù)帶寬，所以最大傳輸速率為2.5MHz。MMC也是一種接口協(xié)定（一種卡式），能符合這接口的內(nèi)存器都可稱作mmc儲存體（mmc卡）。同為閃存卡。

• eMMC：不是卡，而是芯片

手機(jī)等小型化產(chǎn)品為了節(jié)省空間和功耗，ROM一般采用eMMC 和 UFS，他們也是采用NADN Flash 芯片，與其他功能封裝在一起形成的，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有SSD那么土豪，有那么多個(gè)，eMMC 和 UFS一般只有一片或很少Flash，小巧使其面向的是移動端、嵌入式設(shè)備。

總結(jié)

RAM和ROM是兩個(gè)大概念，我們在看產(chǎn)品參數(shù)時(shí)經(jīng)常碰到這兩個(gè)參數(shù)。

一般手機(jī)的ROM類型之前多用的eMMC，現(xiàn)在主要是UFS，仍習(xí)慣直接叫ROM。在嵌入產(chǎn)品中，例如高精度定位產(chǎn)品中ROM一般都是FLASH，RAM則是指的運(yùn)行內(nèi)存。

在具體應(yīng)用中，由于FLASH讀寫速度快，擦寫方便，一般用來存儲用戶程序和需要永久保存的數(shù)據(jù)，RAM則運(yùn)行過程中的臨時(shí)數(shù)據(jù)。例如司南導(dǎo)航自研高精度定位Quantum III SoC芯片（K8系列產(chǎn)品）選擇將編譯過的固件程序就燒寫到FLASH里，程序的具體執(zhí)行及臨時(shí)數(shù)據(jù)則放在SRAM中。

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