ROM、RAM、DRAM、SRAM和FLASH的區(qū)別解析 - 全文
一、ROM介紹
ROM 是 ROM image(只讀內(nèi)存鏡像)的簡(jiǎn)稱,常用于手機(jī)定制系統(tǒng)玩家的圈子中。 一般手機(jī)刷機(jī)的過程,就是將只讀內(nèi)存鏡像(ROM image)寫入只讀內(nèi)存(ROM)的過程。 常見的 ROM image 有 img、zip 等格式,前者通常用 fastboot 程序通過數(shù)據(jù)線刷入(線刷),后者通常用 recovery 模式從 sd刷入(卡刷),故 img 鏡像也被稱為線刷包,zip 鏡像也被稱為卡刷包。 國(guó)內(nèi)的定制系統(tǒng)開發(fā)者,經(jīng)常會(huì)陷入自己的產(chǎn)品究竟是應(yīng)該稱為 OS還是 UI的爭(zhēng)論,為了避免此類爭(zhēng)論和表示謙虛,會(huì)自稱為 ROM。很多定制系統(tǒng)玩家也會(huì)統(tǒng)一將定制系統(tǒng)稱為 ROM。
分類
因?yàn)?Android 系統(tǒng)的開放性,所以大多情況下 ROM 都是指代 Android 系統(tǒng)的各種發(fā)行版。
一般分為兩大類,一種是出自手機(jī)制造商官方的原版 ROM,特點(diǎn)是穩(wěn)定,功能上隨廠商定制而各有不同;
另一種是開發(fā)愛好者利用官方發(fā)布的源代碼自主編譯的原生ROM,特點(diǎn)是根據(jù)用戶具體需求進(jìn)行調(diào)整,使ROM更符合不同地區(qū)用戶的使用習(xí)慣。
二、RAM介紹
隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(random access memory,RAM)又稱作“隨機(jī)存儲(chǔ)器”,是與CPU直接交換數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲(chǔ)器,也叫主存(內(nèi)存)。它可以隨時(shí)讀寫,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)媒介。
存儲(chǔ)單元的內(nèi)容可按需隨意取出或存入,且存取的速度與存儲(chǔ)單元的位置無關(guān)的存儲(chǔ)器。這種存儲(chǔ)器在斷電時(shí)將丟失其存儲(chǔ)內(nèi)容,故主要用于存儲(chǔ)短時(shí)間使用的程序。 按照存儲(chǔ)單元的工作原理,隨機(jī)存儲(chǔ)器又分為靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(英文:Static RAM,SRAM)和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(英文Dynamic RAM,DRAM)。
RAM特點(diǎn):
隨機(jī)存取
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入的位置無關(guān)。相對(duì)的,讀取或?qū)懭腠樞蛟L問(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。它主要用來存放操作系統(tǒng)、各種應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)等。
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),就必須把它們寫入一個(gè)長(zhǎng)期的存儲(chǔ)設(shè)備中(例如硬盤)。RAM和ROM相比,兩者的最大區(qū)別是RAM在斷電以后保存在上面的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)消失,而ROM不會(huì)自動(dòng)消失,可以長(zhǎng)時(shí)間斷電保存。
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。
訪問速度
現(xiàn)代的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器幾乎是所有訪問設(shè)備中寫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。
RAM有兩大類,一種稱為靜態(tài)RAM(Static RAM/SRAM),SRAM速度非???,是目前讀寫最快的存儲(chǔ)設(shè)備了,但是它也非常昂貴,所以只在要求很苛刻的地方使用,譬如CPU的一級(jí)緩沖,二級(jí)緩沖。另一種稱為動(dòng)態(tài)RAM(Dynamic RAM/DRAM),DRAM保留數(shù)據(jù)的時(shí)間很短,速度也比SRAM慢,不過它還是比任何的ROM都要快,但從價(jià)格上來說DRAM相比SRAM要便宜很多,計(jì)算機(jī)內(nèi)存就是DRAM的。
三、FLASH簡(jiǎn)介
Flash是由macromedia公司推出的交互式矢量圖和 Web 動(dòng)畫的標(biāo)準(zhǔn),由Adobe公司收購(gòu)。做Flash動(dòng)畫的人被稱之為閃客。網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)者使用 Flash 創(chuàng)作出既漂亮又可改變尺寸的導(dǎo)航界面以及其他奇特的效果。Flash的前身是Future Wave公司的Future Splash,是世界上第一個(gè)商用的二維矢量動(dòng)畫軟件,用于設(shè)計(jì)和編輯Flash文檔。
目前Flash主要有兩種NOR Flash和NADN Flash。
NOR Flash的讀取和我們常見的SDRAM的讀取是一樣,用戶可以直接運(yùn)行裝載在NOR FLASH里面的代碼,這樣可以減少SRAM的容量從而節(jié)約了成本。
NAND Flash沒有采取內(nèi)存的隨機(jī)讀取技術(shù),它的讀取是以一次讀取一塊的形式來進(jìn)行的,通常是一次讀取512個(gè)字節(jié),采用這種技術(shù)的Flash比較廉價(jià)。用戶不能直接運(yùn)行NAND Flash上的代碼,因此好多使用NAND Flash的開發(fā)板除了使用NAND Flah以外,還作上了一塊小的NOR Flash來運(yùn)行啟動(dòng)代碼。
一般小容量的用NOR Flash,因?yàn)槠渥x取速度快,多用來存儲(chǔ)操作系統(tǒng)等重要信息,而大容量的用NAND FLASH,最常見的NAND FLASH應(yīng)用是嵌入式系統(tǒng)采用的DOC(Disk On Chip)和我們通常用的“閃盤”,可以在線擦除。目前市面上的FLASH 主要來自Intel,AMD,F(xiàn)ujitsu和Toshiba,而生產(chǎn)NAND Flash的主要廠家有Samsung和Toshiba。
四、NAND Flash和NOR Flash的比較
NOR和NAND是現(xiàn)在市場(chǎng)上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。Intel于1988年首先開發(fā)出NOR flash技術(shù),徹底改變了原先由EPROM和EEPROM一統(tǒng)天下的局面。緊接著,1989年,東芝公司發(fā)表了NAND flash結(jié)構(gòu),強(qiáng)調(diào)降低每比特的成本,更高的性能,并且象磁盤一樣可以通過接口輕松升級(jí)。但是經(jīng)過了十多年之后,仍然有相當(dāng)多的硬件工程師分不清NOR和NAND閃存。
相“flash存儲(chǔ)器”經(jīng)常可以與相“NOR存儲(chǔ)器”互換使用。許多業(yè)內(nèi)人士也搞不清楚NAND閃存技術(shù)相對(duì)于NOR技術(shù)的優(yōu)越之處,因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下閃存只是用來存儲(chǔ)少量的代碼,這時(shí)NOR閃存更適合一些。而NAND則是高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度的理想解決方案。
NOR是現(xiàn)在市場(chǎng)上主要的非易失閃存技術(shù)。NOR一般只用來存儲(chǔ)少量的代碼;NOR主要應(yīng)用在代碼存儲(chǔ)介質(zhì)中。NOR的特點(diǎn)是應(yīng)用簡(jiǎn)單、無需專門的接口電路、傳輸效率高,它是屬于芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP, eXecute In Place),這樣應(yīng)用程序可以直接在(NOR型)flash閃存內(nèi)運(yùn)行,不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。在1~4MB的小容量時(shí)具有很高的成本效益,但是很低的寫入和擦除速度大大影響了它的性能。NOR flash帶有SRAM接口,有足夠的地址引腳來尋址,可以很容易地存取其內(nèi)部的每一個(gè)字節(jié)。NOR flash占據(jù)了容量為1~16MB閃存市場(chǎng)的大部分。
NAND結(jié)構(gòu)能提供極高的單元密度,可以達(dá)到高存儲(chǔ)密度,并且寫入和擦除的速度也很快。應(yīng)用NAND的困難在于flash的管理和需要特殊的系統(tǒng)接口。
1、性能比較:
flash閃存是非易失存儲(chǔ)器,可以對(duì)稱為塊的存儲(chǔ)器單元塊進(jìn)行擦寫和再編程。任何flash器件的寫入操作只能在空或已擦除的單元內(nèi)進(jìn)行,所以大多數(shù)情況下,在進(jìn)行寫入操作之前必須先執(zhí)行擦除。NAND器件執(zhí)行擦除操作是十分簡(jiǎn)單的,而NOR則要求在進(jìn)行擦除前先要將目標(biāo)塊內(nèi)所有的位都寫為1。
由于擦除NOR器件時(shí)是以64~128KB的塊進(jìn)行的,執(zhí)行一個(gè)寫入/擦除操作的時(shí)間為5s,與此相反,擦除NAND器件是以8~32KB的塊進(jìn)行的,執(zhí)行相同的操作最多只需要4ms。
執(zhí)行擦除時(shí)塊尺寸的不同進(jìn)一步拉大了NOR和NADN之間的性能差距,統(tǒng)計(jì)表明,對(duì)于給定的一套寫入操作(尤其是更新小文件時(shí)),更多的擦除操作必須在基于NOR的單元中進(jìn)行。這樣,當(dāng)選擇存儲(chǔ)解決方案時(shí),設(shè)計(jì)師必須權(quán)衡以下的各項(xiàng)因素:
● NOR的讀速度比NAND稍快一些。
● NAND的寫入速度比NOR快很多。
● NAND的4ms擦除速度遠(yuǎn)比NOR的5s快。
● 大多數(shù)寫入操作需要先進(jìn)行擦除操作。
● NAND的擦除單元更小,相應(yīng)的擦除電路更少。
?。ㄗⅲ篘OR FLASH SECTOR擦除時(shí)間視品牌、大小不同而不同,比如,4M FLASH,有的SECTOR擦除時(shí)間為60ms,而有的需要最大6s。)
2、接口差別:
NOR flash帶有SRAM接口,有足夠的地址引腳來尋址,可以很容易地存取其內(nèi)部的每一個(gè)字節(jié)。
NAND器件使用復(fù)雜的I/O口來串行地存取數(shù)據(jù),各個(gè)產(chǎn)品或廠商的方法可能各不相同。8個(gè)引腳用來傳送控制、地址和數(shù)據(jù)信息。
NAND讀和寫操作采用512字節(jié)的塊,這一點(diǎn)有點(diǎn)像硬盤管理此類操作,很自然地,基于NAND的存儲(chǔ)器就可以取代硬盤或其他塊設(shè)備。
3、容量和成本:
NAND flash的單元尺寸幾乎是NOR器件的一半,由于生產(chǎn)過程更為簡(jiǎn)單,NAND結(jié)構(gòu)可以在給定的模具尺寸內(nèi)提供更高的容量,也就相應(yīng)地降低了價(jià)格。
NOR flash占據(jù)了容量為1~16MB閃存市場(chǎng)的大部分,而NAND flash只是用在8~128MB的產(chǎn)品當(dāng)中,這也說明NOR主要應(yīng)用在代碼存儲(chǔ)介質(zhì)中,NAND適合于數(shù)據(jù)存儲(chǔ),NAND在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和MMC存儲(chǔ)卡市場(chǎng)上所占份額最大。
4、可靠性和耐用性:
采用flahs介質(zhì)時(shí)一個(gè)需要重點(diǎn)考慮的問題是可靠性。對(duì)于需要擴(kuò)展MTBF的系統(tǒng)來說,F(xiàn)lash是非常合適的存儲(chǔ)方案??梢詮膲勖陀眯裕?、位交換和壞塊處理三個(gè)方面來比較NOR和NAND的可靠性。
A) 壽命(耐用性)
在NAND閃存中每個(gè)塊的最大擦寫次數(shù)是一百萬次,而NOR的擦寫次數(shù)是十萬次。NAND存儲(chǔ)器除了具有10比1的塊擦除周期優(yōu)勢(shì),典型的NAND塊尺寸要比NOR器件小8倍,每個(gè)NAND存儲(chǔ)器塊在給定的時(shí)間內(nèi)的刪除次數(shù)要少一些。
B) 位交換
所有flash器件都受位交換現(xiàn)象的困擾。在某些情況下(很少見,NAND發(fā)生的次數(shù)要比NOR多),一個(gè)比特(bit)位會(huì)發(fā)生反轉(zhuǎn)或被報(bào)告反轉(zhuǎn)了。
一位的變化可能不很明顯,但是如果發(fā)生在一個(gè)關(guān)鍵文件上,這個(gè)小小的故障可能導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)。如果只是報(bào)告有問題,多讀幾次就可能解決了。
當(dāng)然,如果這個(gè)位真的改變了,就必須采用錯(cuò)誤探測(cè)/錯(cuò)誤更正(EDC/ECC)算法。位反轉(zhuǎn)的問題更多見于NAND閃存,NAND的供應(yīng)商建議使用NAND閃存的時(shí)候,同時(shí)使用EDC/ECC算法。
這個(gè)問題對(duì)于用NAND存儲(chǔ)多媒體信息時(shí)倒不是致命的。當(dāng)然,如果用本地存儲(chǔ)設(shè)備來存儲(chǔ)操作系統(tǒng)、配置文件或其他敏感信息時(shí),必須使用EDC/ECC系統(tǒng)以確??煽啃?。
C) 壞塊處理
NAND器件中的壞塊是隨機(jī)分布的。以前也曾有過消除壞塊的努力,但發(fā)現(xiàn)成品率太低,代價(jià)太高,根本不劃算。
NAND器件需要對(duì)介質(zhì)進(jìn)行初始化掃描以發(fā)現(xiàn)壞塊,并將壞塊標(biāo)記為不可用。在已制成的器件中,如果通過可靠的方法不能進(jìn)行這項(xiàng)處理,將導(dǎo)致高故障率。
5、易于使用:
可以非常直接地使用基于NOR的閃存,可以像其他存儲(chǔ)器那樣連接,并可以在上面直接運(yùn)行代碼。
由于需要I/O接口,NAND要復(fù)雜得多。各種NAND器件的存取方法因廠家而異。
在使用NAND器件時(shí),必須先寫入驅(qū)動(dòng)程序,才能繼續(xù)執(zhí)行其他操作。向NAND器件寫入信息需要相當(dāng)?shù)募记?,因?yàn)樵O(shè)計(jì)師絕不能向壞塊寫入,這就意味著在NAND器件上自始至終都必須進(jìn)行虛擬映射。
6、軟件支持:
當(dāng)討論軟件支持的時(shí)候,應(yīng)該區(qū)別基本的讀/寫/擦操作和高一級(jí)的用于磁盤仿真和閃存管理算法的軟件,包括性能優(yōu)化。
在NOR器件上運(yùn)行代碼不需要任何的軟件支持,在NAND器件上進(jìn)行同樣操作時(shí),通常需要驅(qū)動(dòng)程序,也就是內(nèi)存技術(shù)驅(qū)動(dòng)程序(MTD),NAND和NOR器件在進(jìn)行寫入和擦除操作時(shí)都需要MTD。
使用NOR器件時(shí)所需要的MTD要相對(duì)少一些,許多廠商都提供用于NOR器件的更高級(jí)軟件,這其中包括M-System的TrueFFS驅(qū)動(dòng),該驅(qū)動(dòng)被Wind River System、Microsoft、QNX Software System、Symbian和Intel等廠商所采用。
驅(qū)動(dòng)還用于對(duì)DiskOnChip產(chǎn)品進(jìn)行仿真和NAND閃存的管理,包括糾錯(cuò)、壞塊處理和損耗平衡。
NOR FLASH的主要供應(yīng)商是INTEL ,MICRO等廠商,曾經(jīng)是FLASH的主流產(chǎn)品,但現(xiàn)在被NAND FLASH擠的比較難受。它的優(yōu)點(diǎn)是可以直接從FLASH中運(yùn)行程序,但是工藝復(fù)雜,價(jià)格比較貴。
NAND FLASH的主要供應(yīng)商是SAMSUNG和東芝,在U盤、各種存儲(chǔ)卡、MP3播放器里面的都是這種FLASH,由于工藝上的不同,它比NOR FLASH擁有更大存儲(chǔ)容量,而且便宜。但也有缺點(diǎn),就是無法尋址直接運(yùn)行程序,只能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。另外NAND FLASH 非常容易出現(xiàn)壞區(qū),所以需要有校驗(yàn)的算法。
在掌上電腦里要使用NAND FLASH 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序,但是必須有NOR FLASH來啟動(dòng)。除了SAMSUNG處理器,其他用在掌上電腦的主流處理器還不支持直接由NAND FLASH 啟動(dòng)程序。因此,必須先用一片小的NOR FLASH 啟動(dòng)機(jī)器,在把OS等軟件從NAND FLASH 載入SDRAM中運(yùn)行才行,挺麻煩的。
DRAM 利用MOS管的柵電容上的電荷來存儲(chǔ)信息,一旦掉電信息會(huì)全部的丟失,由于柵極會(huì)漏電,所以每隔一定的時(shí)間就需要一個(gè)刷新機(jī)構(gòu)給這些柵電容補(bǔ)充電荷,并且每讀出一次數(shù)據(jù)之后也需要補(bǔ)充電荷,這個(gè)就叫動(dòng)態(tài)刷新,所以稱其為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。由于它只使用一個(gè)MOS管來存信息,所以集成度可以很高,容量能夠做的很大。SDRAM比它多了一個(gè)與CPU時(shí)鐘同步。
SRAM 利用寄存器來存儲(chǔ)信息,所以一旦掉電,資料就會(huì)全部丟失,只要供電,它的資料就會(huì)一直存在,不需要?jiǎng)討B(tài)刷新,所以叫靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。
以上主要用于系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)器,容量大,不需要斷電后仍保存數(shù)據(jù)的。
Flash ROM 是利用浮置柵上的電容存儲(chǔ)電荷來保存信息,因?yàn)楦≈脰挪粫?huì)漏電,所以斷電后信息仍然可以保存。也由于其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單所以集成度可以做的很高,容量可以很大。Flash rom寫入前需要用電進(jìn)行擦除,而且擦除不同與EEPROM可以以byte(字節(jié))為單位進(jìn)行,flash rom只能以sector(扇區(qū))為單位進(jìn)行。不過其寫入時(shí)可以byte為單位。flash rom主要用于bios,U盤,Mp3等需要大容量且斷電不丟數(shù)據(jù)的設(shè)備。
PSRAM,假靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。
背景:
PSRAM具有一個(gè)單晶體管的DRAM儲(chǔ)存格,與傳統(tǒng)具有六個(gè)晶體管的SRAM儲(chǔ)存格或是四個(gè)晶體管與two-load resistor SRAM 儲(chǔ)存格大不相同,但它具有類似SRAM的穩(wěn)定接口,內(nèi)部的DRAM架構(gòu)給予PSRAM一些比low-power 6T SRAM優(yōu)異的長(zhǎng)處,例如體積更為輕巧,售價(jià)更具競(jìng)爭(zhēng)力。目前在整體SRAM市場(chǎng)中,有90%的制造商都在生產(chǎn)PSRAM組件。在過去兩年,市場(chǎng)上重要的SRAM/PSRAM供貨商有Samsung、Cypress、Renesas、Micron與Toshiba等。
基本原理:
PSRAM就是偽SRAM,內(nèi)部的內(nèi)存顆粒跟SDRAM的顆粒相似,但外部的接口跟SRAM相似,不需要SDRAM那樣復(fù)雜的控制器和刷新機(jī)制,PSRAM的接口跟SRAM的接口是一樣的。
PSRAM容量有8Mbit,16Mbit,32Mbit等等,容量沒有SDRAM那樣密度高,但肯定是比SRAM的容量要高很多的,速度支持突發(fā)模式,并不是很慢,Hynix,Coremagic, WINBOND .MICRON. CY 等廠家都有供應(yīng),價(jià)格只比相同容量的SDRAM稍貴一點(diǎn)點(diǎn),比SRAM便宜很多。
PSRAM主要應(yīng)用于手機(jī),電子詞典,掌上電腦,PDA,PMP.MP3/4,GPS接收器等消費(fèi)電子產(chǎn)品與SRAM(采用6T的技術(shù))相比,PSRAM采用的是1T+1C的技術(shù),所以在體積上更小,同時(shí),PSRAM的I/O接口與SRAM相同。在容量上,目前有4MB,8MB,16MB,32MB,64MB和128MB。比較于SDRAM,PSRAM的功耗要低很多。所以對(duì)于要求有一定緩存容量的很多便攜式產(chǎn)品是一個(gè)理想的選擇。
- 第 1 頁(yè):ROM、RAM、DRAM、SRAM和FLASH的區(qū)別解析
- 第 2 頁(yè):NAND Flash和NOR Flash的比較
本文導(dǎo)航
非常好我支持^.^
(12) 48%
不好我反對(duì)
(13) 52%
相關(guān)閱讀:
- [電子說] STM32速成筆記(12)—Flash閃存 2023-10-24
- [存儲(chǔ)技術(shù)] 三星電子和SK海力士計(jì)劃四季度全面提高DDR5產(chǎn)量 2023-10-24
- [電子說] 研華工業(yè)存儲(chǔ)SQFlash 730系列:高性能、低功耗 PCIe Gen.4 SSD 2023-10-24
- [電子說] STM32驅(qū)動(dòng)FLASH(W25Q64) 2023-10-24
- [電子說] 如何提高FLASH使用壽命以實(shí)現(xiàn)EEPROM的功能呢 ? 2023-10-23
- [電子說] 用STM32_FLASH模擬實(shí)現(xiàn)EEPROM功能 2023-10-23
- [電子說] BBCube3D以混合3D方法實(shí)現(xiàn)異構(gòu)集成 2023-10-23
- [電子說] 什么是存算一體芯片?存算一體芯片的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用領(lǐng)域 2023-10-23
( 發(fā)表人:姚遠(yuǎn)香 )