內(nèi)存，或內(nèi)存儲器，又稱為主存儲器，是關(guān)系到計算機(jī)運行性能高低的關(guān)鍵部件之一，無疑是非常重要的。為了加快系統(tǒng)的速度，提高系統(tǒng)的整體性能，我們看到，計算機(jī)中配置的內(nèi)存數(shù)量越來越大，而內(nèi)存的種類也越來越多。

計算機(jī)指令的存取時間主要取決于內(nèi)存。對于現(xiàn)今的大多數(shù)計算機(jī)系統(tǒng)，內(nèi)存的存取時間都是一個主要的制約系統(tǒng)性能提高的因素。因此在判斷某一系統(tǒng)的性能時，就不能單憑內(nèi)存數(shù)量的大小，還要看一看其所用內(nèi)存的種類，工作速度。

DRAM 動態(tài)隨機(jī)存儲器

DRAM主要用作主存儲器。長期以來，我們所用的動態(tài)隨機(jī)存儲器都是PM RAM，稍晚些的為FPM RAM。為了跟上CPU越來越快的速度，一些新類型的主存儲器被研制出來。它們是EDO RAM、BEDO RAM、SDRAM等。

DRAM芯片設(shè)計得像一個二進(jìn)制位的矩陣，每一個位有一個行地址一個列地址。內(nèi)存控制器要給出芯片地址才能從芯片中讀出指定位的數(shù)據(jù)。一個標(biāo)明為70ns的芯片要用70ns的時間讀出一個位的數(shù)據(jù)。并且還要用額外的時間從CPU得到地址信息設(shè)置下一條指令。芯片制作技術(shù)的不斷進(jìn)步使這種處理效率越來越高。

FPM RAM 快速頁模式隨機(jī)存儲器

這里的所謂“頁”，指的是DRAM芯片中存儲陣列上的2048位片斷。FPM RAM是最早的隨機(jī)存儲器，在過去一直是主流PC機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置，以前我們在談?wù)搩?nèi)存速度時所說的“杠7”，“杠6”，指的即是其存取時間為70ns，60ns。60ns的FPM RAM可用于總線速度為66MHz（兆赫茲）的奔騰系統(tǒng)（CPU主頻為100，133，166和200MHz）。

快速頁模式的內(nèi)存常用于視頻卡，通常我們也叫它“DRAM”。其中一種經(jīng)過特殊設(shè)計的內(nèi)存的存取時間僅為48ns，這時我們就叫它VRAM。這種經(jīng)過特殊設(shè)計的內(nèi)存具有“雙口”，其中一個端口可直接被CPU存取，而另一個端口可獨立地被RAM“直接存取通道”存取，這樣存儲器的“直接存取通道”不必等待CPU完成存取就可同時工作，從而比一般的DRAM要快些。

EDO RAM 擴(kuò)充數(shù)據(jù)輸出隨機(jī)存儲器

在DRAM芯片之中，除存儲單元之外，還有一些附加邏輯電路，現(xiàn)在，人們已注意到RAM芯片的附加邏輯電路，通過增加少量的額外邏輯電路，可以提高在單位時間內(nèi)的數(shù)據(jù)流量，即所謂的增加帶寬。EDO正是在這個方面作出的嘗試。擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出(Extended data out??EDO，有時也稱為超頁模式??hyper－page－mode)DRAM，和突發(fā)式EDO(Bust EDO－BEDO)DRAM是兩種基于頁模式內(nèi)存的內(nèi)存技術(shù)。EDO大約1996年被引入主流PC機(jī)，從那以后成為許多系統(tǒng)廠商的主要內(nèi)存選擇。BEDO相對更新一些，對市場的吸引還未能達(dá)到EDO的水平。

EDO的工作方式頗類似于FPM DRAM，EDO還具有比FPM DRAM更快的理想化突發(fā)式讀周期時鐘安排。這使得在66MHz總線上從DRAM中讀取一組由四個元素組成的數(shù)據(jù)塊時能節(jié)省3個時鐘周期。

BEDO RAM 突發(fā)擴(kuò)充數(shù)據(jù)輸出隨機(jī)存儲器

BEDO RAM，就像其名字一樣，是在一個“突發(fā)動作”中讀取數(shù)據(jù)，這就是說在提供了內(nèi)存地址后，CPU假定其后的數(shù)據(jù)地址，并自動把它們預(yù)取出來。這樣，在讀下三個數(shù)據(jù)中的每一個數(shù)據(jù)時，只用僅僅一個時鐘周期，CPU能夠以突發(fā)模式讀數(shù)據(jù)(采用52ns BEDO和66MHz總線)，這種方式下指令的傳送速度就大大提高，處理器的指令隊列就能有效地填滿?，F(xiàn)今這種RAM只被VIA芯片組580VP，590VP，860VP支持。這種真正快速的BEDO RAM也是有缺陷的，這就是它無法與頻率高于66MHz的總線相匹配。

SDRAM 同步動態(tài)隨機(jī)存儲器

SDRAM 可以說是最有前途的一種內(nèi)部存儲器，當(dāng)前這種RAM很受歡迎。目前市面上的絕大多數(shù)奔騰級主板和Pentium Ⅱ主板都支持這種內(nèi)存。就像這種內(nèi)存的名字所表明的，這種RAM可以使所有的輸入輸出信號保持與系統(tǒng)時鐘同步。而在不久以前，這只有SRAM 才能辦到。

SDRAM與系統(tǒng)時鐘同步，采用管道處理方式，當(dāng)指定一個特定的地址，SDRAM就可讀出多個數(shù)據(jù)，即實現(xiàn)突發(fā)傳送。

具體來說，第一步，指定地址；第二步，把數(shù)據(jù)從存儲地址傳到輸出電路；第三步，輸出數(shù)據(jù)到外部。關(guān)鍵是以上三個步驟是各自獨立進(jìn)行的，且與CPU同步，而以往的內(nèi)存只有從頭到尾執(zhí)行完這三個步驟才能輸出數(shù)據(jù)。這就是SDRAM高速的秘訣。SDRAM的讀寫周期為10至15ns。

SDRAM基于雙存儲體結(jié)構(gòu)，內(nèi)含兩個交錯的存儲陣列，當(dāng)CPU從一個存儲體或陣列訪問數(shù)據(jù)的同時，另一個已準(zhǔn)備好讀寫數(shù)據(jù)。通過兩個存儲陣列的緊密切換，讀取效率得到成倍提高。1996年推出的SDRAM最高速度可達(dá)100MHz，與中檔Pentium同步，存儲時間短達(dá)5～8ns，可將Pentium系統(tǒng)性能提高140％，與Pentium 100、133、166等每一檔次只能提高性能百分之幾十的CPU相比，換用SDRAM似乎是更明智的升級策略。目前市場上的奔騰級以上的主板幾乎都支持SDRAM。

SDRAM不僅可用作主存，在顯示卡專用內(nèi)存方面也有廣泛應(yīng)用。對顯示卡來說，數(shù)據(jù)帶寬越寬，同時處理的數(shù)據(jù)就越多，顯示的信息就越多，顯示質(zhì)量也就越高。以前用一種可同時進(jìn)行讀寫的雙端口視頻內(nèi)存（VRAM）來提高帶寬，但這種內(nèi)存成本高，應(yīng)用受到很大限制。因此在一般顯示卡上，廉價的DRAM和高效的EDO DRAM應(yīng)用很廣。但隨著64位顯示卡的上市，帶寬已擴(kuò)大到EDO DRAM所能達(dá)到的帶寬的極限，要達(dá)到更高的1600×1200的分辨率，而又盡量降低成本，就只能采用頻率達(dá)66MHz、高帶寬的SDRAM了。

SDRAM也將應(yīng)用于共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)（UMA），一種集成主存和顯示內(nèi)存的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在很大程度上降低了系統(tǒng)成本，因為許多高性能顯示卡價格高昂，就是因為其專用顯示內(nèi)存成本極高，而UMA技術(shù)將利用主存作顯示內(nèi)存，不再需要增加專門顯示內(nèi)存，因而降低了成本。

SRAM Statu RAM　靜態(tài)隨機(jī)存儲器

按產(chǎn)生時間和工作方式來分，靜態(tài)隨機(jī)存儲器也分為異步和同步。在一定的納米制造技術(shù)下，SRAM容量比其他類型內(nèi)存低，這是因為SRAM需要用更多的晶體管存儲一個位（bit），因而造價也貴得多。靜態(tài)隨機(jī)存儲器多用于二級高速緩存（Level 2 Cache）。

1. Async SRAM 異步靜態(tài)隨機(jī)存儲器

自從第一個帶有二級高速緩存（Cache）的386計算機(jī)出現(xiàn)以來，這種老型號的屬于“Cache RAM（緩存型隨機(jī)存儲器）”類型的內(nèi)存就開始應(yīng)用了。異步靜態(tài)隨機(jī)存儲器比DRAM快些，并依賴于CPU的時鐘，其存取速度有12ns、15ns和18ns三種，值越小，表示存取數(shù)據(jù)的速度越快。但在存取數(shù)據(jù)時，它還沒有快到能夠與CPU保持同步，CPU必須等待以匹配其速度。

2. Sync Burst SRAM同步突發(fā)靜態(tài)隨機(jī)存儲器

在計算機(jī)界存在這樣的爭論：Sync Burst SRAM 和FB SRAM 誰更快些？誠然，在總線速度為66MHz的系統(tǒng)上，Sync Burst SRAM確實是最快的，但當(dāng)總線速度超過66MHz時（比如Cyrix公司的6x86p200＋型號），Sync burst SRAM就超負(fù)荷了，大大低于PB SRAM 傳輸速度。因此用現(xiàn)行的Pentium主板（總線速度為66MHz），我們應(yīng)該采用Sync Burst SRAM，這樣效率最高、速度最快。但目前的問題是：生產(chǎn)支持Sync Burst SRAM的主板供應(yīng)商很少，所以能支持Sync Burst SRAM的主板的價格都很高。

3. PB SRAM 管道突發(fā)靜態(tài)隨機(jī)存儲器

管道（Pipeline，或流水線）的意思是：通過使用輸入輸出寄存器，一個SRAM可以形成像“管道”那樣的數(shù)據(jù)流水線傳輸模式。在裝載填充寄存器時，雖然需要一個額外的啟動周期，但寄存器一經(jīng)裝載，就可產(chǎn)生這樣的作用：在用現(xiàn)行的地址提供數(shù)據(jù)的同時能提前存取下一地址。在總線速度為75MHz和高于75MHz時，這種內(nèi)存是最快的緩存型隨機(jī)存儲器（Cache RAM）。實際上，PB SRAM可以匹配總線速度高達(dá)133MHz的系統(tǒng)。同時，在較慢的系統(tǒng)中，PB SRAM也并不比Sync Burst SRAM慢多少。

應(yīng)用PB SRAM，可達(dá)到4.5到8ns的“地址－數(shù)據(jù)”時間。

L2 Cache 二級高速緩存

現(xiàn)今解決CPU與主內(nèi)存之間的速度匹配的主要方法是在CPU與DRAM間加上基于SRAM的二級高速緩存，這種內(nèi)存系統(tǒng)可以承擔(dān)85％的內(nèi)存請求，而不需CPU增加額外的等待周期。

在用DOS、Windows3.1、Windows3.2和WFW3.11（Windows for Workgroups）作為主要的操作系統(tǒng)時，確實沒有必要設(shè)置高于256KB的L2 Cache。但自從Windows95操作系統(tǒng)推出以來，經(jīng)測試，在系統(tǒng)的RAM只有16MB時，設(shè)置512KB的緩存比256KB的緩存更能大大提高系統(tǒng)的性能。

再者，應(yīng)用多媒體軟件日益普遍，而以前的系統(tǒng)不能緩存大多數(shù)圖形和視頻信息，這使得CPU不斷地與速度較慢的主內(nèi)存打交道，降低了系統(tǒng)的性能，而增加CPU的二級高速緩存就能解決這個問題。

目前，人們越來越傾向應(yīng)用32位的操作系統(tǒng)。在多任務(wù)的操作系統(tǒng)中，增加L2 Cache直到2MB都具有實際意義，能夠增強(qiáng)系統(tǒng)性能，這是因為應(yīng)用程序越來越大，并且越來越多的程序在同一時間運行，當(dāng)CPU在多任務(wù)之間切換時，如果Cache沒有足夠大的空間來裝入所有被執(zhí)行代碼，就必須從速度非常慢的主內(nèi)存器獲得它所需的信息，多任務(wù)操作系統(tǒng)就不能充分發(fā)揮其作用。因此，在應(yīng)用現(xiàn)代的操作系統(tǒng)時，在系統(tǒng)裝入512KB的L2 Cachee是計算機(jī)系統(tǒng)發(fā)展的需要。

基于以下特點，Sync Burst SRAM比Async SRAM更適合作二級高速緩存：

(1)同步于系統(tǒng)時鐘

(2)突發(fā)能力

(3)管道能力

以上這些特點使得微處理器在存取連續(xù)內(nèi)存位置時用同步SRMA比異步SRAM更快。目前，有些RAM供應(yīng)商提供的3.3V異步的SRAM的“時鐘到數(shù)據(jù)時間”（clock－to－data指開始加入時鐘脈沖到數(shù)據(jù)輸出的時間）為15ns，而采用類似技術(shù)的同步SRAM的“時鐘到數(shù)據(jù)時間”甚至不到6ns。

隨著總線速度的增加，性能價格比最佳點的SRAM技術(shù)是從異步到同步，再到管道同步的。

但目前只有少數(shù)供應(yīng)商能提供采用同步的SRAM，所以在系統(tǒng)性能不是非常重要時，設(shè)計者在總線速度為50MHz到66MHz時采用“管道同步”技術(shù)的內(nèi)存是一種明智的選擇。

有些內(nèi)存設(shè)計方案把Cache、DRAM、SRAM結(jié)合起來，如CDRAM、EDRAM、CVRAM、SVRAM、EDO SRAM、EDO VRAM。也有些內(nèi)存設(shè)計方案在存儲器中增加了一些內(nèi)置式微處理器，如智能RAM（Smart RAM）、3D RAM（用于3維視頻信號處理的RAM）、RDRAM（Rambus DRAM）、WRAM（Windows RAM，一種采用雙端口內(nèi)存視頻加速技術(shù)的內(nèi)存）。內(nèi)存的多樣性可見一斑，不一而論。

快閃存儲器，快擦寫存儲器和鐵電體隨機(jī)存儲器

快閃存儲器是1983年推出的電可擦非易失性半導(dǎo)體存儲器，它采用一種非揮發(fā)性存儲技術(shù)，即若不對其施加大電壓進(jìn)行擦除，可一直保持其狀態(tài)，在不加電狀態(tài)下可安全保存信息長達(dá)十年；它也具有固態(tài)電子學(xué)特性，即沒有可移動部件，抗震性能好；同時，它具有優(yōu)越的性能，它的存取時間僅為30ns。與以往的電可擦存儲器EEPROM相比，快閃存儲器的最大差別是采用了塊可擦除的陣列結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)不僅使其有了快的擦除速度，而且具有了像EEPROM那樣的單管結(jié)構(gòu)的高密度，由此帶來了低的制造成本和小的體積。快閃存儲器兼有了ROM和RAM二者的性能及高密度，是目前為數(shù)不多的同時具備大容量、高速度、非易失性、可在線擦寫特性的存儲器。

快閃存儲器多用于系統(tǒng)的BIOS、Modem（調(diào)制解調(diào)器）和一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（Hub、路由器）。

鐵電體隨機(jī)存儲器也采用非揮發(fā)性存儲技術(shù)，在生產(chǎn)中使用了鐵氧體，它優(yōu)越于快閃存儲器的特點是其經(jīng)過多次寫操作后性能不退化，而快閃存儲器存在退化問題。這使得鐵電體隨機(jī)存儲器更具有廣闊的前景。