存储器类别

注意：

1、NAND其实不是缩写，是Not AND，意思是为：是与非。NOR的意思就是：是或非。

2、RAM，ROM，FLASH 都属于内存。 网上很多资料说 flash 是外存或者辅助存储器主要是因为 NAND Flash 也有用来做SSD固态硬盘。

内存、外存简介

（1）内存

内存，也就是电脑中的内存条，其用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机开始运行，操作系统就会把需要运算的数据从内存调到CPU中进行运算，当运算完成，CPU将结果传送出来。内存决定了我们应用的上限，也就是我们能够同时运行多少应用，从硬盘向CPU调取多少数据。

（2）外存

外存，又名外部存储器，是我们一般用来存储数据的地方。我们下载的应用、图片都存储在外存之中。实际上，硬盘、软盘、U盘、磁带、CD等都可以被称作外存。当我们想要启动一个应用时，CPU就会调用外存之中的资源，打开我们想要启动的应用。

内存、外存的区别

1、读取数据的速度不同：内存读取数据的速度快，外存读取数据的速度慢；

2、访问权限不同，CPU只能直接访问内存，外存的东西要先到内存CPU才能处理。

3、定义不同：内存指的就是主板上的存储部件，是CPU直接与之沟通，并用其存储数据的部件；

                        外存又称：辅助存储器，是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器；

4、组成结构不同：内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的.；

                               外存是由磁盘片、读写控制电路和驱动机构组成；

5、易失性不同：内存，是具有易失性的。这意味着当系统断电时，数据就会丢失。

                           与之相反，外部存储是非易失性的，因此即使没有电源，它也能保存数据；

6、作用不同：内存的作用是用于暂时存放处理器中的运算数据，以及与硬盘等外部储存器交换的数据；

                       外存；外存的作用是存放需要连机保存但暂时不使用的程序和数据；

7、与cpu的关系不同： 在电脑中，CPU负责运算和处理，内存负责数据交换。两者属于协作关系，

                                     内存相当于是CPU的数据存取通道。

                                     而外存要与CPU或I/O设备进行数据传输，必须通过内存进行。

RAM、ROM简介

RAM：随机访问存储器的特性

随机访问存储器（RAM）是一种易失性存储器，这意味着它只能保留数据，直到下一次电脑关机或重启。与ROM不同，RAM中的数据可以被读取、写入和修改。这使得RAM非常适合用于临时的数据存储和运行中的程序代码。

ROM：只读存储器的特性

只读存储器（ROM）是一种非易失性存储器，这意味着即使在断电后，它也能保留存储的数据。ROM中的数据只能被读取，而不能被修改或删除。它的名字“只读”来源于这个特性。ROM中的数据一般由硬件制造商编程并烧录，用户无法更改这些数据。

RAM、ROM的区别 

1、构造不同`RAM指的是随机存储内存。而ROM总于只读内存是一种固态半导体存储器
2、用途不同`RAM和ROM分别对应电葩的内荐和硬盘设备，内存（RAM〕负责应用程序的运行和数据交，而硬
昷(ROM)就是一个存储空间，存储看许多静态文亻牛包扌舌视频照片，音乐，软牛等
3、存储原理不同`ROM只能读出信息不能写入信息当计机关闭电原后言中的内容仍刽果存RAM则可以对任
一存储单元进行读或写作，当计笪机关闭电源后正在进程中的的信不再保存霧要等待开机要重新致入。
RAM的存取湮比ROM快得多，RAM秒级别，ROM几百辜秒级另刂。
4、存取速
5、存储容昼
RAM的存储容昼要比ROM大得多，RAM可以存储几十兆，ROMR有几百K。
6、存储介质`RAM是一种生成电路存储器主要由半导体芯片构成；而ROM是一种荐储器
或其他介质构成。
7、存储内容`RAM存储的是程序运行时的临时数据而ROM荐储的是程序的基不指令。
8、定性`RAM的存储内容会随看断电而失，而ROM的存储内容不受断电影响。
主要由磁性介质、光驱
9、可蓀除性RAM可以随看新程序的栾要被重新写入，而ROM内容不可廨除，一旦荐储的内容不能被改变。

RAM: DRAM根据不同的标准和规格上分：

SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory）：SDRAM是最早出现的DRAM类型之一，它与传统的DRAM相比，在数据传输上更具有效率，SDRAM通常以其运行速度命名，例如PC66、PC100、PC133等。

DDR（Double Data Rate）：DDR SDRAM是目前最常见和广泛使用的DRAM类型之一。它采用双倍数据传输技术，能够在每个时钟内传输两个数据位。DDR按代称为DDR1、DDR2、DDR3、DDR4等，每一代都有不同的频率和带宽，性能逐步提升。

GDDR（Graphics Double Data Rate）：GDDR是专门为图形处理器（GPU）设计的高速DRAM类型。它在DDR基础上进行了优化，具有更高的带宽和更快的数据传输速度。GDDR也按代分为GDDR3、GDDR4、GDDR5等，每一代都增加了带宽和性能。

LPDDR（Low Power Double Data Rate）：LPDDR是一种低功耗的移动设备专用DRAM，它在DDR基础上进行了优化，以提供更高的能效和较低的功耗，按代分为LPDDR3、LPDDR4、LPDDR5等，每一代都提升了能效和性能。

ROM: 从其制造工艺、功能和写入方式上分

1、掩模 ROM ( MROM )（只可读）

这种ROM是由制造厂家利用一种掩膜技术写入程序的，掩膜ROM制成后，用户不能修改，根据制造工艺可以将它们分为MOS型和双极型两种。MOS型ROM功耗小、速度慢，适用于一般微机系统；而双极型则速度快、功耗大，适用于速度较高的计算机系统。

2、PROM (一次性编程)

可编程只读存储器 （英语：Programmable read-only memory），缩写为 PROM 或 FPROM，是一种电脑存储记忆晶片，它允许使用称为PROM编程器的硬件将数据写入设备中。在PROM被编程后，它就只能专用那些数据，并且不能被再编程，这种记忆体用作永久存放程式之用。通常会用于电子游戏机、或电子词典这类可翻译语言的产品之上。

采用破坏性编程，且只能编程一次，如果编程有错误，只能重新购买芯片。

3、EPROM (多次性编程 )

EPROM采用N型沟道浮动栅MOS电路，需要保存0，D端加正电压，形成浮动栅，需要保存1，D端不加正电压，不形成浮动栅。

编程完成后，EPROM只能用强紫外线照射来擦除。通过封装顶部能看见硅片的透明窗口，很容易识别EPROM，这个窗口同时用来进行紫外线擦除。可以将EPROM的玻璃窗对准阳光直射一段时间就可以擦除。

4、OTPROM(一次性编程)

OTPROM在芯片出厂时未写入信息，可由用户自行用专门的编程器一次性写入。写入后，不能更改。若要更改，芯片作废。OTPROM的MCU价格介于前两者之间，同时又拥有一次性可编程能力，适合既 要求一定灵活性，又要求低成本的应用场合，尤其是功能不断翻新、需要迅速量产的电子产品。

5、EEPROM(多次性编程 )

E2PROM比EPROM具有更大的灵活性。EPROM擦除时必须在专用的强紫外线擦除器中照射几分钟，写入时又必须在特定的电压(例如12.5V)下才能写入，使用起来尚不方便。而E2PROM擦除是采用电擦除方法，写入时一般也不需高电压，在TTL电压下就能实现写入操作。因而E2PROM比EPROM性能更优越，但价格较高。

详解ROM、MROM、PROM、EPROM、EEPROM

    当计算机电源关闭时，RAM不能保留数据，这个时候就需要ROM了。百度百科上对ROM的解释是ROM只能读出无法写入信息，这种说法在很久以前可能是对的，但放在现在可能会误导大家。

    早期的ROM真的是只读，出厂啥样就永远啥样，定型了，比如电脑主板的BIOS就是存储在ROM中的，每次开机流程都一样，从出厂到报废，BIOS完全不用变。但是随着时代的发展，需求越来越多，ROM变得不那么只读了。所以出现了PROM（可编程只读存储器），给用户的芯片是空白的，用户写一次之后就变成只读了。

    这显然无法满足需求，因为用户写一次后可能还想改，于是允许用紫外线擦除重写的EPROM（可擦除可编程只读存储器）被发明了。EPROM与PROM相似，但它可以使用紫外线来擦除数据，并允许用户多次重写数据，在编程前需要先擦除整个芯片，因此擦除和编程过程比较耗时。

    用紫外线照射擦除太麻烦了，所以EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）横空出世，不同于EPROM，EEPROM可以通过在电路上加电脉冲来擦除数据，而不需要紫外线照射，并且支持反复擦写和编程，操作更加方便。EEPROM有时候被称为E方PROM，因为有两个E，即E的平方，简称E方。EEPROM掉电后数据不丢失，可以保存100年，可以擦写100万次。EEPROM可靠、电路复杂、成本也高，所以其容量一般都在512K以下。此外，EEPROM读写是按字节操作的，所以虽然灵活，但速度比较慢，显然不适宜存储程序。

 EEPROM的出现可以说是跨时代的，因为ROM可以多次编程了，对于程序员来说，终于可以多次烧写单片机了，更让我们兴奋的是，我们可以使用电擦除，而不是紫外线擦除了。

从擦除次数上，EEPROM可以擦除100W次，而且EEPROM可以针对每一个区块，也就是每一个位置写 「0」或者 写 「1」，如果大家知道FLASH特性的话，就会觉得EEPROM是多么优秀。而且数据的保存时间可以达到100年。当然了，特点就是电路复杂，成本高，因为成本高就导致了EEPROM的大小不是非常大，一般在512KB 以下。

所以，就有了Flash ROM（闪存存储器），简称Flash，它也是可电擦除的，因此，Flash是一种广义的EEPROM。Flash的改进主要在于擦写时不再以字节为单位，而是以块为单位，从而简化了电路，降低了成本，擦写速度得到了提升，这显然成为存储程序的完美载体！汽车上的单片机程序就是存储在Flash中的，这样便于擦除和编写，易于软件更新与刷写。

Flash进一步又可细分为NOR Flash和NAND Flash。

NOR Flash将数据线和地址线分开，可以实现RAM一样的随机寻址功能，可以读取任何一个字节，但擦除仍然要按块来擦除。NOR Flash成本较高，容量相对小，常见的有128KB、256KB、1MB、2MB等。

NAND Flash数据线和地址线复用，不能利用地址线随机寻址，读取只能按页来读取，同样，擦除仍然要按块来擦除。NAND Flash比较便宜，容量大，更适合存储大量的数据。

NOR Flash适用于程序代码并行读写存储，NAND Flash适用于数据或文件的串行读写存储，用户不能直接运行NAND Flash上的代码，所以很多开发板除了使用NAND Flash外，还需要使用一块小的NOR Flash来运行启动代码。

MROM掩模式只读存储器的内容是由半导体制造厂按用户提出的要求在芯片的生产过程中直接写入的，写入之后任何人都无法改变其内容。

在大批量时，掩码只读存储器 (ROM) 是以下具有成本效益的替代方案：

• 可编程只读存储器 (PROM)

• 可擦除只读存储器 (EEROM)

• 电可擦只读存储器 (EEPROM)

• 非易失性只读存储器 (NVRAM)

• 闪存

与这些其他计算机内存芯片不同，Mask ROM (MROM) 芯片是在半导体制造过程实际开始之前通过排列晶体管来生产的。通常，Mask ROM (MROM) 芯片用于需要长期可持续性的计算机系统。

使用 Mask ROM 芯片或 MROM 芯片的计算机系统的示例包括网络操作系统和服务器操作系统。其他计算机系统通常使用不同的计算机内存类型。

Flash简介

FlashROM是快速擦写只读编程器的简称，也就是我们常说的“闪存”。

所谓“闪存”，它也是一种非易失性的内存，属于EEPROM的改进产品。它的最大特点是必须按块(Block)擦除(每个区块的大小不定，不同厂家的产品有不同的规格)， 而EEPROM则可以一次只擦除一个字节(Byte)。如果从电擦除这个特性上说的话，FLASH也是EEPROM的一种，不同的是，FLASH的擦除区块不是一个字节，而是扇区来擦除，也是因为这样的特性，才导致FLASH价格比EEPROM便宜。

目前“闪存”被广泛用在PC机的主板上，用来保存BIOS程序，便于进行程序的升级。其另外一大应用领域是用来作为硬盘的替代品，具有抗震、速度快、无噪声、耗电低的优点，但是将其用来取代RAM就显得不合适，因为RAM需要能够按字节改写，而Flash ROM不需要。

NOR Flash、NAND Flash区别

内部结构：

NOR Flash：NOR Flash使用NOR门结构，其中每个存储单元都有一个地址，可以直接访问。它的内部结构更接近传统的存储器结构，具有并行访问特性。

NAND Flash：NAND Flash使用NAND门结构，其中存储单元通过行和列进行寻址。它的内部结构更接近于逻辑门结构，具有串行访问特性。

存储密度：

NOR Flash：由于其较为复杂的内部结构和并行访问方式，NOR Flash的存储密度相对较低，不能存储大量数据。

NAND Flash：NAND Flash采用串行访问方式，内部结构相对简单，可以实现较高的存储密度，适用于大容量数据存储。

读取速度和延迟：

NOR Flash：NOR Flash具有较快的读取速度和较低的读取延迟。由于其并行访问特性，可以在任意地址上直接读取数据，适合快速执行代码和读取关键数据。

NAND Flash：NAND Flash的读取速度较慢，并且具有较高的读取延迟。由于其串行访问特性，必须按照页面（Page）或块（Block）的单位进行读取操作。

编程和擦除：

NOR Flash：NOR Flash支持按字节编程，可以直接在需要更改的位置写入数据，而不需要整体擦除。它的编程和擦除操作相对简单。

NAND Flash：NAND Flash在进行编程和擦除操作时，必须按照页面或块的单位进行。通常需要先擦除整个块，然后再进行编程操作。

寿命和可靠性：

NOR Flash：NOR Flash具有较高的可靠性和耐久性，适用于存储关键数据和固件。它支持快速的随机访问，具有较低的读取错误率。

NAND Flash：NAND Flash在存储密度方面表现出色，但相对于NOR Flash，其寿命和可靠性较低。它更适合用于存储大容量数据，如照片、视频等非关键数据。

NAND Flash 简介

NAND Flash 需要通过专门的 NFI（NAND Flash Interface）与 Host 端进行通信，如下图所示：

    根据每个存储单元内存储比特个数的不同，NAND闪存的常见类型有SLC、MLC、TLC 和QLC等。现在主要有四种闪存芯片类型：单级单元（SLC）、多级单元（MLC）、动作单元（TLC）和四级单元QLC（QLC）。

其中耐久性是由闪存单元在开始磨损前可以完成的程序擦写（P/E）周期数量来决定的，擦除和写入一个单元的过程便是一个P/E周期，P/E周期的标称数值越高，则表示该闪存颗粒可擦写的次数越高，即其耐久性越高。

    性能从高到低排序，分别为SLC、MLC、TLC、QLC。SLC不论在速度上还是颗粒寿命上都是这几个里面最优的，反之，QLC最差，但由于现在成本的原因，也由于现在的技术越来越成熟，目前主流的固态硬盘的颗粒，大多为TLC与QLC，MLC都已经非常罕见了，现在市面上定位中高端的固态硬盘往往都是TLC颗粒的，低端则大多为QLC颗粒。

SLC、MLC、TLC、QLC NAND区别：

1、生产成本上

slc＞mlc＞tlc＞qlc
2、读写速度上

slc＞mlc＞tlc＞qlc

写入次数：SLC（单层单粒子）写入次数最多，可达几十万次；MLC（多层单粒子）写入次数为几万次；而TLC（三层单粒子）写入次数为几千次；QLC写入次数为几百次最少。

3、使用寿命上

slc＞mlc＞tlc＞qlc

 寿命：SLC的数据可靠性最高，不易出现数据丢失等问题，而TLC的可靠性较低，QLC可靠性最低。

4、容量存储上

qlc＞slc＞mlc＞tlc

容量密度：QLC存储单元最大，SLC的存储单元其次，所以同等容量下，需要的体积会比MLC和TLC更大。相对应的，TLC的存储单元最小，所以同等容量下，它的密度最大。

5、稳定可靠上

稳定性：SLC的稳定性最高，MLC和TLC的稳定性稍低，特别是在高温环境下。QLC稳定性最差。

SLC NAND

SLC NAND的每个单元存储一位信息，0或1，写入和检索数据都很快，性能最佳，耐久性最高，提供高达10万个P/E周期，但是因为该类型闪存低数据密度的特性也让该SLC闪存最贵。耐久性强使得SLC在对读写耐久度要求很高的行业得以应用，如服务器、军工等。

总结：SLC在所有类型中具有最高的耐久性，但是容量低，价格最贵。

MLC NAND

MLC NAND属于多级单元，每个单元存储2个位。MLC的数据密度比SLC要高，可以有更大的存储容量，拥有1万个P/E周期，因而耐久性比SLC低。MLC在服务器、工规级应用较多。

总结：MLC具有第二好的耐久性，读写速度不如SLC，但价格比SLC便宜。

TLC NAND

TLC NAND为三级单元，每个单元存储3个位，P/E周期降至最高3000个。

总结：TLC在单元空间内提升了容量，但性能和耐久性下降，价格变得比MLC要便宜。目前在消费类产品上，采用TLC是性价比最高的存储方案，性能、价格、容量等多个方面达到了较好的平衡。

QLC NAND

QLC NAND为4级单元，每个单元存储4个位，性能和耐久性比TLC要大，代表耐久性方面的P/E周期只有1000个，但价格更便宜。目前已有消费级的大容量SSD采用QLC NAND闪存颗粒，例如SOLIDIGM P41 PLUS SSD固态硬盘就采用了QLC类型的闪存。

总结：QLC的性能和耐久性最差，但价格便宜，单元空间内的存储容量更高，性能和单元耐久性的不足却可以通过增大容量来弥补，未来有取代TLC成为消费类产品的首选存储方案。当年TLC NAND走过的路大概率会在QLC NAND身上重演。

关于3D NAND

     NAND闪存经历了2D NAND时期，现在已经迈入了3D NAND时期，3D NAND能有效解决缩小2D NAND时面临的问题，可以以更低成本实现单元空间里更高密度存储，得到更高的存储容量。2D NAND将用于存储数据的单元水平并排地放置，放置单元的空间量有限，而试图缩小单元则会降低闪存的可靠性。3D NAND则是在另一个维度（纵向）上增加叠放单元，从而获得更高存储密度来实现更高的存储容量，还可获得更高的耐久度和更低的功耗，同时又不会导致价格大幅上升。目前，各大存储厂商都非常注重3D NAND的研发，力争能以较低的每位成本提供更快的擦除和写入速度，这是NAND闪存的发展趋势，也是消费者日益增长的存储需求。

EMMC 简介 

eMMC是embedded MultiMediaCard的简称，即嵌入式多媒体卡，它是将Nand Flash和Flash Controller和eMMC接口等封装在一起的小型存储系统，eMMC = Nand + 控制器 + 标准封装接口

    这样做的好处是简化了存储系统设计，降低了开发复杂度。因为生产Nand Flash的厂商很多，每家生成的产品特性都有差异，程序员需要针对这些特性做兼容性开发，而eMMC则规定了统一的协议接口，程序员只需要根据协议开发，就能兼容各个厂商的eMMC产品。

    此外，eMMC的读写性能更好，其在Nand Flash的基础上，加入了Cache、Memory array等技术，大大提高了读写速度。eMMC的存储容量很大，从4GB到256GB都有。

eMMC存储器通常用于存储操作系统、应用程序和用户数据等。

NOR Flash 简介

    NOR Flash 根据与 CPU 端接口的不同，可以分为 Parallel NOR Flash 和 Serial NOR Flash 两类。
    Parallel NOR Flash 可以接入到 Host 的 SRAM/DRAM Controller 上，所存储的内容可以直接映射到 CPU 地址空间，不需要拷贝到 RAM 中即可被 CPU 访问，因而支持片上执行。Serial NOR Flash 的成本比 Parallel NOR Flash 低，主要通过 SPI 接口与 Host 连接。

    鉴于 NOR Flash 擦写速度慢，成本高等特性，NOR Flash 主要应用于小容量、内容更新少的场景，例如 PC 主板 BIOS、路由器系统存储等。

Nor Flash 缺点

①写入速度慢

②成本高

③擦除速度慢

④容量密度小

Nor Flash 特点

①具有独立的数据总线与地址总线

②读取速度快（支持单字节或者单字读取）

③可靠性高

④可片上执行

    Nor Flash 闪速存储器具可靠性高、随机读取速度快的优势，在擦出和编程操作较少而直接执行代码的场合，尤其是纯代码存储的应用中广泛使用。