Información detallada de la memoria de acceso aleatorio

La memoria de acceso aleatorio (inglés: Random Access Memory, abreviatura: RAM), también llamada memoria principal, es una memoria interna que intercambia datos directamente con la CPU. [1] Se puede leer y escribir en cualquier momento (excepto cuando se actualiza, ver más abajo), es muy rápido y, a menudo, se usa como medio de almacenamiento de datos temporal para el sistema operativo u otros programas en ejecución.

La memoria principal es la memoria más importante dentro del ordenador. Se utiliza para cargar diversos programas y datos para su operación y uso directo por parte de la CPU. Debido a que la DRAM es muy rentable y tiene buena escalabilidad, hoy en día es la parte más importante de la memoria principal de las computadoras en general. En 2014, la memoria principal utilizada en la producción de computadoras era la SDRAM DDR3. En 2016, la SDRAM DDR4 comenzó a volverse cada vez más popular y los fabricantes de computadoras portátiles como ASUS y Acer comenzaron a usar la memoria DDR4 para reemplazar la DDR3L en las computadoras portátiles. Introducción básica Nombre chino: memoria de acceso aleatorio Nombre extranjero: memoria aleatoria Aess Principio de almacenamiento: almacenamiento de datos mediante flip-flop Estructura de la unidad: NMOS de seis tubos o abreviatura del sistema operativo: características de RAM, categoría, composición, diferencia, memoria de solo lectura, memoria, Unidad de memoria, características Acceso aleatorio El llamado "acceso aleatorio" significa que cuando se leen o escriben datos en la memoria, el tiempo requerido no tiene nada que ver con la ubicación de la información ni con el lugar donde se escribe. Por el contrario, al leer o escribir información en un dispositivo de almacenamiento Sequential Aess, el tiempo y la ubicación requeridos están relacionados. Se utiliza principalmente para almacenar el sistema operativo, diversas aplicaciones, datos, etc. La RAM volátil no puede retener datos cuando se apaga la energía. Si es necesario guardar datos, se deben escribir en un dispositivo de almacenamiento a largo plazo (como un disco duro). En comparación con la RAM y la ROM, la mayor diferencia entre las dos es que los datos almacenados en la RAM desaparecerán automáticamente después de que se apague la alimentación, mientras que la ROM no desaparecerá automáticamente y se puede guardar durante mucho tiempo sin energía. La memoria estática de acceso aleatorio es sensible a la electricidad estática Al igual que otros circuitos integrados delicados, la memoria de acceso aleatorio es muy sensible a las cargas electrostáticas ambientales. La electricidad estática interferirá con la carga de los condensadores en la memoria, provocando pérdida de datos e incluso quemando el circuito. Por lo tanto, antes de tocar la memoria de acceso aleatorio, debes tocar el suelo metálico con la mano. Velocidad de acceso La memoria de acceso aleatorio moderna tiene las velocidades de escritura y lectura más rápidas de casi todos los dispositivos de acceso, y los retrasos en el acceso son insignificantes en comparación con otros dispositivos de almacenamiento que implican operaciones mecánicas. La memoria de la computadora portátil necesita actualización (regeneración) La memoria de acceso aleatorio moderna se basa en capacitores para almacenar datos. Un condensador completamente cargado representa un 1 (binario) y un condensador descargado representa un 0. Dado que los condensadores tienen fugas hasta cierto punto, los datos se perderán gradualmente con el tiempo si no se toma un tratamiento especial. Actualizar significa leer periódicamente el estado del capacitor y luego recargarlo de acuerdo con su estado original para compensar la carga perdida. La necesidad de actualizar explica exactamente la naturaleza volátil de la memoria de acceso aleatorio. Categoría Según el principio de funcionamiento de la unidad de almacenamiento, la RAM se divide en RAM estática y RAM dinámica. Memoria estática de acceso aleatorio (SRAM) La unidad de almacenamiento estático se compone de un flip-flop estático y un control de puerta adicional. Por lo tanto, depende de la función de autoprotección del disparador para almacenar datos. Memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM)

La matriz de almacenamiento de la RAM dinámica está compuesta por celdas de almacenamiento MOS dinámicas. Las celdas de memoria MOS dinámicas utilizan la capacitancia de la puerta del tubo MOS para almacenar información. Sin embargo, dado que la capacidad de la capacitancia de la puerta es muy pequeña y la corriente de fuga no puede ser absolutamente igual a 0, el tiempo de almacenamiento de la carga es limitado. Para evitar la pérdida de información almacenada, la carga faltante debe reponerse periódicamente en el condensador. Esta operación generalmente se denomina "actualización" o "regeneración", por lo que la DRAM requiere un circuito de control de actualización en su interior y su operación es más complicada que la RAM estática. A pesar de esto, debido a que la estructura de las celdas de memoria DRAM puede simplificarse, utilizando menos componentes y bajo consumo de energía, se ha convertido en un producto principal de RAM de gran capacidad. Composición El circuito RAM consta de tres partes: decodificador de direcciones, matriz de almacenamiento y circuito de control de lectura y escritura, como se muestra en la figura. Figura 1 La matriz de memoria está organizada por flip-flops y cada flip-flop puede almacenar un bit de datos (0 o 1).

Por lo general, cada grupo de celdas de memoria se programa como una dirección para almacenar una "palabra"; el número de bits en cada palabra es igual al número de celdas en este grupo. La capacidad de la memoria se expresa como "número de palabras × número de bits". El decodificador de direcciones traduce cada código de dirección de entrada en una señal de nivel alto (o bajo), selecciona un grupo de celdas de la matriz de almacenamiento y las conecta al circuito de control de lectura y escritura. Con la cooperación de señales de control de lectura y escritura, los datos se leen o escriben. Diferencia memoria de solo lectura ROM-memoria de solo lectura memoria de solo lectura ① En pocas palabras, en las computadoras, tanto la RAM como la ROM son memorias de datos. La RAM es una memoria de acceso aleatorio, que se caracteriza por la volatilidad, es decir, la pérdida de memoria cuando se apaga. ROM generalmente se refiere a la memoria solidificada (escribir una vez, leer repetidamente), que tiene las características opuestas a la RAM. La ROM se divide en tres tipos: curado único, borrado óptico y borrado y reescritura eléctrica. Por ejemplo, si hay un corte de energía repentino o el archivo se cierra sin guardarlo, entonces la ROM puede guardar aleatoriamente los archivos no guardados previamente, pero la RAM hará que los archivos no guardados previamente desaparezcan. Memoria Dinámica de Acceso Aleatorio Memoria En la estructura de la computadora existe una parte muy importante que es la memoria. La memoria es un componente que se utiliza para almacenar programas y datos. Para las computadoras, solo con memoria pueden tener funciones de memoria y garantizar un funcionamiento normal. Hay muchos tipos de memoria, que se pueden dividir en memoria principal y memoria auxiliar según sus usos. La memoria principal también se denomina almacenamiento de memoria (denominada memoria) y la memoria auxiliar también se denomina memoria externa (denominada memoria externa). ). El almacenamiento externo suele ser medios magnéticos o discos ópticos, como discos duros, disquetes, cintas, CD, etc., que pueden almacenar información durante mucho tiempo y no dependen de la electricidad para almacenar información. Sin embargo, es impulsado por medios mecánicos. partes y es más lento que la CPU. La memoria se refiere al componente de almacenamiento en la placa base. Es un componente con el que la CPU se comunica directamente y utiliza para almacenar datos. Almacena los datos y programas que se están utilizando actualmente (es decir, que se están ejecutando). o más Un grupo de circuitos integrados con funciones de entrada y salida de datos y almacenamiento de datos. La memoria solo se usa para almacenar temporalmente programas y datos. Una vez que se apaga la energía o se produce un corte de energía, los programas y los datos que contiene se perderán. . Desde los inicios de las computadoras ha existido la memoria. El desarrollo de la memoria ha experimentado muchas mejoras tecnológicas hasta el día de hoy. Desde las primeras DRAM hasta FPMDRAM, EDODRAM, SDRAM, etc., la velocidad de la memoria ha ido mejorando y su capacidad ha ido aumentando. ¿Qué tipo de memoria se utiliza principalmente en los servidores hoy en día? Los servidores de arquitectura IA suelen utilizar REGISTEREDECCSDRAM. Memoria de acceso aleatorio de ciclo rápido Dado que la memoria se utiliza para almacenar datos y programas que están actualmente en uso (es decir, en ejecución), ¿cómo funciona? La memoria de la computadora a la que generalmente nos referimos se refiere a la memoria dinámica (es decir, DRAM). La llamada "dinámica" en la memoria dinámica significa que después de escribir datos en la DRAM, los datos se perderán después de un período de tiempo. Se requiere un circuito para la operación de actualización de la memoria. El proceso de trabajo específico es el siguiente: si una celda de memoria DRAM almacena 0 o 1 depende de si el capacitor tiene carga. La presencia de carga representa 1 y la ausencia de carga representa 0. Pero con el tiempo, el capacitor que representa 1 se descargará y el capacitor que representa 0 absorberá carga, lo cual es el motivo de la pérdida de datos. La operación de actualización comprueba periódicamente el condensador. Si la potencia es superior a la mitad de la potencia total, se considera que representa 1 y el condensador está completamente cargado si la potencia es inferior a la mitad, se considera que representa; 0 y el condensador se descarga para mantener la continuidad de los datos. Unidad de almacenamiento unidad de almacenamiento estático (SRAM) ●Principio de almacenamiento: los datos se almacenan mediante flip-flops ●Estructura de la unidad: compuesta por NMOS u OS de seis tubos ●Ventajas: rápido, fácil de usar, sin necesidad de actualizar, consumo de energía estática extremadamente bajo ; a menudo se utiliza como caché ● Desventajas: gran número de componentes, bajo nivel de integración, alto consumo de energía operativa ● Chips integrados SRAM de uso común: 6116 (2K×8 bits), 6264 (8K×8 bits), 62256 (32K×8 bits). ), unidad de memoria dinámica (DRAM) 2114 (1K×4 bits) ●Principio de almacenamiento: es necesario actualizar el principio de utilizar la capacitancia de la compuerta del tubo MOS para almacenar carga (temprano: unidad básica de tres tubos; más tarde: unidad básica de un solo tubo). unidad) ●Refresh (regeneración): Para reponer oportunamente la carga faltante y evitar la pérdida de información almacenada, el condensador de puerta se debe recargar con carga periódicamente. ● Tiempo de actualización: el tiempo para las operaciones de actualización regulares.

Este tiempo debe ser menor que el tiempo que la capacitancia de la puerta retiene información de forma natural (menos de 2 ms). ●Ventajas: El nivel de integración es mucho mayor que el de SRAM, bajo consumo de energía y el precio también es bajo. ●Desventajas: Los circuitos periféricos son complicados debido a la necesidad de actualizar y también hace que la velocidad de acceso sea más lenta que la de SRAM; En las computadoras, la DRAM se utiliza a menudo como memoria principal. A pesar de esto, las celdas de memoria DRAM se han convertido en el producto principal de la RAM de gran capacidad debido a su estructura simple, pocos componentes, alta integración y bajo consumo de energía.