非易失性存储器和易失性存储器有什么全部详细资料对比

电子工程师 2019-04-07 8846

存储技术

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描述

非易失性存储器技术是在关闭计算机或者突然性、意外性关闭计算机的时候数据不会丢失的技术。非易失性存储器技术得到了快速发展，非易失性存储器主要分为块寻址和字节寻址两类。

　　在很多的存储系统的写操作程序中，内存作为控制器和硬盘之间的重要桥梁，提供更快速的性能，但是如果发生突然间断电的情况，如何保护内存中的数据不丢失，这是存储系统中老生常谈的议题。易失性存储器就是在关闭计算机或者突然性、意外性关闭计算机的时候，里面的数据会丢失，就像内存。非易失性存储器在上面的情况下数据不会丢失，像硬盘等外存。RRAM是一种非易失性存储器，也称为忆阻器，为制造非易失性存储设备，模拟人类大脑处理信息的方式铺平了道路。RRAM由两个金属电极夹一个薄介电层组成，在正常状态下它是绝缘体，它以纳米器件加工技术为基础是一种有记忆功能的非线性电阻。每个忆阻器有一个底部的导线与器件的一边接触，一个顶部的导线与另一边接触。

　　忆阻器是一个由两个金属电极夹着的氧化钦层构成的双端，双层交叉开关结构的半导体。其中一层氧化钦掺杂了氧空位，成为一个半导体；相邻的一层不掺杂任何东西，让其保持绝缘体的自然属性，通过检测交叉开关两端电极的阻性，就能判断RRAM的“开”或者“关”状态。

　　忆阻器除了其独特的“记忆”功能外，有两大特性使其被业界广泛看好。一是其具有更短的存储访问时间，更快的读写速度，其整合了闪存和DRAM的部分特性；二是其存储单元小和制造工业可以升级，忆阻器的尺寸可以做到几个纳米，很有可能将微电子技术的发展带人到下一个十年，而且其可以与CMOS技术相兼容等优势，是下一代非易失性存储技术的发展趋势。

　　易失性存储器

　　它在任何时候都可以读写，RAM通常是作为操作系统或其他正在运行程序的临时存储介质（可称作系统内存）。不过，当电源关闭时RAM不能保留数据，如果需要保存数据，就必须把它们写入到一个长期的存储器中（例如硬盘）。正因为如此，有时也将RAM称作“可变存储器”。RAM内存可以进一步分为静态RAM（SRAM）和动态内存（DRAM）两大类。DRAM由于具有较低的单位容量价格，所以被大量的采用作为系统的主记忆。

　　不同应用在不同的容性负载下需要不同的工作频率，这项要求与芯片组的性能以及电路板布局和复杂性紧密相关。例如，高频工作环境通常对电性能的优化要求严格，设计工程师需要考虑整个电路板上的电噪声，以降低线路的寄生电容。在这种情况下，降低存储器输出驱动器的强度更加受欢迎。此外，还必须根据工作频率优化指令执行速度。有时候，要想在发送命令后取得适合的高效的吞吐量，就必须减少空时钟周期次数。

　　在应用电路板测试阶段，为了正确地激励存储器、查看存储器的响应，微控制器需要全套的命令和功能。这项操作灵活性测试通常用于检测全部系统组件，以确保产品在生命周期内的功能。相反，标准的客户最终应用只使用一个精简的指令集。例如，在使用SPI闪存时，最终应用通常使用读指令（正常、快速和/或4位I/O输入输出），把启动代码下载到RAM存储器。

　　设计人员应该优化非易失性存储器，以缩减系统上电期间的代码读取和下载时间。在新的先进的平台上，如车用电子、计算机光驱或蓝牙模块，SPI闪存可能用于直接从非易失性存储器读取部分系统固件，以缩短系统固件下载到高速易失性存储器的过程。当然，目前出现的最新应用对存储器的灵活性要求更加严格。

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