归纳总结存储器的分类及其用途_存储器的分类及特点

归纳总结存储器的分类及其用途_存储器的分类及特点存储器的分类有哪些 常用的存储器有哪些典型的SoC存储体系包括处理器内部的寄存器、高速缓存(Cache)、片内ROM、片外主存。其中,内部寄存器通常由十几个到几十个构成,用于缓存程序运行时频繁使用的数据(局部变量、函数

存储器的分类有哪些 常用的存储器有哪些   典型的SoC存储体系包括处理器内部的寄存器、高速缓存(Cache)、片内ROM、片外主存。其中,内部寄存器通常由十几个到几十个构成,用于缓存程序运行时频繁使用的数据(局部变量、函数参数等)。   Cache是提升处理器性能的关键部件,以块为单位,通过FIFO或LRU替换算法,对指令或数据进行缓存,降低处理器与片外存储的交换频率。Cache一般可分为1级、2级、3级Cache。对于多核处理器而言,1级Cache为每个核独享,2、3级Cache为多核共享,容量逐级递增,速度逐级递减。   片内ROM作为只读存储器,通常用来存放SoC系统的启动程序,然后从外存中读取系统系统程序和应用程序,送到主存。   片外主存用于存放当前正在运行的系统程序、应用程序、数据及堆栈等关键信息。通常采用易失存储器,如SDRAM、DDR2、DDR3等,系统掉电后信息丢失。Flash为SoC的主要外存,可分为Nor Flash和Nand Flash。Nor Flash具有字节寻址能力,通常用来存放系统引导启动程序,可实现SoC的片外启动。Nand Flash为块设备,存储容量大,非易失,用来存放系统程序,如操作系统等。   由典型的SoC存储体系包括处理器内部的寄存器、高速缓存(Cache)、片内ROM、片外主存。其中,内部寄存器通常由十几个到几十个构成,用于缓存程序运行时频繁使用的数据(局部变量、函数参数等)。   Cache是提升处理器性能的关键部件,以块为单位,通过FIFO或LRU替换算法,对指令或数据进行缓存,降低处理器与片外存储的交换频率。Cache一般可分为1级、2级、3级Cache。对于多核处理器而言,1级Cache为每个核独享,2、3级Cache为多核共享,容量逐级递增,速度逐级递减。   片内ROM作为只读存储器,通常用来存放SoC系统的启动程序,然后从外存中读取系统系统程序和应用程序,送到主存。   片外主存用于存放当前正在运行的系统程序、应用程序、数据及堆栈等关键信息。通常采用易失存储器,如SDRAM、DDR2、DDR3等,系统掉电后信息丢失。Flash为SoC的主要外存,可分为Nor Flash和Nand Flash。Nor Flash具有字节寻址能力,通常用来存放系统引导启动程序,可实现SoC的片外启动。Nand Flash为块设备,存储容量大,非易失,用来存放系统程序,如操作系统等。   由SoC存储体系中的歌存储器的特性,构成分层存储结构,如图所示,从内部寄存器到外部存储器,访问速度越来越慢,存储容量越来越大,成本越来越低,且上一层的存储内容是下一层的子集。采用分层存储设计可以在性能、容量和成本之间寻找平衡点。   
图片   01存储器分类   1、按照访问方式分类随机存储器(RAM,Random Access Memory) ,访问顺序与存储位置无关,比如主存、cache等。顺序存储器(SAM,Sequential Access Memory) ,信息按照顺序存放和读取,容量大,速度慢。内容可寻址寄存器(CAM,Content Addressable Memory) ,不是通过地址访问,而是按内容检索到存储位置进行读写。   2、按信息是否可更改分类RAM,断电后数据丢失,数据可写入更改ROM,断电后数据不会丢失,信息一旦写入就不能更改   3、按断电后信息的可保存性分类非易失性存储器(NVM,Non-Volatile Memory),断电后不会丢失数据,如ROM、闪存Flash、光盘等。易失性存储器(Volatile Memory),断电后会丢失数据,比如主存、cache。   (关于RAM和ROM的细分,附上笔者整理的笔记,字丑勿怪)   
图片   02常用的存储器   1、静态随机存储器(SRAM)   SRAM不需要刷新顶啊路就能保持内部存储数据的状态,所以SRAM的访问速度非常快,可达到和处理器的时钟同步。但由于SRAM存储每一位都需要用到6个晶体管,因此功耗较高、面积较大,成本自然就很高。因此SRAM常常被用作cache这种对速度要求很高,但对存储容量要求不高的存储器。   2、动态随机存储器(DRAM)   DRAM相比于SRAM,结构更加简单,因此存储密度更高、体积更小、容量更大、价格更低,可用于存储大规模的程序和数据。但是需要定期对电容进行充电以使其保持原值不变,这一过程称为刷新。在刷新过程中,所有工作指令只能等待而无法执行,因此DRAM的性能要远低于SRAM。   DRAM的种类很多,如SDRAM、DDR、DDR2、DDR3等,但均以SDRAM(Synchronous Dynamic RAM)为基本架构。DDR在时钟的上升沿和下降沿均采样数据,进而实现Double Data Rate,最大带宽是SDRAM的两倍。DDR2和DDR3分别拥有4bit、8bit数据预取能力,因此速度也比前代成倍提升。   3、闪存Flash   闪存Flash是一种非易失性存储器,是EEPROM的变种,但成本要远低于EEPROM。NOR Flash 和 NAND Flash是市场上两种主流的Flash存储器。   NOR Flash可以芯片内执行,采用随机访问,与SRAM相似,应用程序可以直接在Flash内运行而不必把代码再读取到系统主存中。多用于存放系统启动程序。   NAND Flash的访问是以块为单位进行的,不能直接运行存储在里面的代码,更适用于存储大规模数据,如U盘、固态硬盘等。

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