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非易失性存储器和易失性存储器的对比
作者: 发布日期:2019-01-30

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。

非易失性存储器和易失性存储器的对比

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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