內(nèi)存條如何存儲(chǔ)數(shù)據(jù)

發(fā)布時(shí)間： 2023-04-17 14:07:23

內(nèi)存條還有一個(gè)更專業(yè)的名字： RAM（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器），因?yàn)樗鼈兛梢栽谌魏挝恢秒S機(jī)讀寫數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)基本上都是二進(jìn)制的，所以無論什么數(shù)據(jù)或代碼指令，在我們這里都是一連串的0和1的比特。

為了存儲(chǔ)這一個(gè)比特，在先驅(qū)者面前曾經(jīng)有兩種電路方案，第一種是靜態(tài)方案：即

這是不是有點(diǎn)復(fù)雜？我想是的。這種電路方案的優(yōu)點(diǎn)是在0和1之間保持穩(wěn)定的狀態(tài)，因此被稱為靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（SRAM）。
但它需要太多的晶體管，一個(gè)比特就需要幾個(gè)晶體管。16GB太多，而且成本太高。

有第二個(gè)選擇：

這樣是不是簡(jiǎn)單了許多？只通過一個(gè)電容器的電荷就能決定這是一個(gè) 1 還是一個(gè) 0，這樣就存儲(chǔ)了 1bit。

在每一個(gè)存儲(chǔ)芯片里，這樣的比特位存儲(chǔ)單元都有很多，例如一個(gè) 16G 的內(nèi)存條有 137438953472 bit，也就是有 137438953472 個(gè)這樣的電容。

但這種電路方案有個(gè)毛病，就是里面的那個(gè)電容會(huì)“漏電”，電容中的電荷會(huì)慢慢消失，電壓也就變小了，這樣就沒辦法區(qū)分這是表示的 1 還是 0 了。

為了解決這個(gè)問題，必須得周期性的去給它們充電，才能維持?jǐn)?shù)據(jù)的穩(wěn)定，這叫動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)刷新，所以這種方案叫 DRAM (Dynamic Random Access Memory)。

內(nèi)存控制器就像一個(gè)中介，位于 CPU 與內(nèi)存條之間。

CPU 這邊想要訪問數(shù)據(jù)，肯定不想這么麻煩，所以內(nèi)存控制器就派上用場(chǎng)了。

用 bit 作為讀寫單元太麻煩了，咱們按 8 bit 為一組，叫做一個(gè)字節(jié) byte，CPU 統(tǒng)一給內(nèi)存的存儲(chǔ)空間編址，以后要讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候呢，就把地址交給內(nèi)存控制器，再告訴內(nèi)存具體是讀寫哪個(gè)芯片哪個(gè)分片的哪些位置。

以后只需要一個(gè)地址，內(nèi)存控制器就轉(zhuǎn)換成具體的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置，去讀取內(nèi)存，再由內(nèi)存完成讀寫操作就可以了。

由于內(nèi)存控制器的重要性，現(xiàn)在，內(nèi)存控制器已經(jīng)集成到了 CPU 內(nèi)部，成為了 CPU 的一份子了。

隨著 CPU 的發(fā)展，CPU 的速度越來越快，開始嫌內(nèi)存慢了，要說慢，硬盤那可比內(nèi)存慢多了！于是在 CPU 內(nèi)部又搞了個(gè)緩存出來，不用每次都問內(nèi)存要數(shù)據(jù)，而是把一些常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在 CPU 內(nèi)部的緩存中。

只不過 CPU 內(nèi)部的緩存不會(huì)太大，僅存放一些常用的數(shù)據(jù)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)還是需要通過內(nèi)存進(jìn)行讀取。

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