随机存取存储器(RAM),又称读写存储器,是计算机等终端设备数据存储的一种重要形式,主要用作主存储器(内存),它能存储数据、指令、中间结果等信息。随机存取存储器具有记忆功能,任何一个存储单元都能随机地存入(写入)信息或取出(读出)信息,有超高的存取速度和写入耐久性。但断电后所存信息会消失,不利于数据的长期保存,所以多用于中间过程暂存信息。[2][1][4]
世界上最早的全电子化存储器是1947年在曼彻斯特大学诞生的威廉姆斯-基尔伯恩管 (Williams-Kilburn tube),其原理是用阴极射线管在屏幕表面上留下记录数据的“点”,也可以称之为真正意义上的第一代RAM。[5][6]从那时起,随机存取存储器经历了数代演变,相关系统包括磁芯存储器、动态随机存取存储器、(DRAM)、静态随机存取存储器和同步动态随机存取存储器等等。目前讨论计算速度时,随机存储器是最受欢迎的硬件组件之一。最新发明的DDR5的出现成为新一代 DRAM 的标准。[1][5]同时,DRAM正在紧随NAND的步伐,向三维发展,以提高单位面积的存储单元数量,推动存储器技术的突破。[7] 随机存取存储器(RAM)主要由存储矩阵、地址译码器、读/写控制器、输入/输出等几部分组成。根据存储单元的工作原理不同,可划分为静态存取存储器和动态存取存储器两类。其中动态随机存取存储器(DRAM)在内存计算领域展现出延迟低、 带宽高、运算速度快、集成密度大和生产工艺成熟等特点,广泛应用于云服务器、电脑、手机等电子设备。[1][3]
发展历程
回顾一下RAM的发展历程,即将曾经占据整个房间的巨大的磁芯结构缩小为微小的口袋大小的硬件,同时指数级地增加其存储容量和访问效率。总得来说,随机存取存储器的发展历程大致经历以下几个阶段: