半导体存储器简介及分类
编辑：刘帆 来源： 思瀚 江波龙    2023-02-14

存储器是指利用磁性材料或半导体等材料作为介质进行信息存储的器件，半导体存储器利用半导体介质贮存电荷以实现信息存储，存储与读取过程体现为电荷的贮存或释放，半导体存储是集成电路的重要分支。

半导体存储器按照是否需要持续通电以维持数据分为易失性存储和非易失性存储，具体简要分类如下：

（1）易失性存储

易失性存储主要指随机存取存储器（RAM）。RAM需要维持通电以临时保存数据供主系统CPU读写和处理。由于RAM可以实现对数据的高速读写，因此通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储媒介。

RAM根据是否需要周期性刷新以维持数据存储，进一步分为动态随机存取存储器（DRAM）和静态随机存取存储器（SRAM）。动态随机存取存储器（DRAM）需要在维持通电的同时，通过周期性刷新来维持数据，故称“动态”存储器。DRAM结构简单，因此单位面积的存储密度显著高于SRAM，但访问速度慢于SRAM；此外，由于DRAM需要周期性刷新以维持正确的数据，因此功耗较SRAM更高。DRAM作为一种高密度的易失性存储器，主要用作CPU处理数据的临时存储装置，广泛应用于智能手机、个人电脑、服务器等主流应用市场。

（2）非易失性存储

非易失性存储主要指只读存储器（ROM），无需持续通电亦能长久保存数据的存储器。早期的ROM产品信息首次写入后即固定下来，以非破坏性读出方式工作，只能读出而无法修改或再次写入信息，故称“只读”存储器。ROM经过不断演变发展，经过掩膜只读存储器（Mask ROM）、可编程只读存储器（PROM）、可编程可擦除只读存储器（EPROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）和快闪存储器（Flash）等阶段，已经突破原有的“只读”限制。Flash主要包括NAND Flash和NOR Flash。

NAND Flash是使用电可擦技术的高密度非易失性存储。NAND Flash每位只使用一个晶体管，存储密度远高于其他ROM；在正常使用情况下，Flash所存的电荷（数据）可长期保存；同时，NAND Flash能够实现快速读写和擦除。NANDFlash为大容量数据存储的实现提供了廉价有效的解决方案，是目前全球市场大容量非易失存储的主流技术方案。

NOR Flash特点在于允许CPU直接从存储单元中读取代码执行（eXecute InPlace, XIP），即应用程序可直接在Flash内运行，而不必再读到系统RAM中；但NOR Flash写入和擦除速度慢，因此不适宜作为大容量存储器，仅在小容量场景具有成本效益。