内存一般采用半导体存储单元，包括随机存储器（RAM），只读存储器（ROM），以及高速缓存（CACHE）。只不过因为RAM是其中最重要的存储器。（synchronous）SDRAM同步动态随机存取存储器：SDRAM为168脚，这是目前PENTIUM及以上机型使用的内存。SDRAM将CPU与RAM通过一个相同的时钟锁在一起，使CPU和RAM能够共享一个时钟周期，以相同的速度同步工作，每一个时钟脉冲的上升沿便开始传递数据，速度比EDO内存提高50%。DDR（DOUBLE DATA RATE）RAM ：SDRAM的更新换代产品，他允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据，这样不需要提高时钟的频率就能加倍提高SDRAM的速度。 

按工作原理分类

●只读存储器（ROM）

ROM表示只读存储器（Read Only Memory），在制造ROM的时候，信息（数据或程序）就被存入并永久保存。这些信息只能读出，一般不能写入，即使机器停电，这些数据也不会丢失。ROM一般用于存放计算机的基本程序和数据，如BIOS ROM。其物理外形一般是双列直插式（DIP）的集成块。 

现在比较流行的只读存储器是闪存( Flash Memory)，它属于 EEPROM(电擦除可编程只读存储器)的升级，可以通过电学原理反复擦写。现在大部分BIOS程序就存储在 FlashROM芯片中。U盘和固态硬盘(SSD)也是利用闪存原理做成的。 

●随机存储器（RAM）

内存

内存

随机存储器（Random Access Memory）表示既可以从中读取数据，也可以写入数据。当机器电源关闭时，存于其中的数据就会丢失。我们通常购买或升级的内存条就是用作电脑的内存，内存条（SIMM）就是将RAM集成块集中在一起的一小块电路板，它插在计算机中的内存插槽上，以减少RAM集成块占用的空间。目前市场上常见的内存条有1G/条，2G/条，4G/条等。

RAM分为两种：DRAM和SRAM。 

DRAM( Dynamic RAM，动态随机存储器)的存储单元是由电容和相关元件做成的，电容内存储电荷的多寡代表信号0和1。电容存在漏电现象，电荷不足会导致存储单元数据出错，所以DRAM需要周期性刷新，以保持电荷状态。DRAM结构较简单且集成度高，通常用于制造内存条中的存储芯片。 [4] 

SRAM( Static RAM，静态随机存储器)的存储单元是由晶体管和相关元件做成的锁存器，每个存储单元具有锁存“0”和“1”信号的功能。它速度快且不需要刷新操作，但集成度差和功耗较大，通常用于制造容量小但效率高的CPU缓存。 

●高速缓冲存储器（Cache）

Cache也是我们经常遇到的概念，也就是平常看到的一级缓存(L1 Cache）、二级缓存(L2 Cache）、三级缓存(L3 Cache）这些数据，它位于CPU与内存之间，是一个读写速度比内存更快的存储器。当CPU向内存中写入或读出数据时，这个数据也被存储进高速缓冲存储器中。当CPU再次需要这些数据时，CPU就从高速缓冲存储器读取数据，而不是访问较慢的内存，当然，如需要的数据在Cache中没有，CPU会再去读取内存中的数据。 

按内存技术标准分类

按内存技术标准可分为 SDRAM， DDR SDRAM，DDR2 SDRAM和DDR3 SDRAM。 

1) SDRAM

(Synchronous Dynamic RAM，同步动态随机存储器)采用3.3V工作电压，内存数据位宽64位。 SDRAM与CPU通过一个相同的时钟频率锁在一起，使两者以相同的速度同步工作。 SDRAM它在每一个时钟脉冲的上升沿传输数据SDRAM内存金手指为168脚。 

SDRAM内存有以下几种：PC66/100/133150/166，核心频率分别为66MHz，100Mz133MHz，150MHz，166MHz。时钟频率、等效频率与核心频率相等单根 SDRAM内存数据传输带宽最高为 166MHz × 64bit ÷ 8 = 1.3GB/s。 

相关概念

核心频率：是内存颗粒内部存储单元的工作频率，即电容的刷新频率。它是内存工作的基础频率，其他频率都是建立在它基础之上的。 

时钟频率：又称内存总线频率，它是主板时钟芯片提供给内存的工作频率。 

等效频率：又称等效数据传输频率，它是内存与外界据交换的实际频率。通常内存标签上贴的就是等效效率。 

2) DDR SDRAM

( Double data Rate SDRAM，双倍速率同步动态随机存储器)采用2.5V工作电压，内存数据位宽64位。 DDR SDRAM (简称DDR内存)一个时钟脉冲传输两次数据，分别在时钟脉冲的上升沿和下降沿各传输一次数据，因此称为双倍速率的SDRAM。 

DDR内存金手指为184脚。DDR内存有以下几种:：DDR 200 / 266 / 333400 / 500。核心频率与时钟频率相等，分别为100 MHz， 133 MHz， 166 MHz， 200 MHz， 250 MHz，等效频分别为200 MHz， 266 MHz， 333 MHz， 400 MHz， 500 MHz，请注意， DDR内存的等效频率是时钟频率的两倍，因为DDR内存是双倍速率工作的。DDR内存核心采用2位数据预读取，也就是一次(一个脉冲)取2位。 

而DDR内存核心频率等于时钟频率，等效频率是时钟频率的2倍，所以内存核心一次(一个脉冲)取出的数能及时地一次(一个脉冲)传输出去。单根DDR内存数据传输带宽最高为500 MHz×64 bit 8-4 GB/s。 

3) DDR2 SDRAM

(Double Data Rate 2 SDRAM)采用1.8V工作电压，内存数据位宽64位。 DDR2内存和DDR内存一样，一个时钟脉冲传输两次数据，但DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存的预读取能力，即4位数据预读取。 

DDR 2内存金手指为240脚。DDR2内存有以下几种: DDR2 533 / 667 / 800 / 066。核心频率分别为133 MHz， 166 MHz， 200 MHz， 266 MHz，时钟频率分别为: 266 MHz，333 MHz， 400 MHz， 533 MHz，等效频率分别为533 MHz， 667 MHz， 800 MHz， 1066 MHz。 

前面已经说过， DDR2内存核心采用4位数据预读取，也就是一次(一个脉冲)取4位，如果和上一代DDR内存一样，时钟频率与核心频率相等，等效频率是时钟频率2倍的话，就无法及时地将取出的数传输出去；所以DDR 2内存的时钟频率是核心频率的2倍，这样才能将相同时间间隔内从内存核心取出的数，在相同时间间隔内传输出去。 

单根DDR2内存的数据传输带宽最高为1066 MH2z X 64 bit 8 - 8.6 GB/s。 

4) DDR3 SDRAM

(Double Data Rate 3 SDRAM)采用1.5 V工作电压，内存数据位宽64位。同样， DDR3内存拥有两倍于上一代DDR2内存的预读取能力，即8位数据预读取。 

对于DDR 3内存，可以得出以下关系：时钟频率是核心频率的4倍，等效频率是时钟频率的2倍，也就是说DDR3内存等效频率是核心频率的8倍。 

DDR 3内存有以下几种: DDR3 1066 / 1333 / 1600 / 1800 / 2000。核心频率分别为133 MHz，166 MHz， 200 MHz， 225 MHz， 250 MHz，时钟频率分别分533 MHz， 667 MHz， 800 MHz，900 MHz， 1000 MHz，等效频率分别为: 1066 MHz， 1333 MHz， 1600 MHz， 1800 MHz，2000 MHz。单根DDR3内存的数据传输带宽最高为2000 MHz × 64 bit÷ 8 -16 GB/s。

5) DDR4 SDRAM

(Double Data Rate 4 SDRAM)采用1.2V工作电压，内存数据位宽64位， 16位数据预读取。取消双通道机制，一条内存即为一条通道。工作频率最高可达4266 MHz，单根DDR4内存的数据传输带宽最高为34 GB/s。 

按系统逻辑分类

1）扩充内存

到1984年，即286被普遍接受不久，人们越来越认识到640KB的限制已成为大型程序的障碍，这时，Intel和Lotus，这两家硬、软件的杰出代表，联手制定了一个由硬件和软件相结合的方案，此方法使所有PC机存取640KB以上RAM成为可能。而Microsoft刚推出Windows不久，对内存空间的要求也很高，因此它也及时加入了该行列。 

在1985年初，Lotus、Intel和Microsoft三家共同定义了LIM－EMS，即扩充内存规范，通常称EMS为扩充内存。当时，EMS需要一个安装在I/O槽口的内存扩充卡和一个称为EMS的扩充内存管理程序方可使用。但是I/O插槽的地址线只有24位（ISA总线），这对于386以上档次的32位机是不能适应的。所以，现在已很少使用内存扩充卡。现在微机中的扩充内存通常是用软件如DOS中的EMM386把扩展内存模拟或扩充内存来使用。所以，扩充内存和扩展内存的区别并不在于其物理存储器的位置，而在于使用什么方法来读写它。下面将作进一步介绍。 [5] 

前面已经说过扩充存储器也可以由扩展存储器模拟转换而成。EMS的原理和XMS不同，它采用了页帧方式。页帧是在1MB空间中指定一块64KB空间（通常在保留内存区内，但其物理存储器来自扩展存储器），分为4页，每页16KB。EMS存储器也按16KB分页，每次可交换4页内容，以此方式可访问全部EMS存储器。符合EMS的驱动程序很多，常用的有EMM386.EXE、QEMM、TurboEMS、386MAX等。DOS和Windows中都提供了EMM386 . EXE。 

2）扩展内存

我们知道，286有24位地址线，它可寻址16MB的地址空间，而386有32位地址线，它可寻址高达4GB的地址空间，为了区别起见，我们把1MB以上的地址空间称为扩展内存XMS（eXtend memory）。

扩展内存图解

在386以上档次的微机中，有两种存储器工作方式，一种称为实地址方式或实方式，另一种称为保护方式。在实方式下，物理地址仍使用20位，所以最大寻址空间为1MB，以便与8086兼容。保护方式采用32位物理地址，寻址范围可达4GB。DOS系统在实方式下工作，它管理的内存空间仍为1MB，因此它不能直接使用扩展存储器。为此，Lotus、Intel、AST及Microsoft公司建立了MS－DOS下扩展内存的使用标准，即扩展内存规范XMS。我们常在Config.sys文件中看到的Himem.sys就是管理扩展内存的驱动程序。

扩展内存管理规范的出现迟于扩充内存管理规范。

3）高端内存区

在实方式下，内存单元的地址可记为：

段地址：段内偏移 

通常用十六进制写为XXXX：XXXX。实际的物理地址由段地址

内存

内存

左移4位再和段内偏移相加而成。若地址各位均为1时，即为FFFF：FFFF。其实际物理地址为：FFF0+FFFF=10FFEF，约为1088KB.这已超过1MB范围进入扩展内存了。这个进入扩展内存的区域约为64KB，是1MB以上空间的第一个64KB。我们把它称为高端内存区HMA（High Memory Area）。HMA的物理存储器是由扩展存储器取得的。因此要使用HMA，必须要有物理的扩展存储器存在。此外HMA的建立和使用还需要XMS驱动程序HIMEM.SYS的支持，因此只有装入了HIMEM.SYS之后才能使用HMA。 

4）上位内存

为了解释上位内存的概念，我们还得回过头看看保留内存区。保留内存区是指640KB～1024KB（共384KB）区域。这部分区域在PC诞生之初就明确是保留给系统使用的，用户程序无法插足。但这部分空间并没有充分使用，因此大家都想对剩余的部分打主意，分一块地址空间（注意：是地址空间，而不是物理存储器）来使用。于是就得到了又一块内存区域UMB。 

UMB（Upper Memory Blocks）称为上位内存或上位内存块。它是由挤占保留内存中剩余未用的空间而产生的，它的物理存储器仍然取自物理的扩展存储器，它的管理驱动程序是EMS驱动程序。 

5）影子内存

对于装有1MB或1MB以上物理存储器的机器，其640KB～1024KB这部分物理存储器如何使用的问题。由于这部分地址空间已分配为系统使用，所以不能再重复使用。为了利用这部分物理存储器，在某些386系统中，提供了一个重定位功能，即把这部分物理存储器的地址重定位为1024KB～1408KB。这样，这部分物理存储器就变成了扩展存储器，当然可以使用了。但这种重定位功能在当今高档机器中不再使用，而把这部分物理存储器保留作为Shadow存储器。Shadow存储器可以占据的地址空间与对应的ROM是相同的。Shadow由RAM组成，其速度大大高于ROM。当把ROM中的内容（各种BIOS程序）装入相同地址的Shadow RAM中，就可以从RAM中访问BIOS，而不必再访问ROM。这样将大大提高系统性能。因此在设置CMOS参数时，应将相应的Shadow区设为允许使用（Enabled）。 

总结

经过上面分析，内存储器的划分可归纳如下： 

●基本内存占据0～640KB地址空间。

●保留内存占据640KB～1024KB地址空间。分配给显示缓冲存储器、各适配卡上的ROM和系统ROM BIOS，剩余空间可作上位内存UMB。UMB的物理存储器取自物理扩展存储器。此范围的物理RAM可作为

内存

内存

Shadow RAM使用。 

●上位内存（UMB）利用保留内存中未分配使用的地址空间建立，其物理存储器由物理扩展存储器取得。UMB由EMS管理，其大小可由EMS驱动程序设定。 

●高端内存（HMA）扩展内存中的第一个64KB区域（1024KB～1088KB）。由HIMEM.SYS建立和管理。 

●XMS内存符合XMS规范管理的扩展内存区。其驱动程序为HIMEM.SYS。 

●EMS内存符合EMS规范管理的扩充内存区。其驱动程序为EMM386.EXE等。 

其他类型

SRAM

SRAM（Static RAM）意为静态随机存储器。SRAM数据不需要通过不断地刷新来保存，因此速度比DRAM（动态随机存储器）快得多。但是SRAM具有的缺点是：同容量相比DRAM需要非常多的晶体管，发热量也非常大。因此SRAM难以成为大容量的主存储器，通常只用在CPU、GPU中作为缓存，容量也只有几十K至几十M。 

SRAM目前发展出的一个分支是eSRAM（Enhanced SRAM），为增强型SRAM，具备更大容量和更高运行速度。 

RDRAM

RDRAM是由RAMBUS公司推出的内存。RDRAM内存条为16bit，但是相比同期的SDRAM具有更高的运行频率，性能非常强。 

然而它是一个非开放的技术，内存厂商需要向RAMBUS公司支付授权费。并且RAMBUS内存的另一大问题是不允许空通道的存在，必须成对使用，空闲的插槽必须使用终结器。因此，除了短寿的Intel i820和i850芯片组对其提供支持外，PC平台没有支持RAMBUS内存的芯片组。

可以说，它是一个优秀的技术，但不是一个成功的商业产品。 

XDR RAM

XDR内存是RDRAM的升级版。依旧由RAMBUS公司推出。XDR就是“eXtreme Data Rate”的缩写。

XDR依旧存在RDRAM不能大面普及的那些不足之处。因此，XDR内存的应用依旧非常有限。比较常见的只有索尼的PS3游戏机。 

Fe-RAM

铁电存储器是一种在断电时不会丢失内容的非易失存储器，具有高速、高密度、低功耗和抗辐射等优点。由于数据是通过铁元素的磁性进行存储，因此，铁电存储器无需不断刷新数据。其运行速度将会非常乐观。而且它相比SRAM需要更少的晶体管。它被业界认为是SDRAM的最有可能的替代者。 

MRAM

磁性存储器。它和Fe-RAM具有相似性，依旧基于磁性物质来记录数据。 

OUM

相变存储器。

奥弗辛斯基（Stanford Ovshinsky）在1968年发表了第一篇关于非晶体相变的论文，创立了非晶体半导体学。一年以后，他首次描述了基于相变理论的存储器：材料由非晶体状态变成晶体，再变回非晶体的过程中，其非晶体和晶体状态呈现不同的反光特性和电阻特性，因此可以利用非晶态和晶态分别代表“0”和“1”来存储数据。