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随机存取存储器

admin 2019年09月16日 21:19 views 0

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随机存取存储器(英语:RandomAccessMemory,缩写:RAM;也叫主存)是与CPU直接交换数据的内部存储器。它可以随时读写(刷新时除外,见下文),而且速度很快,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介质。

动态随机存取存储器(DRAM)的特点

随机存取

所谓“随机存取”,指的是当存储器中的消息被读取或写入时,所需要的时间与这段信息所在的位置无关。相对地,有串行访问存储器包括顺序访问存储器(如:磁带)和直接访问存储器(如:磁盘)。

易失性

当电源关闭时RAM不能保留数据。如果需要保存数据,就必须把它们写入一个长期的存储设备中(例如硬盘)。RAM和ROM相比,两者的最大区别是RAM在断电以后保存在上面的数据会自动消失,而ROM则不会。

较高的访问速度

参见:双通道

现代的随机存取存储器几乎是所有访问设备中写入和读取速度最快的,访问延迟也和其他涉及机械运作的存储设备(如硬盘、光盘驱动器)相比,也显得微不足道。但速度仍然不如作为CPU缓存用的SRAM。

需要刷新

现代的随机存取存储器依赖RAM存储数据。电容器充满电后代表1(二进制),未充电的代表0。由于电容器或多或少有漏电的情形,若不作特别处理,电荷会渐渐随时间流失而使数据发生错误。刷新是指重新为电容器充电,弥补流失了的电荷。DRAM的读取即有刷新的功效,但一般的定时刷新并不需要作完整的读取,只需作该芯片的一个列(Row)选择,整列的数据即可获得刷新,而同一时间内,所有相关记忆芯片均可同时作同一列选择,因此,在一段期间内逐一做完所有列的刷新,即可完成所有存储器的刷新。需要刷新正好解释了随机存取存储器的易失性。

对静电敏感

正如其他精细的集成电路,随机存取存储器对环境的静电荷非常敏感。静电会干扰存储器内电容器的电荷,引致数据流失,甚至烧坏电路。故此触碰随机存取存储器前,应先用手触摸金属接地。

价格不断下降

参见:摩尔定律

分类

RAM 存储器可以进一步分为静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM)两大类。SRAM具有快速访问的优点,但生产成本较为昂贵,一个典型的应用是缓存。而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存。

内存的使用

计算机运行时,计算机的主内存按照被使用情况可分类为:

  • 可利用(Available)物理内存:可立即分配给程序使用的内存。包括:
    • 空闲(Free)物理内存:完全未被使用,内容为全0
    • 缓存(Cached)物理内存
      • 备用(standby)物理内存:操作系统预先把可能要用到的硬盘数据加载所占用的内存,还没被用户进程所使用,因此可随时丢弃从新初始化为0.
      • 已修改(modified)物理内存:已被修改过的caching用途的内存,可在任意时刻写回硬盘文件(不是分页文件)然后被重用。由于硬盘I/O,已修改(modified)物理内存不能计入空闲(Free)物理内存
  • 被使用(used)物理内存:已经被进程使用的内存
    • 用户进程使用的物理内存,即工作集(Working set)。Working Set包含了可能被其他程序共享的内存, 例如DLL。所以所有进程的Working Set加起来有可能大于实际的被使用(used)的物理内存。Private Bytes是只被本进程提交(commit)的虚拟地址空间,不包括其他进程共享的内存。Virtual Byte是整个进程占用的全部虚拟地址空间。32位Windows用户模式下,进程最大可以使用2GiB,可以通过修改Boot.ini文件扩展为最大可以使用到3GiB。task manager中的Memory Usage对应的是working set, VM Size对应的是private bytes.
    • 核心进程使用的物理内存
      • 分页的核心进程使用的物理内存:可以交换到分页文件中,从而可被回收的物理内存
      • 未分页(Non paged)的核心进程使用的物理内存:不能交换到分页文件的内存,总是要保留在物理内存中
  • 硬件保留(hardware reserved)的物理内存:被CPU中的GPU核心或者其他外设硬件占用的,不由操作系统使用的内存。

相关条目

  • 计算机存储器
  • 只读存储器
  • DRAM
  • SRAM
  • Cache
  • 双端口随机存取存储器(DPRAM)

标签:   百科   

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