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随机存取存储器

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Random Access Memory」的各地常用別名
中国大陸 随机存取存储器、内部存储器(内存)
臺灣 隨機存取記憶體、暫存記憶體
港澳 隨機存取記憶體
RAM

随机存取存储器英语:Random Access MemoryRAM),是与CPU直接交换数据的内部存储器,也叫主存[1]它可以隨時读写(重新整理時除外,見下文),而且速度很快,通常作为操作系统或其他正在运行中的程式的临时資料存储媒介。

主記憶體(Main memory)即電腦內部最主要的記憶體,用來載入各式各樣的程式與資料以供CPU直接執行與運用。由於DRAM性價比很高,且擴展性也不錯,是現今一般電腦主記憶體的最主要部分。2014年生產電腦所用的主記憶體主要是DDR3 SDRAM,而2016年開始DDR4 SDRAM逐漸普及化,筆電廠商如華碩宏碁開始在筆電以DDR4記憶體取代DDR3L。

動態隨機存取記憶體(DRAM)的特点[编辑]

隨機存取[编辑]

所谓「随机存取」,指的是当存储器中的訊息被读取或写入时,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存取存储器(如:磁带)和直接访问存储器(如:磁盘)。

揮發性[编辑]

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儲存設備中(例如硬碟)。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則不会。

較高的存取速度[编辑]

現代的随机存取存储器幾乎是所有存取裝置中寫入和讀取速度最快的,存取延遲也和其他涉及機械運作的儲存裝置(如硬盤光驅)相比,也顯得微不足道。但速度仍然不如作為CPU快取用的SRAM

需要刷新[编辑]

現代的随机存取存储器依賴電容器儲存資料。電容器充滿電后代表1(二進制),未充電的代表0。由于電容器或多或少有漏電的情形,若不作特別處理,電荷會漸漸隨時間流失而使資料發生錯誤。刷新是指重新為電容器充電,彌補流失了的電荷。DRAM的讀取即有刷新的功效,但一般的定時刷新並不需要作完整的讀取,只需作該晶片的一個列(Row)選擇,整列的資料即可獲得刷新,而同一時間內,所有相關記憶晶片均可同時作同一列選擇,因此,在一段期間內逐一做完所有列的刷新,即可完成所有記憶體的刷新。需要刷新正好解釋了随机存取存储器的易失性。

對靜電敏感[编辑]

正如其他精細的集成電路,随机存取存储器對環境的靜電荷非常敏感。靜電會干擾存储器內電容器的電荷,引致資料流失,甚至燒壞電路。故此觸碰随机存取存储器前,應先用手觸摸金屬接地

價格不斷下降[编辑]

分类[编辑]

RAM 記憶體可以进一步分为靜態隨機存取記憶體(SRAM)和动态隨機存取記憶體(DRAM)两大类。SRAM具有快速存取的優點,但生產成本較為昂貴,一個典型的應用是快取。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記憶體

内存的使用[编辑]

电脑运行时,电脑的主内存按照被使用情况可分类为:[2]

  • 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。

相關條目[编辑]

外部連結[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ 张广渊. 存储子系统. (编) 张广渊. 计算机组装与维护教程 (M). 新华书店. 2004年11月: 149. ISBN 978-7-81094-579-0 /TP·354. 
  2. ^ MSDN:The usable memory may be less than the installed memory on Windows 7-based computers