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隨機存取記憶體

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Random Access Memory」的各地常用別名
中國大陸 隨機存取存儲器、內部存儲器(內存)
臺灣 隨機存取記憶體、暫存記憶體
港澳 隨機存取記憶體
RAM

隨機存取記憶體英語:Random Access MemoryRAM),是與CPU直接交換資料的記憶體,也叫主記憶體[1]它可以隨時讀寫(重新整理時除外,見下文),而且速度很快,通常作為作業系統或其他正在執行中的程式的臨時資料儲存媒介。

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價效比很高,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)的特點[編輯]

隨機存取[編輯]

所謂「隨機存取」,指的是當記憶體中的訊息被讀取或寫入時,所需要的時間與這段資訊所在的位置無關。相對地,有串行存取記憶體包括順序存取記憶體(如:磁帶)和直接存取記憶體(如:磁碟)。

揮發性[編輯]

當電源關閉時RAM不能保留資料。如果需要儲存資料,就必須把它們寫入一個長期的儲存裝置中(例如硬碟)。RAM和ROM相比,兩者的最大區別是RAM在斷電以後儲存在上面的資料會自動消失,而ROM則不會。

較高的存取速度[編輯]

現代的隨機存取記憶體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

需要重新整理[編輯]

現代的隨機存取記憶體依賴電容器儲存資料。電容器充滿電後代表1(二進制),未充電的代表0。由於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。重新整理是指重新為電容器充電,彌補流失了的電荷。DRAM的讀取即有重新整理的功效,但一般的定時重新整理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重新整理,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重新整理,即可完成所有記憶體的重新整理。需要重新整理正好解釋了隨機存取記憶體的揮發性。

對靜電敏感[編輯]

正如其他精細的積體電路,隨機存取記憶體對環境的靜電荷非常敏感。靜電會干擾記憶體內電容器的電荷,引致資料流失,甚至燒壞電路。故此觸碰隨機存取記憶體前,應先用手觸摸金屬接地

價格不斷下降[編輯]

分類[編輯]

RAM 記憶體可以進一步分為靜態隨機存取記憶體(SRAM)和動態隨機存取記憶體(DRAM)兩大類。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由於具有較低的單位容量價格,所以被大量的採用作為系統的主記憶體

記憶體的使用[編輯]

電腦執行時,電腦的主記憶體按照被使用情況可分類為:[2]

  • 可利用(Available)實體記憶體:可立即分配給程式使用的記憶體。包括:
    • 空閒(Free)實體記憶體:完全未被使用,內容為全0
    • 快取(Cached)實體記憶體
      • 備用(standby)實體記憶體:作業系統預先把可能要用到的硬碟資料載入所占用的記憶體,還沒被用戶行程所使用,因此可隨時丟棄從新初始化為0.
      • 已修改(modified)實體記憶體:已被修改過的caching用途的記憶體,可在任意時刻寫回硬碟檔案(不是分頁檔案)然後被重用。由於硬碟I/O,已修改(modified)實體記憶體不能計入空閒(Free)實體記憶體
  • 被使用(used)實體記憶體:已經被行程使用的記憶體
    • 用戶行程使用的實體記憶體,即工作集(Working set)。Working Set包含了可能被其他程式共享的記憶體, 例如DLL。所以所有行程的Working Set加起來有可能大於實際的被使用(used)的實體記憶體。Private Bytes是只被本行程提交(commit)的虛擬位址空間,不包括其他行程共享的記憶體。Virtual Byte是整個行程占用的全部虛擬位址空間。32位元Windows用戶模式下,行程最大可以使用2GiB,可以通過修改Boot.ini檔案擴充功能為最大可以使用到3GiB。task manager中的Memory Usage對應的是working set, VM Size對應的是private bytes.
    • 核心行程使用的實體記憶體
      • 分頁的核心行程使用的實體記憶體:可以交換到分頁檔案中,從而可被回收的實體記憶體
      • 未分頁(Non paged)的核心行程使用的實體記憶體:不能交換到分頁檔案的記憶體,總是要保留在實體記憶體中
  • 硬體保留(hardware reserved)的實體記憶體:被CPU中的GPU核心或者其他外設硬體占用的,不由作業系統使用的記憶體。

相關條目[編輯]

外部連結[編輯]

參考文獻[編輯]

  1. ^ 張廣淵. 存儲子系統. (編) 張廣淵. 計算機組裝與維護教程 (M). 新華書店. 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