内存又称为内存储器，通常也泛称为主存储器，是计算机中的主要部件。内存储器包括寄存器、高速缓冲存储器（Cache）和主存储器。寄存器在CPU芯片的内部，高速缓冲存储器也制作在CPU芯片内，而主存储器由插在主板内存插槽中的若干内存条组成。二是RAM只能用于暂时存放信息，一旦断电，存储内容立即消失，即具有易失性。不可在线改写内容的ROM包括掩膜ROM(Mask ROM)、可编程ROM(PROM)和可擦除可编程ROM(EPROM)；可在线改写内容的ROM包括电可擦除可编程ROM(EEPROM)和快擦除ROM(Flash ROM)。

分类

一般常用的微型计算机的存储器有磁芯存储器和半导体存储器，微型机的内存都采用半导体存储器。

半导体存储器从使用功能上分，有随机存储器（Random Access Memory，简称RAM），又称读写存储器；只读存储器（Read Only Memory，简称为ROM）。

1.随机存储器（Random Access Memory）

随机存储器是一种可以随机读∕写数据的存储器，也称为读∕写存储器。RAM有以下两个特点：一是可以读出，也可以写入。读出时并不损坏原来存储的内容，只有写入时才修改原来所存储的内容。二是RAM只能用于暂时存放信息，一旦断电，存储内容立即消失，即具有易失性。RAM通常由MOS型半导体存储器组成，根据其保存数据的机理又可分为动态（Dynamic RAM）和静态（Static RAM）两大类。DRAM的特点是集成度高，主要用于大容量内存储器；SRAM的特点是存取速度快，主要用于高速缓冲存储器。

2．只读存储器(Read Only Memory)

ROM是只读存储器，顾名思义，它的特点是只能读出原有的内容，不能由用户再写入新内容。原来存储的内容是采用掩膜技术由厂家一次性写入的，并永久保存下来。它一般用来存放专用的固定的程序和数据。只读存储器是一种非易失性存储器，一旦写入信息后，无需外加电源来保存信息，不会因断电而丢失。

按照是否可以进行在线改写来划分，又分为不可在线改写内容的ROM，以及可在线改写内容的ROM。不可在线改写内容的ROM包括掩膜ROM(Mask ROM)、可编程ROM(PROM)和可擦除可编程ROM(EPROM)；可在线改写内容的ROM包括电可擦除可编程ROM(EEPROM)和快擦除ROM(Flash ROM)。

3.CMOS存储器（Complementary Metal Oxide Semiconductor Memory，互补金属氧化物半导体内存)

CMOS内存是一种只需要极少电量就能存放数据的芯片。由于耗能极低，CMOS内存可以由集成到主板上的一个小电池供电，这种电池在计算机通电时还能自动充电。因为CMOS芯片可以持续获得电量，所以即使在关机后，他也能保存有关计算机系统配置的重要数据。

接口

内存的接口类型分DIP，SIMM和DIMM三种(RDRAM又增加了RMM)，其中后两种就是我们要重点论述的内容。

DIP是"Dualn-Line Package"的缩写，即双列直插内存芯片，它的常见单片容量有256KB，IMB等几种。但现在内存发展这么快，哪里还会是几百KB和几兆容量的内存?因此DIP接口早已经是淘汰了的内存接口。

在SIMM和DIMM接口类型的内存条上，多个RAM芯片焊在一块小电路板上，通过专用插座装在主板或内存扩充板上，因此它们也可以看作是一个内存芯片。

SIMM是"Singleln-Line Memory Module"的缩写，即单列直插内存模块，这是5×86及较早的PC机中常用的内存接口方式。在更早的PC机中(486以前)，多采用30针的SIMM接口，而在Pentium级别的机器中，应用更多的则是72针的SIMM接口，或者是与DIMM接口类型并存。72线的内存条体积稍大，并提供32位的有效数据位，常见容量有4MB.8MB，16MB和32MB。

DIMM是"Dual In-Line Memory Module"缩写，即双列直插内存模块，也就是说这种类型接口的内存的插板的两边都有数据接口触片(俗称为金手指)。

这种接口模式的内存广泛应用于现在的计算机中，通常为84针，但由于是双边的，所以一共有168针，也就是人们常说的168线内存条。168线内存条的体积较大，提供64位有效数据位。

DRAM内存通常为72线的，SDRAM内存通常为168线的，而EDO RAM内存则既有72线的，也有168线的。人们经常用内存的管线数来称呼内存。但需要注意的是，并非只有SDRAM内存是168线的，某些SIMM型内存也具有168线。SIMM的工作电压是5v，DIMM的工作电压是3.3v。

发展

计算机诞生初期并不存在内存条的概念。最早的内存是以磁芯的形式排列在线路上，每个磁芯与晶体管组成的一个双稳态电路作为一比特（BIT）的存储器。

每一比特都要有玉米粒大小，可以想象一间机房只能装下不超过百k字节左右的容量。后来才出现了焊接在主板上的集成内存芯片，以内存芯片的形式为计算机的运算提供直接支持。

那时的内存芯片容量都特别小，最常见的莫过于256K×1bit、1M×4bit。虽然如此，但对于那时的运算任务来说却绰绰有余了。内存芯片的状态一直沿用到286初期。鉴于它存在着无法拆卸更换的弊病，这对计算机的发展造成了现实的阻碍。

有鉴于此，内存条便应运而生了。将内存芯片焊接到事先设计好的印刷线路板上，电脑主板上也改用内存插槽。这样，把内存难以安装和更换的问题彻底解决了。

在80286主板发布之前，内存没有被世人重视。这个时候的内存直接固化在主板上，容量只有64～256KB。对于当时PC所运行的工作程序来说，这种内存的性能以及容量足以满足当时软件程序的处理需要。

随着软件程序和新一代80286硬件平台的出现，程序和硬件对内存性能提出了更高要求。为了提高速度并扩大容量，内存必须以独立的封装形式出现，因而诞生了“内存条”的概念。

80286主板刚推出时，内存条采用了SIMM（Single In-lineMemory Modules，单边接触内存模组）接口，容量为30pin、256kb，必须是由8片数据位和1片校验位组成1个bank。

正因如此，我们见到的30pin SIMM一般是四条一起使用。自1982年PC进入民用市场一直到现在，搭配80286处理器的30pin SIMM内存是内存领域的开山鼻祖。

随后，在1988～1990年当中，PC技术迎来另一个发展高峰，也就是386和486时代。此时，CPU已经向16bit发展，所以30pin SIMM内存再也无法满足需求，其较低的内存带宽已经成为急待解决的瓶颈，所以此时72pin SIMM内存出现了。

72pin SIMM支持32bit快速页模式内存，内存带宽得以大幅度提升。72pin SIMM内存单条容量一般为512KB～2MB，而且仅要求两条同时使用。

由于其与30pin SIMM内存无法兼容，因此这个时候PC业界毅然将30pin SIMM内存淘汰出局了。EDO DRAM（Extended Date Out RAM外扩充数据模式存储器）内存，这是1991年到1995年之间盛行的内存条。EDO DRAM同FPM DRAM（Fast Page Mode RAM快速页面模式存储器）极其相似，它取消了扩展数据输出内存与传输内存两个存储周期之间的时间间隔，在把数据发送给CPU的同时去访问下一个页面。

故而速度要比普通DRAM快15~30%。工作电压为一般为5V，带宽32bit，速度在40ns以上，其主要应用在当时的486及早期的Pentium电脑上。

1991年至1995年期间，内存技术发展比较缓慢，几乎停滞不前。我们看到此时EDO DRAM有72pin和168pin并存的情况，事实上EDO内存也属于72pin SIMM内存的范畴。

不过它采用了全新的寻址方式。EDO在成本和容量上有所突破，凭借着制作工艺的飞速发展。此时单条EDO内存的容量已经达到4～16MB。由于Pentium及更高级别的CPU数据总线宽度都是64bit甚至更高，所以EDO DRAM与FPM DRAM都必须成对使用。

自Intel Celeron系列以及AMD K6处理器以及相关的主板芯片组推出后，EDO DRAM内存性能再也无法满足需要了。内存技术必须彻底得到革新才能满足新一代CPU架构的需求，此时内存开始进入比较经典的SDRAM时代。

第一代SDRAM内存为PC66规范，但很快由于Intel和AMD的频率之争将CPU外频提升到了100MHz。所以PC66内存很快就被PC100内存取代，接着，133MHz外频的PIII以及K7时代的来临，PC133规范也以相同的方式进一步提升SDRAM的整体性能，带宽提高到1GB/sec以上。

由于SDRAM的带宽为64bit，正好对应CPU的64bit数据总线宽度，因此，它只需要一条内存便可工作，便捷性进一步提高。在性能方面，由于其输入输出信号保持与系统外频同步，速度明显超越EDO内存。

SDRAM内存由早期的66MHz，发展至后来的100MHz、133MHz。尽管没能彻底解决内存带宽的瓶颈问题，但此时的CPU超频已成为DIY用户永恒的话题。

不少用户将品牌好的PC100品牌内存超频到133MHz使用以获得CPU超频成功。为了方便一些超频用户的需求，市场上出现了一些PC150、PC166规范的内存。

SDRAM PC133内存的带宽可提高到1064MB/S，加上Intel已开始着手最新的Pentium 4计划，所以SDRAM PC133内存不能满足日后的发展需求。

Intel为了达到独占市场的目的，与Rambus联合在PC市场推广Rambus DRAM内存（称为RDRAM内存）。与SDRAM不同的是，其采用了新一代高速简单内存架构，基于一种类RISC(Reduced Instruction Set Computing，精简指令集计算机）理论，这个理论可以减少数据的复杂性，使得整个系统性能得到提高。

在AMD与Intel的竞争中，这属于频率竞备时代。这时CPU的主频不断提升，Intel为了盖过AMD，推出高频PentiumⅢ以及Pentium 4处理器。

Rambus DRAM内存被Intel看着是未来自己的竞争杀手锏。Rambus DRAM内存以高时钟频率来简化每个时钟周期的数据量，内存带宽在当时相当出色。如：PC1066MHz32bits带宽可达到4.2GByte/sec，Rambus DRAM曾一度被认为是Pentium 4的绝配。

Rambus RDRAM内存生不逢时，依然要被更高速度的DDR“掠夺”其宝座地位。当时，PC600、PC700的Rambus RDRAM内存因出现Intel820芯片组“失误事件”、PC800 Rambus RDRAM因成本过高而让Pentium 4平台高高在上，无法获得大众用户拥戴。

发生的种种问题让Rambus RDRAM胎死腹中，Rambus曾希望具有更高频率的PC1066规范RDRAM来力挽狂澜，但最终也是拜倒在DDR内存面前。

DDRSDRAM(Double Data Rate SDRAM）简称DDR，也是“双倍速率SDRAM”的意思。DDR可说是SDRAM的升级版本。DDR在时钟信号上升沿与下降沿各传输一次数据，使得DDR的数据传输速度为传统SDRAM的两倍。

由于仅多采用了下降缘信号，不会造成能耗增加。至于定址与控制信号则与传统SDRAM相同，仅在时钟上升缘传输。DDR内存作为一种性能与成本间折中的解决方案，其目的是迅速建立起牢固的市场空间，继而一步步在频率上高歌猛进，最终弥补内存带宽上的不足。

第一代DDR200规范没有得到普及，第二代PC266 DDR SRAM（133MHz时钟×2倍数据传输=266MHz带宽）是由PC133SDRAM内存所衍生出的。它将DDR内存带向第一个高潮。

目前还有不少赛扬和AMD K7处理器都在采用DDR266规格的内存，其后来的DDR333内存也属于一种过渡。而DDR400内存成为目前的主流平台选配，双通道DDR400内存已经成为800FSB处理器搭配的基本标准，随后的DDR533规范则成为超频用户的选择对象。

随着CPU性能的不断提高，大众对内存性能的要求也逐步提高。依高频率提升带宽的DDR迟早会力不从心，因此JEDEC组织很早就开始酝酿DDR2标准，加上LGA775接口的915/925以及最新的945等新平台开始对DDR2内存的支持，所以DDR2内存将开始演义内存领域的今天。

DDR2能够在100MHz的发信频率基础上提供每插脚最少400MB/s的带宽，而且其接口将运行于1.8V电压上，从而进一步降低发热量，以便提高频率。

此外，DDR2将融入CAS、OCD、ODT等新性能指标和中断指令，提升内存带宽的利用率。从JEDEC组织者阐述的DDR2标准来看，针对PC等市场的DDR2内存将拥有400、533、667MHz等不同的时钟频率。

高端的DDR2内存将拥有800、1000MHz两种频率。DDR-II内存将采用200-、220-、240-针脚的FBGA封装形式。

最初的DDR2内存将采用0.13微米的生产工艺，内存颗粒的电压为1.8V，容量密度为512MB。内存技术在2005年将会毫无悬念，SDRAM为代表的静态内存在五年内不会普及。QBM与RDRAM内存也难以挽回颓势，因此DDR与DDR2共存时代将是铁定的事实。

PC-100的“接班人”除了PC一133以外，VCM(VirXual Channel Memory）也是很重要的一员。VCM即“虚拟通道存储器”，这也是目前大多数较新的芯片组支持的一种内存标准。

VCM内存主要根据由NEC公司开发的一种“缓存式DRAM”技术制造而成。它集成了“通道缓存”，由高速寄存器进行配置和控制。

在实现高速数据传输的同时，VCM还维持着对传统SDRAM的高度兼容性，所以通常也把VCM内存称为VCM SDRAM。

VCM与SDRAM的差别在于不论是否经过CPU处理的数据，都可先交于VCM进行处理，而普通的SDRAM就只能处理经CPU处理以后的数据，所以VCM要比SDRAM处理数据的速度快20%以上。

目前可以支持VCM SDRAM的芯片组很多，包括：Intel的815E、VIA的694X等。

Intel推出PC-100后，由于技术的发展，PC-100内存的800MB/s带宽不能满足更大的需求。而PC-133的带宽提高并不大（1064MB/s），同样不能满足日后的发展需求。

Intel为了达到独占市场的目的，与Rambus公司联合在PC市场推广Rambus DRAM(DirectRambus DRAM）。

Rambus DRAM是：Rambus公司最早提出的一种内存规格，采用了新一代高速简单内存架构，基于一种RISC(Reduced Instruction Set Computing，精简指令集计算机）理论，从而可以减少数据的复杂性，使得整个系统性能得到提高。

Rambus使用400MHz的16bit总线，在一个时钟周期内，可以在上升沿和下降沿的同时传输数据，这样它的实际速度就为400MHz×2=800MHz，理论带宽为（16bit×2×400MHz/8）1.6GB/s，相当于PC-100的两倍。

另外，Rambus也可以储存9bit字节，额外的一比特是属于保留比特，可能以后会作为：ECC(ErroI Checking and Correction，错误检查修正）校验位。Rambus的时钟可以高达400MHz，而且仅使用了30条铜线连接内存控制器和RIMM(Rambus In-line MemoryModules，Rambus内嵌式内存模块），减少铜线的长度和数量就可以降低数据传输中的电磁干扰，从而快速地提高内存的工作频率。

不过在高频率下，其发出的热量肯定会增加，因此第一款Rambus内存甚至需要自带散热风扇。

DDR3相比起DDR2有更低的工作电压，从DDR2的1.8V降落到1.5V，性能更好更为省电；DDR2的4bit预读升级为8bit预读。

DDR3目前最高能够达到2000Mhz的速度，尽管目前最为快速的DDR2内存速度已经提升到800Mhz/1066Mhz的速度，但是DDR3内存模组仍会从1066Mhz起跳。

DDR3在DDR2基础上采用的新型设计：

1．8bit预取设计，而DDR2为4bit预取，这样DRAM内核的频率只有接口频率的1/8，DDR3-800的核心工作频率只有100MHz。

2．采用点对点的拓朴架构，以减轻地址/命令与控制总线的负担。

3．采用100nm以下的生产工艺，将工作电压从1.8V降至1.5V，增加异步重置（Reset）与ZQ校准功能。部分厂商已经推出1.35V的低压版DDR3内存。

2012年，DDR4时代将开启，工作电压降至1.2V，而频率提升至2133MHz，次年进一步将电压降至1.0V，频率则实现2667MHz。

新一代的DDR4内存将会拥有两种规格。根据多位半导体业界相关人员的介绍，DDR4内存将会是Single-endedSignaling(传统SE信号）方式DifferentialSignaling(差分信号技术）方式并存。其中AMD公司的PhilHester先生也对此表示了确认。

预计这两个标准将会推出不同的芯片产品，因此在DDR4内存时代我们将会看到两个互不兼容的内存产品。

针对5G超大网络流量及传输速率所导致的功耗问题,5G基带芯片的低功耗研究具有重要研究价值。而存储器在如今基带芯片设计中占比已达60%,为了降低5G基带芯片的功耗,对存储器低功耗技术的研究对5G基带芯片设计更是显得尤为重要。