UNITY

電腦記憶體（英語：Computer memory）是一種利用半導體技術製成的儲存資料的電子裝置。其電子電路中的資料以二進位方式儲存，記憶體的每一個儲存單元稱做記憶元。

電腦記憶體可分為記憶體(簡稱記憶體或主記憶體)和外部記憶體，其中記憶體是CPU能直接尋址的儲存空間，由半導體器件製成。記憶體的特點是存取速率快。記憶體是電腦中的主要部件，它是相對於外存而言的。我們平常使用的程式，如Windows作業系統、打字軟體、遊戲軟體等，一般都是安裝在硬碟等外存上的，但僅此是不能使用其功能的，必須把它們調入記憶體中執行，才能真正使用其功能，我們平時輸入一段文字，或玩一個遊戲，其實都是在記憶體中進行的。就好比在一個書房裡，存放書籍的書架和書櫃相當於電腦的外存，而我們工作的辦公桌就是記憶體。通常我們把要永久儲存的、大量的資料儲存在外存上，而把一些臨時的或少量的資料和程式放在記憶體上，當然記憶體的好壞會直接影響電腦的執行速度。

無論是個人電腦，或是今日最夯最潮的手持式智慧行動裝置，記憶體都是不可或缺的一項重要元件。隨著科技的日新月異、及製程與良率的提昇，記憶體效能有著讓人眼睛為之一亮的成長。

經歷過群雄併起的競爭與整併，目前記憶體顆粒大廠已是屈指可數，相較於十年前晶圓、顆粒的洛陽紙貴，今日模組在價格上的親民化與平價化，對於個人電腦的普及更是有著功不可沒的貢獻。

除此之外，記憶體技術各領域的應用，諸如：數位相機、隨身碟、手機等，皆對人類文明的發展，有著更上一層樓的突破。

 RAM功能與特性

隨機存取記憶體因為易變的特性，所以可以快速的存取，而 CPU 會把 RAM 當 作資料儲存區，計算結果和程式指令都會暫時存放在 RAM，為了儲存資料和讀 取資料，CPU 會為所需資訊定義記憶體的位址，透過位址匯流排將位址送到 RAM，然後資料匯流排就會把對應的正確資料送往 CPU，如果電腦程式未載入 隨機存取記憶體中是無法與電腦溝通的，而儲存在隨機存取記憶體中的資料會 因為電源的關閉而消失。因為隨機存取記憶體是系統執行軟體、程式所需資料 的暫存來源，所以 RAM 的容量大小，將決定了單位時間內可執行多少程式， 有多少資料可以被 CPU 處理、取用，進而影響電腦執行的速度與整體效能。 RAM 效能最重要的指標是讀取時間，從 CPU 發出指令給 RAM，要求取用特定 位址的特定資料，記憶體回應後送資料給 CPU 確實收到資料為止，這個程序所 花的時間便是讀取時間

「揮發性」or「非揮發性」記憶體   ??

除了容量之外，依據資料儲存能力與電源存蓄關係，記憶體主要可以分為揮發性記憶體（Volatile memory）與非揮發性記憶體（Non-volatile memory）兩大類；前者指的是當電源供應中斷以後，實體位址所儲存的資料便會消失的記憶體；後者即使電源供應中斷，實體位址所儲存的資料也不會消失，再經供電之後，便能夠繼續讀取資料的記憶體。

因此，從定義來看，插在主機板上的隨機存取記憶體，屬於揮發性記憶體；而我們主機板上的BIOS，其實就是非揮發性記憶體的一種組成系統，

當電腦載入主要作業系統之前，BIOS（基本輸入/輸出系統）是各項硬體元件的基本 I/O 控制程序之集合。BIOS寄存在EEPROM （Electrically Erasable Programmable Read Only Memory︰電子式可抹除可編程唯讀記憶體）上，演變到現在，多數主機板已經進化到把BIOS軔體存放於Flash ROM上，進化成UEFI（Unified Extensible Firmware Interface，統一可延伸韌體介面）。與早期PROM、EPROM相比，EEPROM、Flash ROM與UEFI具有可重複抹除覆寫的特性，方便BIOS進行軔體更新昇級，同時讓主機板廠與使用者雙方，都得到了更大的彈性。

電腦記憶體可以根據儲存能力與電源的關係可以分為以下兩類:

➤揮發性記憶體(VM：Volatile Memory)：電源開啟時資料存在，電源關閉則資料立刻流失(資料揮發掉)，例如：SRAM、DRAM、SDRAM、DDR-SDRAM等。

➤非揮發性記憶體(NVM：Non-Volatile Memory)：電源開啟時資料存在，電源關仍然可以保留，例如：ROM、PROM、EPROM、EEPROM、Flash ROM、FRAM、MRAM、RRAM、PCRAM等。

記憶體模組技術

依照記憶體模組技術可分為三種時期，有 SIMM、DIMM、RIMM 的技術，技術 的不同，製作出來的接腳數也不同，而這三種技術的差異性如下一一的介紹。 (1.)SIMM(單面記憶體模組) SIMM(SingleIn-Line Memory Module)單面針腳記憶體模組，為早期的記憶體封裝 技術。此記憶體模組是一片鑲有記憶體晶片的印刷電路板，電路板上有許多 「動態隨機存取記憶體晶片(RAM)」，這一片記憶體模組，是設計用來插入主 機板上的記憶體插槽。目前用 SIMM 記憶體模組技術所製成的接腳有 30 接腳和 72 接腳的兩種規格。【註四】 (2.) DIMM(雙面記憶體模組) DIMM(Dual In-LineMemory Module)雙面針腳記憶體模組，亦是在一片小型的印 刷電路板上建置許多隨機存取記憶體晶片，與 SIMM 不同處，主要是用來支援 更大的資料匯流排。目前用 DIMM 記憶體模組技術所製成的接腳有 168 接腳 等。【註四】 (3.) RIMM(Rambus 記憶體模組) RIMM(Rambus In-line Memory Midule)，為 Direct Rambus DRAM(DR-DRAM)記憶 體模組，也是在一片小型的印刷電路板上，由許多隨機存取記憶體晶片所組 成，而 RIMM 記憶體模組技術已不屬於 SD-RAM 架構的記憶體產品，卻以新的 記憶體架構 DR-DRAM 組成，DR-DRAM 的記憶體模組有 184 接腳，其資料的輸 出方式為串列方式，與先前用 DIMM 記憶體模組技術製成的 RAM，在資料輸出 架構上有很大的差異。

暫存器、快取記憶體、主記憶體、輔助記憶體：

➤暫存器(Register)：在處理器內部，用來設定處理器的功能，主要是「暫時儲存」設定值的地方。

➤快取記憶體(Cache memory)：在處理器內部，執行程式時「暫時儲存」程式與資料的地方，通常以SRAM製作，並且使用「內部匯流排」連接運算單元。

➤主記憶體(Main memory)：在處理器外部，「暫時儲存」程式與資料的地方，通常以DRAM製作，目前已經改良成SDRAM或DDR，並且使用「外部匯流排」連接處理器。

➤輔助記憶體(Assistant memory)：在處理器外部，「永久儲存」程式與資料的地方，包括：快閃記憶體(Flash ROM)、固態硬碟(SSD：Solid State Disk)、磁碟機、光碟機、磁帶機等。

不同種類的記憶體分別有不同的儲存容量、工作速度、單位價格：

➤儲存容量：輔助記憶體(GB)＞主記憶體(MB)＞快取記憶體(KB)＞暫存器(B)。

➤工作速度：輔助記憶體(1ms)＜主記憶體(10ns)＜快取記憶體(1ns)＜暫存器(1ns)。

➤單位價格：輔助記憶體＜主記憶體＜快取記憶體＜暫存器。

要評估記憶體的價格必須使用「單位價格」，也就是儲存每個位元組的平均價格，而不是整個儲存元件的總價，例如：隨身碟(快閃記憶體)的容量「8GB」價格大約100元，硬碟機的容量「1TB(1000GB)」價格大約1000元，由此可見，如果我們說隨身碟(100元)比硬碟機(1000元)還便宜顯然並不合理。

前面曾經提到過，電子產品處理器(Processor)的基本架構主要包括：控制單元(CU)、算術邏輯運算單元(ALU)、暫存器(Register)、匯流排(Bus)等四大部分，換句話說，處理器本身就有許多暫存器，用來設定處理器的功能，由於它根本就是屬於處理器的一部分，因此存如取速度最快。

暫存器儲存容量最小，單位價格最高、它是屬於處理器的一部分，所以存取速度最快。暫存器的儲存容量大約為B或KB，而其存取速度(存取1位元)所需要的時間依照處理器的工作頻率而定。

電子產品的快取記憶體是指內建在處理器(Processor)內的記憶體，一般大多是使用「靜態隨機存取記憶體(SRAM)」，當你到光華商場選購一個CPU，它本身就已經包含快取記憶體了。因為快取記憶體通常是直接製作在處理器內，處理器內的算術邏輯運算單元(ALU)可以直接在同一個晶片內經由「內部匯流排」存取快取記憶體，因此存取速度很快。

快取記憶體儲存容量比主記憶體更小，單位價格比主記憶體更高、直接以內部匯流排存取，所以存取速度比主記憶體更快。快取記憶體的儲存容量大約為KB或MB，例如：處理器內建快取記憶體的儲存容量約為256KB、512KB，而其存取速度(存取1位元)所需要的時間大約為1ns(奈秒)，當然後來隨著製程技術的進步SRAM容量也有1MB以上了。

電子產品的主記憶體指的就是「動態隨機存取記憶體(DRAM)」，隨著技術的進步，傳統DRAM的工作速度已經不能滿足我們的要求，因此陸續發展出SDRAM、DDR、DDR2、DDR3、DDR4等。主記憶體通常安裝或焊接在主機板上，比輔助記憶體更靠近處理器，處理器可以經由「外部匯流排」存取主記憶體，距離處理器較近因此存取速度很快，它的位置介於處理器與輔助記憶體(例如：快閃記憶體或磁碟機)之間，做為資料由輔助記憶體傳送到處理器時的中繼站。

　　主記憶體儲存容量比輔助記憶體小，單位價格比輔助記憶體高、直接以外部匯流排存取，所以存取速度比輔助記憶體快。主記憶體的儲存容量大約為MB或GB，例如：目前市售SDRAM的儲存容量約為256MB、512MB，而其存取速度(存取1位元)所需要的時間大約為10ns(奈秒)，當然後來隨著製程技術的進步使得主記憶體價格下降，現在的DDR、DDR2、DDR3容量都在1GB以上了。

　　常用的輔助記憶體包括：快閃記憶體(Flash ROM)、固態硬碟(SSD：Solid State Disk)、隨身碟、硬碟機(HD：Hard Disk)、軟碟機(SD：Soft Disk)、光碟機(CD、DVD)、磁帶機等，輔助記憶體通常使用排線或傳輸線連接在主機板上，距離處理器最遠因此存取速度最慢。

 

　　輔助記憶體儲存容量大、單位價格低，但是以機械的方式使用磁頭或光學讀取頭存取速度較慢，雖然隨身碟(快閃記憶體)是直接以電訊號讀取而不需要使用機械的方式，但是受限於元件結構寫入速度較慢。輔助記憶體的儲存容量大約為GB或TB，例如：目前市售硬碟機的儲存容量約為1TB(1000GB)、DVD光碟機4.7GB等，而其存取速度(存取1位元)所需要的時間大約100ns(奈秒)。前面介紹的容量是個人使用者的需求，由於雲端大數據的發展，伺服器需要的記憶體容量遠比個人的需求大很多，因此容量高達「千兆(PB：Peta Byte)」，甚至「百萬兆(EB：Exa Byte)」的記憶體也陸續推出。