东北大学秦皇岛分校计算机组成原理论文存储器.docx

计算机组成原理课程论文班 级：21336学 号：2133625姓 名：储蓉蓉东北大学秦皇岛分校半导体存储器的发展状况及未来趋势 摘要：本文简单介绍了半导体存储器的技术现状，从集成度、芯片面积、硅片尺寸、器件特征尺寸、存储单元面积、工作电压以及访存时间等七个方面综合评述了半导体存储器的发展状况；指出了传统的集成技术所存在的危机；简要描述了两种新型的半导体存储器和现阶段研发中的其他类型新世代存储器架构。 Abstract：In this paper, I introduce the current?landscape of semiconductor?memories simply.?And the development in IC memories are presented synthetically from seven aspects of integration scale, chip size, wafer size, feature size, cell size, operating voltage and access time. The limits of the traditional integration technology are pointed out. Finally, two kinds of new semiconductor memories and other new generation memory architecture are described briefly.关键字：存储器 VLSI技术 新世代存储器架构Key word: Memory VLSI technology new generation memory architecture引言虽然目前存储器性能的发展还远远落后于CPU性能的发展速度，但存储器作为半导体产业的龙头，其集成度还是以每隔两三年提高四倍的速度高速向前发展。按每个芯片到1992年64Mbit DRAM 的问世来算的话，短短不到30年的时间里，存储器芯片的集成度已经提高了7个数量级。到1992年为止，VLSI技术已进入了亚微米时代，国际上以4Mbit DRAM 为代表的亚微米器件就步入了批量生产的轨道。2009年Hynix半导体公司开发出了世界上首款1Gbit DRAM 芯片，之后又出现了2Gbit容量的DRAM芯片，但这种飞速发展的局面还能持续多久呢？事实上，现在的半导体技术已经达到了纳米级的技术，但是即便是如此微细的技术也无法满足未来半导体制造的要求。所以在未来半导体存储器仍然有无限广阔的市场，这完全取决于如何把它做得廉价，包括图像信息存储在内的各种应用对存储器的需求几乎是无止境的。这种大规模集成电路技术现在面临着一些危机，那么，未来什么样的半导体存储器或者其他类型的存储器将会成为现在存储器芯片的替代品呢？这均是本文试图探讨的问题。技术现状半导体存储器是计算机中的最重要的部件之一，冯·诺依曼计算机程序存储原理就是利用存储器的记忆功能把程序存放起来，使计算机可以脱离人的干预自动地工作。它的存放时间的存取容量直接影响着计算机的性能。随着大规模集成电路和存储技术的长足发展，半导体存储器的集成度以每三年翻两番的速度在提高，相同容量的存储器在计算机中的体积和成本所占用的比例已经越来越小。 按其功能可将半导体存储器分为：随机存取存储器（简称RAM）和只读存储器（只读ROM）。RAM包括DRAM（动态随机存取存储器）和SRAM（静态随机存取存储器），当关机或断电时，其中的信息都会随之丢失。按其制造工艺，可分为：双极晶体管存储器和MOS晶体管存储器。按其存储原理，可分为静态和动态。目前市场上SRAM主要用于高速缓存存储器Cache，这种存储器位于CPU和DRAM主存储器之间，规模较小，但速度很快。从2002年起SDRAM就开始淡出历史舞台，DDR在P4已经开始全面采用。DDR称为双数据率SDRAM，其特点也是在单个时钟周期的上升沿和下降沿内都传送数据，所以，具有比普通单数据率SDRAM多一倍的传输速度和内存带宽。对于大型应用程序和复杂的3D应用很适合。DRAM主要用于主存（内存的主体部分）。ROM 主要用于BIOS存储器，主要有可电擦除可编程的EEPROM，在EPROM和EEPROM芯片技术基础上发展起来的快擦写存储器Flash Memory和利用铁电材料的极化方向来存储数据的FRAM。三、存储器芯片的发展存储器芯片的发展可以简要概括为“三个增加”和“四个减小”，即集成度、芯片面积以及硅片尺寸的不断增加；器件特征尺寸、存储单元面积、工作电压以及访存时间的不断减小。下面就这几项内容做一个总结分析：集成度由于受到PC机和办公自动化设备快速普及要求的刺激，对