你肯定好奇:手機内存(RAM)動辄8G、12G,為啥單片機RAM連1M都不到?
經典的AT89C51單片機,其内部隻有128字節RAM(内存),同樣經典的MSP430F149也隻有2K的RAM空間。
即使現在用的比較多的STM32F1系列,其最大的RAM也不到100K。
很多小夥伴就有這樣的疑問:現在固态硬盤都以 T 為單位了,手機電腦内存都是8G、甚至32G了,為什麼單片機RAM連1M都不到?
今天就來講講關于RAM以及單片機内存少的幾點内容。
(備注:本文說的單片機,指MCU,微控制器)
關于RAM
RAM:Random Access Memory,随機存取存儲器,也是大家所說的内存。
RAM是一種易失性存儲器,也就是說斷電就會丢失存儲數據。
RAM有一些常見特點:
随機存取
易失性
對靜電敏感
訪問速度塊
······
随着需求的提高,技術的進步,RAM又發展了像SRAM、DRAM、SDRAM等多種類型的RAM存儲器。
相對于Flash、硬盤等非易失性存儲器而言,RAM具有更快的讀寫速度,因此RAM廣泛用于各種單片機、嵌入式、計算機系統中。
但RAM也存在一些“不足”,導緻在很多場合,RAM的容量都相對比較小。
RAM容量小的幾點原因
RAM相對Flash、硬盤而言,要做到足夠大容量,其成本相對Flash要多的多。
1.RAM工藝更複雜
RAM要求速度更快,電流又不能太大,為了能盡量滿足和平衡更高要求,就需要使用更特殊和更先進的半導體電容技術。
2.更大的矽面積
因為RAM的工藝更複雜,其占用矽面積相對更大。
大家應該都知道芯片的制造過程,目前芯片主要使用矽這種材料制作芯片(當前,現在也發明了更先進的材料),占用矽面積更大,意味着單個芯片成本更貴,相信這個原理大家都懂。
通過認識wafer、die、cell它們的關系你就能大概理解芯片其實是“批量”生成的。
3.功耗原因
單片機通常要求功耗不能太多,特别是低功耗的單片機,在待機模式下,要求nA級别的電路。
為了滿足低功耗,單片機中RAM,通常是靜态RAM(SRAM)。
這裡要擴展一下與SRAM對應的DRAM(動态RAM),顧名思義,動态RAM就是需要定時給電容補充漏掉的電荷,也就是需要定時刷新,DRAM需要驅動電路,功耗相對SRAM自然更大。
4.單片機大容量RAM需求不大
大家都知道,使用單片機開發的項目,通常都是裸機,或者RTOS,一般不會用到大型軟件,特别是早期的時候(早期少數對RAM有需求的項目,一般通過外擴RAM的方式)。
所以,早期很多項目對單片機RAM容量要求不高,甚至有很大一部分RAM都沒有用到。
當然,随着UI、AI、物聯網的快速發展,現在對單片機RAM的需求也在不斷增加,很多新出的單片機RAM容量也在不斷增加,比如256K,甚至512K了。
5.其他
除了以上說的幾點,還有像壽命、穩定性、兼容性等也是間接影響RAM大小的因素。
最後,歡迎大家補充更多的原因。
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