易失性存儲器的發展歷程

繼續關于存儲器的發展回顧，上期我們回顧了非易失性存儲器的發展史，本期內容我們將回顧易失性存儲器的發展歷程。易失性存儲器在計算機開機時存儲數據，但在關閉時將其擦除，但是，非易失性存儲器在計算機關閉后存儲數據仍保留在計算機中。易失性存儲器的主要特征是它們需要電源來維持其存儲狀態。主要分為兩種類型：靜態隨機存取存儲器(SRAM)和動態隨機存取存儲器(DRAM)。

1963年，Fairchild發明了SRAM。作為即1959年IBM CMOS研發的后續，1969年Intel推出了 3101 SRAM。

在開發廣泛集成之前，分立器件的使用、且易于訪問的內存是許多系統的基礎。SRAM滿足了這一需求， 它使用簡單的地址和數據接口，以及讀取和寫入其任何內存位置的能力。

從19世紀70年代到2000年代，SRAM 存儲器被廣泛用于提供高性能解決方案。技術進步增加了更復雜的同步接口，用以滿足高速微處理器、DSP和FPGA不斷增長的需求。最初，有眾多供應商支持該市場，但最終由幾家日本和韓國供應商主導。

對于現代設計和應用，分立式SRAM已經過時了。21世紀的半導體和集成使供應商能夠將SRAM直接集成到其它半導體設備中。然而，SRAM在航空電子、防務、工業和醫療應用等較舊的長生命周期應用中的使用提供了持續的需求。Infineon、Cypress、Renesas、ISSI和Alliance仍然在提供持續支持，而羅徹斯特電子則處于有利地位，能夠通過現貨庫存滿足相應需求，覆蓋停產和仍在產的SRAM產品。

DRAM是另一種主流的易失性存儲器。這種存儲器早于半導體革命，可以追溯到二戰期間在布萊切利公園使用的代號為“Aquarius”的密碼分析機。在這里，一個硬連線的動態存儲紙帶被讀取，它的字符被記錄在一大堆電容器的動態存儲中，這些電容器要么帶電，表示為“1”，要么不帶電，表示為“0”。由于電荷會逐漸泄漏，因此應用了周期性脈沖。有趣的是，這種機制被稱為破解德國恩尼格瑪密碼的機器。

使用電容電荷的想法有助于為DRAM提供硅解決方案。1964年，為IBM工作的Arnold Farber和Eugene Schlig使用晶體管柵極和隧道二極管鎖存器創建了硬連線存儲單元。它被兩個晶體管和兩個電阻器解決方案所取代，這被稱為Farber-Schlig電池。1965年，IBM制造出16位硅存儲芯片、由80個晶體管、64個電阻器和4個二極管組成。東芝在其Toscal BC-1411電子計算器中使用了由分立雙極存儲器構建的180位 DRAM。

1966年，IBM將該技術發展為MOS（金屬氧化物半導體）工藝，用以創建SRAM的替代品。1969年，Advanced Memory Systems（該公司于1976年與Intersil合并）使用它開發了一種1024位芯片，該芯片向Honeywell、Raytheon和Wang Laboratories限量發行。

持續至今，DRAM的開發是一個不斷進步的過程。1970年，Honeywell與Intel合作開發了三晶體管單元DRAM，這促使了1KB Intel 1103中的第一個商用設備的誕生。1973年，Mostek發布了4KB，使用多路復用行和列線，隨后它與1973年的16KB MK4116一起問世。

DRAM的容量不斷增加，在80年代初達到64KB。它在市場上占有一席之地，實現了最高性價比，但是，該產品變得越來越商品化，1985年，Intel Gordon Moore決定退出DRAM市場。其它供應商繼續支持存儲器產品，隨著時間的推移，富士通、日立、三菱電機和東芝等供應商主導了該市場。

DRAM技術持續推進到21世紀，容量可高達64GB。技術不斷革新，使得DRAM的單位容量成本不斷降低。此外，性能也在不斷提升，同時也最大限度地減少了每比特功率的影響。通過如下所述的多代界面更改，在應用程序中實現了性能改進。

EDO

Fast Page Mode

SDRAM

LPSDRAM

DDR, DDR2, DDR3, DDR4 and DDR5

LPDDR, LPDDR2, LPDDR3, LPDDR4 and LPDDR5

對于產品周期較短的消費者和高性能應用，盡管這些界面變化備受歡迎，但其它依賴長期穩定供應的應用卻無法接受不斷迭代。目前市場上的供應商，如Samsung、SK Hynix、Micron、Winbond和ISSI，都瞄準了細分市場，其中一些供應最新一代產品，另一些則專注于傳統產品。

請持續關注羅徹斯特電子，期待后續關于專用存儲器和低容量嵌入式存儲解決方案的主題內容。羅徹斯特電子是易失性存儲器的授權供貨渠道，覆蓋停產和仍在產的產品，產品組合包括從標準低容量到高性能同步DDR和高容量的多代SRAM和DRAM。