半导体存储器

半导体存储器（英語：semiconductor memory）是一种用于数字数据存储（英语：Digital Data Storage）的数字电路半导体器件，例如電腦記憶體。数据會存储在硅集成电路存储芯片上的金属氧化物半导体（MOS）存储单元内^[1][2][3]。目前有许多不同的类型的半导体技术。两种常見的随机存取存储器（RAM）中其中一個是静态RAM（SRAM），它在每个存储单元使用多个MOS晶体管，另一個是动态RAM（DRAM），每个单元使用一个MOS晶体管和一个MOS电容。非易失性存储器（如EPROM、EEPROM和闪存）使用浮栅存储单元，每个单元由一个浮栅MOS 晶体管组成。大多数类型的半导体存储器都具有随机访问的特性，^[4]也就是说访问任何存储位置所需时间相同，因此数据可以以任意顺序高效访问。^[5]这与如光盘等顺序访问的存储介质形成对比，后者按写入顺序读取和写入数据。半导体存储器还具有远快于其他类型存储设备的读取时间；访问一个字节的数据只需几纳秒，而如硬盘等旋转存储设备的访问时间通常为毫秒级。由于这些原因，半导体存储器被用于主存储器，用于保存计算机当前处理的程序和数据等用途。

截至2017年 (2017-Missing required parameter 1=month!)^[update]，全球半导体存储芯片销售额每年达1240亿美元，占半导体产业的30%。^[6]诸如移位寄存器、处理器寄存器、数据缓冲器等不具备地址解码器（英语：Address decoder）的较小数字寄存器，尽管也存储数字数据，通常不称为“存储器”。

在半导体存储芯片中，每一位二进制数据存储在一个被称为“存储单元”的小型电路中，通常由一个或多个晶体管组成。这些存储单元以矩形阵列方式布局在芯片表面。单比特存储单元组合为较小单元，称为“字”（word），作为一个地址单元整体访问。存储器通常按2的幂作为“字长”（N=1、2、4、8位）制造。

通过施加一个称为内存地址的二进制数字到芯片的地址引脚，可访问特定字。如果地址为M位，则芯片包含2^M个地址，每个地址存有一个N位字，因此每片芯片的容量为N2^M位。^[7] 存储容量通常以2的幂来表示：2、4、8、16、32、64、128、256、512等，以千位（Kb）、兆位（Mb）、吉位（Gb）或太位（Tb）为单位。截至2014年 (2014-Missing required parameter 1=month!)^[update]，最大容量的半导体存储芯片可存储数吉位数据，但更高容量的芯片正在不断开发中。多个集成电路可以组合使用，以扩展字长和/或地址空间，通常但不必然是2的幂。^[7]

存储芯片的两种基本操作是“读取”（read）和“写入”（write）。读取是非破坏性地读取某个地址中的数据内容，写入则是将新数据写入某地址，替换原有数据。为了提高数据传输速率，某些最新型的存储器如DDR SDRAM在每次读写操作中可以访问多个字。

除独立的存储芯片外，半导体存储块也是许多计算机和数据处理集成电路（如微处理器）的组成部分，例如微处理器中通常集成缓存以存储等待执行的指令。

易失性存储器在电源关闭时会丢失其存储的数据，但其速度更快且成本较低，因此被广泛用于计算机的主存储器，数据在计算机关机时保存在硬盘上。主要类型包括：^[8][9]

RAM（Random-access memory）这个术语如今已经成为对任何可以被读取和写入的半导体存储器的通用称呼，与只能读取的ROM（见下文）相对。事实上，所有半导体存储器，不仅限于RAM，都具备随机访问的特性。