前言
这篇文章我们会对各种内存进行一次较为详细的梳理，主要是分清它们的区别，使得我们可以更好地了解并利用好内存。
RAM、ROM、Flash
这三个总的概括，就使用一个表格来说明吧，表格如下：
| 内存 | 存储类型 | 核心功能 | 数据保持 | 单片机对应硬件 | 典型存储内容 |
|---|---|---|---|---|---|
| RAM | 易失性 | 存放动态数据、临时变量 | 掉电丢失 | DTCM/AXI SRAM / 普通 SRAM | 全局变量、局部变量、栈 / 堆 |
| ROM（概念） | 非易失性 | 只读存储（功能） | 掉电不丢 | 由 Flash 实现 | 无独立硬件，功能同 Flash |
| Flash | 非易失性 | 存放程序代码、常量 | 掉电不丢 | 片上 Flash（一般0x08000000 起） | 代码段、const 常量、复位向量表 |
DRAM、SRAM、SDRAM、MRAM
DRAM (Dynamic RAM，动态随机存取存储器)
- 原理： 利用电容存储电荷来表示数据（0/1），但电容会漏电，需要定期 “刷新”（每隔几毫秒充电一次）才能保持数据。
- 特点： 结构简单（一个晶体管 + 一个电容），密度高（相同体积下容量更大）；速度中等（比 SRAM 慢），功耗较高（刷新需要耗电）；价格便宜（单位容量成本低）。
- 应用 ： PC 的内存（DDR4/DDR5 都是 DRAM 的改进型）、智能手机的运行内存（RAM）等需要大容量临时存储的场景。
SRAM (Static RAM，静态随机存取存储器)
- 原理： 利用触发器（由多个晶体管组成）存储数据，无需刷新，只要供电就能保持数据。
- 特点： 速度极快（访问时间纳秒级，比 DRAM 快 10~100 倍）；结构复杂（一个 bit 需要 6~8 个晶体管），密度低（容量小）；价格高（单位容量成本是 DRAM 的几倍），功耗中等（无需刷新但晶体管本身耗电）。
- 应用 ： CPU 内部的高速缓存（L1/L2/L3 Cache）、STM32 片上 RAM（如 DTCM、SRAM1~4 都是 SRAM）等需要高速访问的场景。
SDRAM (Synchronous DRAM，同步动态随机存取存储器)
- 原理： 属于 DRAM 的一种，工作时与 CPU 时钟同步（数据读写按时钟节拍进行），需要定期刷新。
- 特点： 速度比传统异步 DRAM 快，容量大（常见 128MB~2GB）；需外部控制器（如 STM32 的 FMC 接口），时序配置复杂。
- 应用 ： 嵌入式系统扩展大容量临时存储，如 STM32 H7 系列外接 SDRAM 用于存放视频帧、大型缓存数据等。
MRAM (Magnetoresistive RAM，磁阻式随机存取存储器)
- 原理： 利用磁阻效应存储数据（通过磁场变化改变电阻状态表示 0/1），非易失性，无需刷新。
- 特点： 速度接近 SRAM，容量接近 DRAM，非易失性（掉电不丢数据）；功耗低（无需刷新和电荷维持），寿命长（理论无限次擦写）；成本高（目前还未大规模普及）。
- 应用 ： 高端嵌入式系统（如工业控制、汽车电子）需要 “高速 + 非易失” 的场景，替代部分 SRAM 和 Flash 的组合使用
对比
| 特性 | DRAM | SRAM | SDRAM | MRAM |
|---|---|---|---|---|
| 易失性 | 掉电丢失 | 掉电丢失 | 掉电丢失 | 掉电不丢失 |
| 速度 | 中等(几十纳秒) | 极快(几纳秒，接近 CPU 速度) | 比 DRAM 快(同步时钟优化) | 接近 SRAM(几纳秒) |
| 大小 | GB 级 | MB 级 | 数百 MB~ 数 GB | 目前可达 GB 级，逐步提升 |
| 功耗 | 较高 | 中等 | 略低于 DRAM | 低 |
| 成本 | 低 | 高 | 与 DRAM 接近 | 高(未大规模普及) |
| 应用 | 早期 PC 内存、低端嵌入式设备 | CPU 缓存、STM32 片内 RAM | 嵌入式扩展内存 | 工业控制、汽车电子 |
NAND Flash、NOR Flash
NOR Flash（或非闪存）
原理： 同样基于浮栅晶体管，非易失性，但内部结构与 NAND 不同。
特点： 随机访问速度快（可直接 “按地址读取”，类似 RAM），支持 “代码在 Flash 中直接运行”（XIP，eXecute In Place）；密度低（容量小），价格高（单位容量成本高），擦写速度慢（尤其大容量擦除）。
应用： 嵌入式系统的 “程序存储器”，如 STM32 片上 Flash 几乎都是 NOR Flash（用于存储程序代码、启动程序），路由器、交换机的固件存储等；STM32 中片内 Flash（如 0x08000000 起始地址的存储区域）均为 NOR Flash，支持程序直接在 Flash 中运行（无需加载到 RAM）。
NAND Flash（与非闪存）
原理： 基于浮栅晶体管存储电荷，通过电荷是否存在表示数据，属于非易失性存储（掉电不丢数据）。
特点： 结构简单，密度极高（相同体积下容量远大于 NOR Flash）；读写速度 “页级快、随机慢”（适合连续读写，随机访问速度差）；价格低（单位容量成本是 NOR Flash 的 1/5~1/10），但有 “坏块” 和 “擦写次数限制”（通常 10 万次以上）。
应用： 大容量存储场景，如 U 盘、SD 卡、固态硬盘（SSD）、嵌入式系统的 “硬盘”（如存储固件、日志、用户数据）；STM32 中部分型号支持外接 NAND Flash（如 F4/F7/H7 系列），用于扩展大容量非易失性存储。
对比
| 特性 | NOR Flash | NAND Flash |
|---|---|---|
| 存储结构 | 并行结构，地址线可直接寻址单个字节 | 串行 / 页式结构，需按 “块 - 页” 层级寻址 |
| 速度 | 随机访问快（10~100ns），支持按地址读单个字节；连续读写速度慢 | 随机访问慢（需先找块、再找页）；连续读写快（页级操作，几十 MB/s） |
| 执行能力 | 支持 XIP（就地执行）：程序可直接在 Flash 中运行，无需加载到 RAM | 不支持 XIP：代码需先加载到 RAM 才能运行 |
| 擦写特性 | 支持小粒度擦除（扇区级，如 4KB/8KB），部分支持字节级修改 | 必须 “先擦除再写入”，擦除粒度大（块级，如 128KB/256KB），仅支持页级写入 |
| 容量与密度 | 密度低，单芯片容量小（通常 1MB~1GB） | 密度高，单芯片容量大（通常 8GB~1TB，甚至更高） |
| 成本 | 单位容量成本高（约为 NAND 的 5~10 倍） | 单位容量成本低，性价比高 |
| 引脚与接口 | 引脚多（需地址线、数据线分离），接口复杂 | 引脚少（地址 / 数据复用），接口简单（如 SPI/NAND、ONFI 接口） |
| 应用 | 小型嵌入式设备的程序存储、交换机 | 硬盘、手机、平板的内置存储 |
EEPROM
原理： 通过电信号擦除和写入数据，非易失性，可字节级擦写（无需按块擦除）。
特点： 擦写方便（支持单个字节修改，无需整块擦除）；容量小（通常 KB 级，最大几 MB），速度慢（擦写时间毫秒级），寿命有限（通常 10 万次擦写）。
应用： 存储少量需要频繁修改的非易失性数据，如设备参数（波特率、地址）、校准数据（传感器零点）、用户配置等；STM32 中部分型号内置 EEPROM（如 F1/F4 系列），或通过 “Flash 模拟 EEPROM” 功能实现类似效果（如 H7 系列无独立 EEPROM，需用 Flash 特定区域模拟）。
