单片机中RAM容量小的几点原因

很多小伙伴就有这样的疑问：现在固态硬盘都以 T 为单位了，手机电脑内存都是8G、甚至32G了，为什么单片机RAM连1M都不到？   经典的AT89C51单片机，其内部只有128字节RAM（内存），同样经典的MSP430F149也只有2K的RAM空间。   即使现在用的比较多的STM32F1、F4系列，其最大的RAM也不到100K。   今天就来讲讲关于RAM以及单片机内存少的几点内容。 （备注：本文说的单片机，指MCU，微控制器）  

关于RAM

RAM：Random Access Memory，随机存取存储器，也是大家所说的内存。  

 

  RAM是一种易失性存储器，也就是说断电就会丢失存储数据。   RAM有一些常见特点：

随机存取

易失性

对静电敏感

访问速度块

······

随着需求的提高，技术的进步，RAM又发展了像SRAM、DRAM、SDRAM等多种类型的RAM存储器，这里可以参看一下文章：SRAM、DRAM、SDRAM的区别

 

  相对于Flash、硬盘等非易失性存储器而言，RAM具有更快的读写速度，因此RAM广泛用于各种单片机、嵌入式、计算机系统中。   但RAM也存在一些“不足”，导致在很多场合，RAM的容量都相对比较小。  

RAM容量小的几点原因

RAM相对Flash、硬盘而言，要做到足够大容量，其成本相对Flash要多的多。   1.RAM工艺更复杂 RAM要求速度更快，电流又不能太大，为了能尽量满足和平衡更高要求，就需要使用更特殊和更先进的半导体电容技术。  

  2.更大的硅面积 因为RAM的工艺更复杂，其占用硅面积相对更大。   大家应该都知道芯片的制造过程，目前芯片主要使用硅这种材料制作芯片（当前，现在也发明了更先进的材料），占用硅面积更大，意味着单个芯片成本更贵，相信这个原理大家都懂。      

通过认识wafer、die、cell它们的关系你就能大概理解芯片其实是“批量”生成的。

  3.功耗原因 单片机通常要求功耗不能太多，特别是低功耗的单片机，在待机模式下，要求nA级别的电路。   为了满足低功耗，单片机中RAM，通常是静态RAM（SRAM）。   这里要扩展一下与SRAM对应的DRAM（动态RAM），顾名思义，动态RAM就是需要定时给电容补充漏掉的电荷，也就是需要定时刷新，DRAM需要驱动电路，功耗相对SRAM自然更大。  

4.单片机大容量RAM需求不大 大家都知道，使用单片机开发的项目，通常都是裸机，或者RTOS，一般不会用到大型软件，特别是早期的时候（早期少数对RAM有需求的项目，一般通过外扩RAM的方式）。   所以，早期很多项目对单片机RAM容量要求不高，甚至有很大一部分RAM都没有用到。   当然，随着UI、AI、物联网的快速发展，现在对单片机RAM的需求也在不断增加，很多新出的单片机RAM容量也在不断增加，比如256K，甚至512K了。  

5.其他 除了以上说的几点，还有像寿命、稳定性、兼容性等也是间接影响RAM大小的因素。

编辑：黄飞