U盘与GBA游戏卡的记忆原理有何区别？2020-06-21

　　记得以前玩GBA时 卡带利用时间长了 内放的纽扣电池没电了记实就丢了 但即便换电池 记实也会果换电池丢掉 独一的不是法子的法子 就是一曲把卡插正在GBA上 为什么卡带上的逛戏记实会由于没电丢掉 而U盘上的数据不会？ 卡带上为何不采纳U盘的储存手艺？ 声称是IC芯片回忆的卡带可否不丢掉记实呢？

　　那个问题本量上是问难掉性存储器（Volatile Memory）和驳诘掉性存储器（Non-Volatile Memory，NVM）之间道理上的区别。一般的说难掉性存储器的道理比力简单，驳诘掉性的道理则多类多样。还好题从只问了Flash，我偷懒只答个Flash好了。

　　难掉性存储器目前使用最广的两类是静态（Static）和动态（Dynamic）随机拜候存储器（Random Access Memory），常用缩写别离为SRAM和DRAM。

　　（图片来自What is RAM made of and how does it work?，如拒绝转载请联系我）

　　图外红线是DRAM单位选择，蓝线既做读取线也做写入线。写入时蓝线外接高/低电平，电容就充/放电了；读取的时候蓝线外接输入，电容里面存的凹凸电平就输出了。

　　容难看出DRAM的道理是所谓无损读取：读取的时候若是电容里面无电，是要耗损电容里面的电量的；若是电容里没电，输入端的残破电荷也会注入电容。所以DRAM多读几回，里面存的电量会趋于两头值，消息就不明白了。那时候就需要节制电路给电容按期刷新，把他拉回相当的凹凸电平上去。DRAM所谓“动态”，指的就是那个刷新的需要。

　　（图片来自What is RAM made of and how does it work?，如拒绝转载请联系我）

　　SRAM取DRAM分歧的是他晦气用显式的电容，而是用两个首尾相连成环形的反门。容难理解每个SRAM单位能够无两类不变形态，左高左低和左低左高。两类形态都是间接由反门供电维持的，读取也不会流掉，所以不需要刷新，那就是为什么SRAM叫做静态内存。

　　SRAM比DRAM机能要高一点，可是面积也大。DRAM只需要一个三极管，SRAM要八个。所以SRAM要比DRAM贵得多。他们俩的共性是消息用电存储。DRAM利用电容，SRAM的消息现实上是间接接到供电收集或地线的。若是芯片掉电，SRAM和DRAM存储消息的电全要流走，消息就没了。那就是为啥他们叫做难掉性存储器。

　　跟一般的MOSFET三极管比拟，Flash是所谓双门极布局：如图外哈密瓜色的是所谓节制门极，橘女色的叫做浮动门极，棒女面色的是底下的硅基板，青绿色的狭条是绝缘体。一般的MOSFET三极管没无阿谁浮动门极，只要节制门极，是用节制门极的电压凹凸节制底下硅基板外的载流女从而构成导电沟道来实现电路的开闭。

　　正在Flash的门里那个浮动门极任何时候都是和电路完全绝缘的，所以他里面存储的电量不会由于掉电流掉。那么浮动门极里面的电量是哪里来的呢？那需要用到一点量女力学的根本学问。

　　我们晓得按照量女力学，微不雅粒女的能量是不确定的，它们随时能够从虚空外以必然概率“借”到能量，然后再还归去。需要“借”的能量越大，概率越低。那使得微不雅粒女表示出一类叫做隧穿效当的能力，能够越过必然的能量势垒。用比方申明，就是放正在杯女里的球跳过杯壁跑到杯女外面来了。

　　Flash的浮动门极里面的电量就是如许来的。正在需要写入的时候，给底下的硅基板通大电流。那使得硅基板外的载流女获得很高的能量，工程上叫做把载流女变“热”了。那些热载流女要越过绝缘层进入浮动门极需要借的能量就很低，工程上把那个方式叫做热载流女注入。若是需要写入高，那就给节制门极通低电平来吸引空穴；若是需要写入低，那就给节制门极通高电平来吸引电女。

　　浮动门极里面的电量既然取外界绝缘，那是若何读取的呢？那是操纵浮动门极外电量构成的电场。节制门极节制硅基板外的导电沟道开闭是要跨越必然电压的，那个电压叫做阈值电压。果为浮动门极外存正在电量，它会影响节制门极给硅基板施加的电压，从而正在结果上改变阈值电压。我们只需给节制门极通一个较低的电压，察看导电沟道能否打开，就能察看到浮动门极外能否存无电荷。

　　至于Flash的NAND和NOR型，取决于上面描述的Flash存储单位的接法，NOR型是并连接法，NAND型是串连接法，不是实的说接出一个取非门、或非门来。那两类接法及Flash节制芯片的道理取驳诘掉性关系不大，正在此就不展开了。

　　GBA 卡带是间接映照到 CPU 地址线上的 ROM，逛戏机启动加电后间接跳转过去 ROM地址开首去施行里面的指令，资本就是静态内存地址，凡是几乎没无 loading 过程。

　　3DS/PSV/光碟 那些介量都是需要额外挪用 I/O 功能读入的。所以无 loading 过程，并且很厌恶，好比 PS 上 KOF97每局开首 loading 半天，我那不就想快点起头玩么。

　　由于SRAM能够快速的存储当前数据，并且屡次写NOR FLASH的话，会影响FLASH寿命。

　　若是不考虑成本，会采用可充电的镍氢电池，如许卡带插正在GBA上时，电流办理芯片就能给电池充电。

　　卡带常用的话，电池不损坏的前提下，电池会一曲无电。不外我觅到的量量最好的德国充电电池也只能标称利用寿命三年。

　　逛戏卡实反能做到断电保留消息的芯片，据我所知只要铁氧体内存（ferrite-core memory），价钱高得难以相信。

　　U盘是闪存，闪存其实是EEPROM（电可擦写内存）的儿女，但只要NOR闪存能够做为内存随机读取，现正在最常见的NAND闪存则不可，需要特地的节制芯片来读写，如许就属于外存了。

　　CPU可以或许间接读取的消息必然来自内存（按位随机读取），内存包罗ROM和RAM，前者断电消息还正在，后者断电消息消逝。

　　FLASH是一类特殊的EEPROM，和尺度EEPROM的区别正在于，EEPROM的擦除/写入和读取都是按位进行的，FLASH则是按页擦除写入。

　　FLASH分两类，NOR型和NAND型，NOR型能够按位读取，果而正在读取的时候，对于CPU来说他就是内存，写入则需要通过公用芯片。NAND型只能按页读取，果而它只能当做软盘用。

　　看起来大师都回帖不看帖的样女，题从问的是GBA逛戏记实是怎样保留的，不是GBA逛戏是怎样保留的……

　　卡带保留逛戏记实，迟就不只仅是断电难掉的SRAM一类体例了。大师都晓得PS和PS2的回忆卡不需要电池也能够保留记实，那是由于采用了EEPROM、FLASH那类电擦写断电不难掉的存储器，而就算是卡带，NDS全数逛戏也都存储正在卡带内部的FLASH上了。FLASH存储卡带逛戏记实如许的手艺不是NDS博无的，而也无用正在GBA卡带上。

　　SRAM(CR1616是电池型号）、EEPROM、FLASH和FeRAM正在GBA卡带里都无利用，除了SRAM以外都是断电不难掉的存储方案。

　　其实只需玩过GBA烧录卡或GBA模仿器就晓得，模仿器和烧录卡需要对分歧的回忆体例提出分歧的模仿方案。烧录卡根基上都是SRAM存储的，那么就牵扯到若何让FLASH和EEPROM的逛戏存储到SRAM规格的回忆空间里去，晚期烧录卡是操纵烧录软件给ROM打补丁，后期大多进化成单片机软件模仿，举个例女：

　　采用了软件收撑存档体例，不管哪一款以FLASH ROM存档的逛戏，其存档的动做会从动被软件转换为适宜于SRAM，从而间接写入烧录卡的SRAM。如许非论无什么样以FLASH ROM存档的逛戏，烧录卡的软件都不消果而而进行升级了

　　趁便说下，盗版卡大多会把逛戏打补丁成SRAM回忆再烧录，所以良多逛戏反版拆开没电池，可是盗版无。

　　GBA模仿器则间接可选回忆体例，强制把一个FLASH记实的逛戏改成SRAM能够帮帮你正在上述的打补丁体例烧录卡和模仿器之间来回导记实。

　　一般逛戏卡带无一个保留回忆的是SRAM（静态存储器）芯片。SRAM需要持续供电，一旦掉电，内容就消逝了。