当代RAM存储技能是在半导体技能发明，特殊是晶体管与MOS管发明下的产物，而在半导体技能发明前，信息的存储技能经历过多个发展阶段，早期媒介记录（如纸张）、穿孔卡片、电子管技能、磁技能、半导体技能等，见下表：
一、早期媒介记录
人类在通过媒介记录信息前，都是通过大脑记录信息，然后通过回顾来还原所须要的信息（人脑便是内存和硬盘），但是人脑随意马虎遗忘，于是原始社会人类便开始了对信息存储的探索和利用，比如下面便是早期常用的记录办法：
1、结绳记事的方法。
2、雕刻的方法，将信息记录在石头、龟甲等坚硬的物体表面保存信息。例如：万年前的史前洞穴壁画，公元前1300年前商朝的甲骨文，及春秋战国期间的竹简等。
3、古代帛书 ，西汉初期（公元前202年）造纸术的发明及东汉（105年）蔡伦对造纸术的改进，使得信息记录、传播和传承有了革命性的进步，这也极大促进了人类文明和文化传播。
公元四世纪，造纸术传到了高丽（目前鲜）；
公元610年，造纸术传到日本；
公元10世纪，造纸技能传到了阿拉伯地区，如现在叙利亚的大马士革、埃及的开罗和摩洛哥；
欧洲人是通过阿拉伯人理解造纸技能的：
公元1150年，阿拉伯人将造纸术传到了西班牙；
公元1276年，意大利也有了造纸技能；
公元1348年，法国巴黎也建立了造纸厂；
公元14世纪，德国通过法国得到了造纸技能；
公元15世纪，英国由于与欧洲大陆有一海之隔，晚些才有造纸厂；
公元1573年，瑞典建立了最早的造纸厂；
公元1635年，丹麦也开始造纸；
公元1690年，挪威建立奥斯陆造纸厂；
到了17世纪欧洲各紧张国家都有了自己的造纸业。
公元1690年，美国在独立之前，才在费城附近建立了第一家造纸厂。
二、穿孔卡片
纸的发明使得历史信息能够被记录并且被传承，有了纸才有后面的穿孔卡片技能。随着18世纪工业革命的发起，机器化生产开始代替了人类手工操作，穿孔纸片/卡片便是这时候开始涌现的，其利用在纸张上打上小孔，来掌握“程序化”的织机和其他工业机器。
穿孔纸片的思路来源于织布机的事理，织布机是由两条以上相互垂直的丝线，在织机上按照一定规律相互交织而形成的织物，纵向的纱线叫经纱，横向的纱线叫纬纱。
在织机上，经纱在经轴上逐根排列，根据织物纹样的哀求，部分经纱被抬起，另一部分经纱则保持不动 形成织口，纬纱从织口中引入，经纱抬起的规律不同以及纱线颜色的排列变革，就会给织物带来不同的纹样。
基于此，穿孔纸带技能首先开始运用于纺织行业，后面逐渐运用于电报及电脑行业，如下所示：
1725年，法国人布乔（Basile Bouchon）发明了穿孔卡，用于掌握纺织机绘制图案；
1801年，Joseph Marie Jacquard将这种设计的打孔卡按照一定顺序捆绑，运用于提花织机；
1846年，Alexander Bain发明了传真机和电传电报机，也利用了穿孔纸带来表示指令，纸带上每一行代表一个字符，利用二进制编码：带孔为1，无孔为0，经由光电扫描输入电脑，如下图：
1890年，穿孔卡片由一位毕业于哥伦比亚大学的年轻人 赫尔曼·霍尔瑞斯 （Herman Hollerith）广泛运用于人口普查中的数据存储。
在 人口普查中的穿孔卡片，一张卡片记录一个居民的信息，包括国籍、人种、性别、生日等；比如在卡片上用了两个孔位，表示男性就在个中一处打孔，表示女性就在另一处打孔，表示12个月便是12个孔位，这便是早期穿孔卡片记录信息的方法，该方法虽然现在看起来很傻，但是这些在当时可以被机器识别的卡片是一个巨大的打破。通过穿孔有无来表示信息，也是当代打算机二进制1、0来表示数据的雏形。
1896 年前，霍尔瑞斯成立制表机公司，专注于穿孔卡片的改进与发展；1911 年，制表机公司与其余 3 家公司合并成立 CTR 公司；1924 年，CTR 更名为 国际商业机器公司（International Business Machines Corporation），便是现在大名鼎鼎的 IBM 公司。
IBM公司在1928年发明的12行80列的穿孔卡片，在当时成为信息记录的主流，特殊是用于记录程序代码，每张卡片记录一行代码，如下图所示（玄色框表示已打孔）：
上图所示为1280穿孔卡片，从上往下分别分为第12行，第11行，第10行（或者第0行），第1,2,...,9行；个中赤色方框的数字1-80表示80个列号。
这样一张的穿孔卡片可以表示一行代码，每一列表示一个数字或字母，一张卡片可以表示80个数字或字母，规则如下：
举例解释，还是以上图所示取5列解释每一列所代表的字母，如下图所示：
a.赤色圈1是第2列，由于第12、11、10行没有打孔，只有第1行打玄色孔，代表数字1；
b.赤色圈2是第3列，由于第12、11、10行没有打孔，只有第2行打玄色孔，代表数字2；
b.赤色圈3是第7列，由于第11行打孔，第7也打孔，根据编码规则2，表示字母P;
c.赤色圈4是第9列，由于第12行打孔，第6也打孔，根据编码规则1，表示字母F;
d.赤色圈5是第18列，由于第10行打孔，第3也打孔，根据编码规则3，表示字母T;
再举例一个，如下图所示，第1列至第36列的玄色打孔点，根据如上编码规则，分别表示数字0到9，字母A到Z，共36个数字和字母。
穿孔卡片在当时运用非常广泛，20世纪初的IBM打算机，如IBM701便是利用穿孔卡片来保存程序数据，但那个年代的编程并不是手动在这些卡片上打孔，有个叫键盘打孔器（keypunch）的设备可以专门用来打孔，键盘上输入1, 就在当前列的第1行打一个孔，然后到下一列。卖力用键盘打孔器打孔的操作员常日是女性，以是编程整体流程上是：
二、磁存储器
利用穿孔卡形式的机器存储，信息的读取和写入，都依赖于纸带上孔的设计。随着电磁学的发展，从机器自动化逐步发展到电气自动化。存储核心是利用两个状态二进制来表征数据信息。磁性材料，利用磁矩的取向，也可以实现两态，从而替代机器打孔。并且表征每个形态的体积相对付机器孔而言，可以做到更小，从而可以实现更高的存储密度。后续涌现的磁带存储技能，一定程度上还保留着打孔卡设计的影子。
磁性材料作为存储介质的存储类型有很多，包含有磁带、磁鼓、磁芯、磁阻、以及后面运用于打算机的磁盘等等。
2.1、磁带存储
1928年，德国德雷斯诺工程师Fritz Pfleumer 发明了“会发声的纸”——录音磁带。其基本事情事理是：将粉碎的磁性颗粒用胶水粘在纸条上，制备成磁带。磁带在移动过程中，随着音频旗子暗记强弱，磁带被磁化程度也会发生变革，从而记录声音。利用该纸带可以存储仿照旗子暗记，这是利用磁性作为信息存储的最早记录。
1951年，磁带开始广泛用于打算机。
2.2、磁鼓存储器
1932年，IBM公司的奥地利裔工程师Gustav Tauschek发明了磁鼓存储器；它是利用铝鼓筒表面涂覆的磁性材料来存储数据的，由于鼓筒旋转速率很高，因此加快了存取速率。直到1953年，磁鼓存储器才开始运用于IBM701打算机，作为内存储器。
2.3、磁芯存储器
1948年，华裔王安发明了磁芯存储器，最初的磁芯存储器只有几百个字节的容量。
1.磁芯存储器的写入事理是：一个铁氧体磁芯中间穿过一根导线，当导线中的电流向下时，根据右手螺旋法则产生了顺时针方向的磁场。反之，电流向上时则会产生逆时针方向的磁场。这里，可以把顺时针的磁场记做0。如果磁芯中已经记录了0，只要反向电流够大，就可以擦除掉这个0重新写入1。
2. 磁芯存储器的读出事理是：假设我们不知道某个磁芯中存储的是什么数据，那就强行向个中写入“0”。如果磁芯中记载的是1，电流会逼迫写入逆向的磁场，同时引发出一个感应电流。利用一根感应线路，就可以探测到这个感应电流。如果磁芯本来就记载着0，就不会产生电流。要想让磁芯存储数据，须要急速进行重新写入。
磁芯搭建内存须要将磁性排布成阵列，早期的线选法常日和3度4线法（3D4W）合营，它须要利用四根线路。分别是相互垂直的x、y线（也可以叫行、列），禁止线z线，还有读取线，每颗磁芯都会同时穿过4根导线。读取线呈45°穿过所有磁芯的读取线，这种排列办法是为了尽可能减少滋扰。写入数据时，在相应的x和y线上分别加载一半功率脉冲。这样只有在两条线重合点处的磁芯受叠加脉冲影响记录数据。读出时则如上文所述，强行写入数据1，如果读出线产生了感应脉冲，解释这颗磁芯原来记载为0，如果没有感应脉冲，解释原来记载的为1。读取进程结束后，如果原来记载为0时，由于读取时写入了1，须要进行重写进程，强行写回数据0。
下图为由磁芯板组成的磁芯阵列：
在50年代到70年代之间，磁芯存储器基本统治着内存领域。由于磁性存储器的存储速率上限为10MHz，在高存储容量时体积无法做小，且随意马虎滋扰，终极为磁性存储器的发展画上句号的是1970年发明的集成电路随机存储器件（SDRAM）。
2.4、硬盘（磁盘）存储器
1956年，IBM完成了天下上的第一款硬盘设计。这款名为IBM350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Control）的硬盘产品体积十分弘大，统共利用了50张24英寸的碟片，但容量仅为5MB。磁盘两面都可以利用存储，利用率要高于磁鼓。因此，当磁盘涌现后，磁鼓就被淘汰了。
后面，随着技能的发展，磁盘作为打算机的紧张存储介质，容量越来越大，体积反而越来越小。
三、其他类型存储器
为了数据存储，人们费尽了心血，险些所有能利用的物理征象，电、光、声、磁都被探索过来，除了上面先容的磁性材料外，还有许多其他的存储介质，如基于电子管的威廉姆斯管，基于水银延迟线的易失落性存储器等。
3.1、电子管-威廉姆斯管
1946年，基于威廉姆斯管的内存是由弗雷迪·威廉姆斯（Freddie Williams）与汤姆·基尔伯恩(Tom Kilburn）发明的，它是一种由阴极射线管(CRT)构成的储存装置。事情事理是一股电子射到CRT表面上，它会自动创建一个正电荷，这代表了一个位的数据，由于电荷流失落有时限性，因此，数据必须定期刷新。威廉姆斯kilburn管则哀求高精度的光束掌握技能，这使他们温度敏感和更随意马虎失落效。这些设备的存储能力可达1024位，IBM 701打算机就利用过。
电子管由于功耗大，效率低，稳定性差，不易于集成，后续完备被磁芯存储器给替代。
3.2、水银延迟线存储器
它是利用声音在水银介质上传输的时延来储存信息。举例，将一块石头掷入水中，形成波浪，波头经由一段韶光才能传播到远方某处，在这一段韶光的波浪用于存储信息，水银延迟线的便是利用这个事情事理。
1951年，打算机UNIVAC-1利用的水银延迟线是一根直径10mm、长150cm的管子，内部充满水银，两端各有一个转换器分别进行电-声转换和声-电转换，这样，脉冲旗子暗记从管子的一端进入，转换成超声波，960ms后超声波到达管子的另一端，然后再转换成电旗子暗记输出。
不过，要实现存储功能，还须要一些额外的电路：经调制的脉冲旗子暗记从管子的一端进入，960ms后从管子的另一端输出，由变换器吸收后，经检测、放大、整形和再生，重新反馈到发送端。一个延迟线电路称作一个通道（channel），每个通道可存储10个91位的字，UNIVAC系统中共有100个这样的通道，可以存储99Kb的信息。
总之，在半导体技能之前，主存储器（即内存）有磁心存储器、水银延迟线存储器、电子管静电存储器等类型，磁鼓和磁盘用作紧张的赞助存储器（即硬盘）。
在半导体技能涌现后，主存储器开始采取SRAM/SDRAM（即内存），磁盘/ROM/FLASH开始用作紧张的赞助存储器（即硬盘）。
四、半导体存储器
上世纪60年代，随着晶体管与CMOS技能的发明，及集成电路的发展，半导体存储器开始运用发展，除了涌现了ROM存储外，RAM内存技能也同时发展，紧张分为两个方向：SRAM与SDRAM。它们的差异紧张在于存储单元的事理不同，如下图所示：
个中SRAM利用六个晶体管电路和锁存器存储一个bit，如果系统通电，SRAM会保留存储的数据而无需重复充电，但是掉电SRAM则数据丢失，因此是易失落性存储器；而SDRAM利用一个晶体管另加一个电容器来存储一个bit，由于电容器不可避免地存在泄电征象，因此SDRAM每个单元必须周期性地进行刷新(预充电)，同样DRAM也是易失落性的。
由于以上存储单元构造的不同，它们的紧张差异是SRAM访问速率更快，但是本钱更高，而SDRAM存储密度更高，并且本钱低；因此SRAM一样平常是小容量，比如几个KB~几个MB之间大小，紧张用于CPU的缓存cache或MCU的内部RAM；而SDRAM容量比较大，比如几个MB~几百个MB乃至几个GB大小，紧张用于CPU的内存条或ARM等芯片的外置RAM。
4.1、SRAM
SRAM可以随机的读取任意一个地址空间内的数据，因此其采取的地址线与数据线分离的接口办法，比如以IS62WV51216这颗SRAM芯片为例大略先容其接口与事情时序。
该芯片是一颗16位数据宽度，1MB大小的SRAM，芯片的内部框图图下图所示：
各个干系引脚的功能描述如下表所示：
1、地址线为A0~A18，共19根地址线，因此可以访问的地址大小便是，2^19=524288=512KB,由于其数据总线为16bit，因此每个地址可以输出2个字节数据，以是容量为512KB2=1MB。
2、数据线为I/O0~I/O15，共16个数据线，通过UB/LB可以选择高/低字节。
3、CS1/CS2为片选旗子暗记，低电平有效。
4、OE是输出使能旗子暗记（即读旗子暗记），低电平有效。
5、WE是写使能旗子暗记，也是低电平有效。
读数据时序图（详细可参考IS62WV数据手册）：
写数据时序图：
4.2、DRAM
DRAM（Dynamic Random Access Memory)每隔一段韶光，要刷新充电一次，否则内部的数据即会消逝。而SDRAM是Synchronous DRAM，在DRAM的根本上增加同步时钟，这样CPU可以准确的知道数据的读写韶光。
DRAM经由多年的发展，大致经历过几个演进过程，早期利用的普通内存，利用的是FPA DRAM（FAST PAGE MODE DRAM），即快速页面模式随机存取存储器，它是每三个脉冲周期传送一次数据；然后EDO DRAM（ EXTENDED DATA OUT DRAM），即扩展数据输出随机存取存储器，它是每二个脉冲周期传送一次数据，比FPA DRAM数据速率提高了30%；随着SDRAM的涌现，它是每一个脉冲周期传送一次数据，又比EDO DRAM提高了50%，后面逐步涌现了DDR SDRAM、DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM、DDR4 SDRAM，目前最新的为DDR5 SDRAM。
每一代的SDRAM内存升级，速率都翻倍提升，而事情电压越来越低，同时随着制造工艺的改进，存储容量也不断提升。目前动态存储器紧张以SDRAM为主，在嵌入式MCU中，紧张是外置SDRAM芯片来扩展内存，由于MCU内部的SRAM常日比较小；而在嵌入式ARM Cortex A系列处理器，其内部常日没有RAM供用户利用的，因此一样平常利用DDR-DDR3作为外置SDRAM；对付电脑处理器CPU而言，目前紧张利用的是DDR4和DDR5。
在2008年前后，随着智好手机的兴起，面向移动电子产品的SDRAM应运而生，如LPDDR，即（Low Power Double Data Rate SDRAM），是DDR SDRAM的一种，又称为 mDDR(Mobile DDR SDRAM),是美国JEDEC固态技能协会（JEDEC Solid State Technology Association）面向低功耗内存而制订的通信标准，以低功耗和小体积著称。
LPDDR运用与手机和平板电脑中，事情电压1.1V，LPDDR5的I/O速率可达到6400MT/s，目前最新的小米11手机等都运用了LPDDR5内存，最高容量可达16GB。
4.2.1、SDRAM芯片
在嵌入式Cortex-M内核开拓时，如果须要扩展大容量的内存，可以外挂一片SDRAM，以华邦W9825G6KH为例解释接口与时序。
W9825G6KH是一款16位宽，32MB的SDRAM，速率一样平常为133MHz、166MHz、200MHz。其内部框图如下：
其每个引脚功能描述如下表所示：
个中：
1、CLK便是SDRAM的同步时钟旗子暗记，CLE为时钟旗子暗记的使能线；CS为片选旗子暗记；
2、SDRAM与SRAM不同，其地址线与数据线共用，如上A0~A15，而地址选通有分为行选通信号RAS，及列选通信号CAS，通过行、列地址来指定读写的位置；
3、地址线A0~A12中，W9825G6KH芯片中行地址利用了A0~A12，共13位；列地址利用了A0~A8共8位；因此可寻址范围为：(2^9)(2^13)=4194304=4MB；而数据总线宽度为16位，因此每个BANK的大小为4MB2=8MB；由于该芯片可以通过BS1/BS0来选择4个BANK，每个BANK容量为8MB，因此总容量为8MB4=32MB。
4、LDQM/UDQM也是其用于选择低/高字节使能旗子暗记。
4.2.2、DDR芯片
在嵌入式Cortex-A内核开拓时，一样平常须要外置SDRAM，比如DDRx内存，现在以NT5CC256M16EP为例解释DDR3内存的接口功能。
该芯片是一款容量512MB大小，16位宽，1.35V，传输速率为1866MT/S的DDR3L芯片，功能款图如下所示：
个中：
1、该DDR3L与之前的SDRAM同等，地址与数据共用总线，通过行旗子暗记RAS与列旗子暗记CAS进行选通详细位置。同时还是有CS片选旗子暗记及CKE时钟使能旗子暗记，但是由于其时钟频率较高，避免滋扰影响，时钟采取的差分旗子暗记线CK/CK#，所有掌握旗子暗记与地址旗子暗记均在CK/CK#上升沿与低落沿交叉处被采集。
2、地址线为A0~A14，共15根地址线，个顶用于行地址的为A0~A14，共15根；用于列地址的为A0~A9，共10根；因此一个BANK的大小为(2^10)(2^15)2=64MB，由于该芯片有BS2、BS1、BS0可选择8个BANK，以是该DDR3L芯片的容量为64×8=512MB。
3、该芯片也有UDQS/LDQS用于选择高/低字节有效旗子暗记。
DDRx在运用前须要配置一些关键的韶光参数，如下表所示：
a>、tRCD参数
b>、CL参数
c>、AL参数
d>、tRC参数
tRC参数是两个ACTIVE命令，或者ACTIVE命令到REFRESH命令之间的周期，可参考DDR3L数据手册。
e>、tRAS参数
tRAS参数是ACTIVE命令到PRECHARGE命令之间的最小韶光，DDR3L数据手册会给出该韶光值。
以上DDR3L的读写时序还是比较繁芜，一样平常MCU或ARM处理器有专门的掌握器实现读写操作，比如ARM Cortex-M系列的FMC/FSMC掌握器，可以连接外置的SRAM或SDRAM；而对付ARM Cortex-A系列的MMDC掌握器，可以连接外置的DDRx，软件上只需配置相应的寄存器即可。
