半導體是「會思考」的零件。我們已在第3章中說明過半導體如何思考。不過，光是靠第3章所提到數位資訊的處理方式，半導體仍無法像人類一樣思考。
要像人類一樣思考，就必須擁有能「記錄」資訊的功能。人類思考時，會以記憶中的資訊為本。
本章將說明用來記憶的半導體「記憶體」。
如同我們在第3章中提到的，「會思考」的半導體需在數位世界中思考。因此，記錄下來的資訊需先數位化，才能進行運算。半導體記憶體會以「1」或「0」的形式記憶這些資訊。這裡的1或0的資訊單位，是1bit（位元）。
這些半導體記憶體由許多儲存單元（記憶元件）構成，一次會有多個儲存單元參與運作。8個bit可組合成1B（位元組，Byte）；1×106個（100萬個）B是1MB（Mega Byte）；1000個1MB是1GB（Giga Byte）。也就是說1GB由8×109個儲存單元構成。
依照讀取與寫入功能，我們可將半導體記憶體分成數個類別，如圖4－1所示。
雖然半導體記憶體有各式各樣的種類，但大致上可以分成RAM（Random Access Memory）與ROM（Read Only Memory）。
RAM可以讓處理器隨機連接大部分的儲存單元。只要指定儲存單元的位址，就可以直接連接到該儲存單元，讀取出記憶內容、消去記憶內容，也可以在儲存單元寫下新資訊。代表性的半導體RAM中，有DRAM（Dynamic RAM）與SRAM（Static RAM）2種。
電源斷開、即電源電壓消失時，這2種記憶體內的資訊也會跟著消失，故也稱為「揮發性記憶體」。
DRAM使用電容器（capacitor）記憶資訊，將電荷的有、無視為「1」、「0」。記憶部分的結構相當簡單（1個電晶體＋1個電容器），1個位元的成本相當低，即是DRAM的特徵。
但隨著時間經過，電容器累積的電荷會逐漸漏失、消滅。所以每隔一段時間，就必須做一次再新（refresh）的動作，再次寫入資料。DRAM每秒會再新數十次，所以稱其為動態（Dynamic）。
SRAM的記憶部分使用的是名為正反器的CMOS電路，因此不需要DRAM那樣的再新動作，可高速運作。
另一方面，SRAM的1個儲存單元需要4～6個電晶體，電路相當龐大，成本比較高，所以SRAM僅少量用於要求運作速度的地方。
ROM為唯讀（僅能讀取）的記憶體。將資訊寫入排列成堆的儲存單元後，就可以多次讀取相同資訊。
ROM儲存的資料以命令程式與初始資料為主，即使斷電也會保留這些內容。這些斷電後仍可保留內容的記憶體，稱為「非揮發性記憶體」。
Mask ROM是在製造時，透過燒錄線路儲存資料的半導體，無法更改內部儲存的資訊。洗衣機與電子鍋等家電所使用的微處理器，就會依照內部Mask ROM所寫的程式進行各種動作。
有些ROM雖然也是唯讀記憶體，卻可以用特殊方式，譬如紫外線、高電壓等擦除或複寫已儲存的資料，稱為EPROM（Erasable Programmable ROM）。不過，由於需要有特殊設備才能確實擦除、複寫，所以一般使用者無法自行改變ROM內的資料。
EEPROM可使用高電壓複寫資料。個人電腦、智慧型手機上的快閃記憶體就是一種EEPROM，可擦除、複寫使用者的資料。由於十分方便，故在現今社會中被廣泛利用。也有人說快閃記憶體很接近RAM，但這畢竟是EEPROM衍生出來的產物，故仍歸類為ROM。
這些記憶體中，SRAM、DRAM、快閃記憶體特別重要，因而這裡暫且不談，留待之後的章節再詳細說明。
以上我們說明了各種記憶體的差別與用途。讀者或許會想問，為什麼有必要把記憶體分成那麼多種呢？
這和記憶體的特性與成本有關。
為了盡可能提高資訊處理速度、建構成本較低的系統，需要下不少工夫，譬如在靠近運算裝置的地方，得配置運作速度較快的記憶體；離運算裝置較遠的地方，則可配置低速卻便宜的記憶體。
如圖4－2所示，距離CPU較近的地方，會配置雖然昂貴，但快速的SRAM；外側會配置比SRAM慢，但相對便宜的DRAM；更外側則會配置低速、卻相當便宜的快閃記憶體。
假設你在書桌前，一邊讀書，一邊查詢相關資料。書桌上可能擺著幾本相關書籍，可以馬上翻閱，就像是SRAM。房間書架上可能有數十本書，取用需要花點時間，就像是DRAM。而要借閱圖書館中的數萬本館藏書籍則需要花更多的時間，這就像是大容量的快閃記憶體。
綜上所述，記憶體可依照取用速度與成本，分成幾大類別。
（本文摘自井上伸雄、藏本貴文著《圖解半導體：從設計、製程、應用一窺產業現況與展望》，台灣東販提供）
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