微处理器设计/内存
内存是微控制器设计的基本方面，理解内存对于讨论处理器系统是必要的。
内存存在一个矛盾：它要么可以很大，要么可以很快。随着内存变得更大，它变得更慢，反之亦然。由于这种权衡，计算机系统通常具有内存类型的层次结构，其中更快的（更小的）内存更靠近处理器，而更慢的（更大的）内存更远离处理器。
硬盘驱动器 (HDD) 和固态驱动器 (SSD) 有时被称为辅助存储器或非易失性存储器。HDD 通常以磁性方式存储数据（尽管一些较新的型号使用闪存），即使计算机关闭或断电，数据也会保留。HDD 比所有其他内存设备慢几个数量级，当与 HDD 的交互次数最小化时，计算机系统将更有效率。
由于大多数 HDD 是机械的并且具有移动部件，因此它们往往会随着时间的推移而磨损和失效。
随机存取存储器 (RAM)，也称为主内存，是一种易失性存储器，用于保存处理器的数据。与 HDD 存储不同，RAM 通常只有几个 GB 的容量。RAM 主要有两种形式，以及许多这些形式的变体。
静态 RAM (SRAM) 是一种使用 6 个晶体管存储数据的内存存储类型。只要向 RAM 供电，这些晶体管就会存储数据，并且不需要刷新。
SRAM 通常用于处理器缓存，因为它速度更快，但在主内存中不使用，因为它占用更多空间。
动态 RAM (DRAM) 是一种包含单个晶体管和电容器的 RAM 类型。DRAM 比 SRAM 更小，因此可以在更小的区域中存储更多数据。然而，由于电容器的充放电时间，DRAM 往往比 SRAM 速度更慢。许多现代类型的内存都是基于 DRAM 设计的，因为内存密度高。由于 DRAM 比 SRAM 更简单，因此通常生产成本更低。
一种流行的 RAM 类型，SDRAM，是 DRAM 的变体，与 SRAM 无关。
根据摩尔定律，数字电路不断变小和变快，DRAM 的速度没有那么快。这意味着，随着时间的推移，处理器和 RAM 单元之间的速度差异（只要 RAM 基于 DRAM 或变体）将继续增加，并且这两个单元之间的通信变得更加低效。
缓存是比主内存更小、更快的内存，位于更靠近处理器的位置。RAM 运行在系统总线时钟上，但缓存通常运行在处理器速度上，可能快 10 倍或更多。缓存通常分为多个级别：L1、L2 和 L3，其中 L1 最小且最快，L3 最大且最慢。
寄存器是最小、最快的内存存储元素。现代处理器可能拥有 4 到 256 个寄存器。我们将在后面的章节中更详细地讨论寄存器，微处理器设计/寄存器文件.