記憶體技術:DRAM、DDR 與新興記憶體

非揮發性記憶體(non-volatile memory)

想想在白板上寫字跟在筆記本上寫字的差別。白板(DRAM 與 SRAM)寫得快、擦得快,但把房間的電一斷,一切都不見了。筆記本即使你闔上它、走開了,仍留著你的字。非揮發性記憶體就是電腦世界的筆記本:在沒有供電的情況下仍保留內容的儲存,所以你的資料能挺過關機或當機。

具體來說,非揮發性記憶體以一種不依賴持續供給電荷的方式存位元。NAND 快閃記憶體是主流類型,它把電子困在每顆電晶體裡的一個浮閘上;被困的電荷能持續數年,被讀回成 0 或 1。這就是 SSD 與記憶卡裡的技術。新興的非揮發性記憶體用不同方式存位元:相變記憶體(PCM)讓一種材料在結晶態與非晶態之間切換;MRAM 用磁性方向;ReRAM 改變一種材料的電阻。它們全都在沒電時保住自己的狀態,而新興的這些目標是比快閃快得多、接近 DRAM 速度。

為何重要與誠實的提醒:非揮發性極有價值——這正是你的檔案能挺過重開機的原因——但今日的非揮發技術有真實的代價,讓它們無法擔任主記憶體的角色。NAND 快閃比 DRAM 慢很多、以大區塊(而非單一位元組)寫入,且在有限次數的寫入後會磨損(所以需要磨損平衡)。新興的持久記憶體較快,但仍面臨成本、密度、耐久度或寫入能量的障礙。它們引出的令人興奮的前景是儲存級記憶體(storage-class memory):一個快得足以像記憶體般運作、卻又像儲存般持久的層級,模糊了兩者之間那條舊界線。

編輯到一半把電源拔掉:只存在 DRAM 裡的文件不見了,但任何已經寫入 NAND 快閃(或其他非揮發性記憶體)的東西,在你重新開機時仍在那裡——這種存活正是非揮發性的全部意義。

揮發性記憶體在斷電時遺忘;非揮發性記憶體記得住。

非揮發性不代表「跟 DRAM 一樣快」或「寫入無上限」。快閃較慢且會磨損;即使是快速的新興記憶體也在成本、密度或耐久度上有取捨。持久性是一項性質,不是免費勝過 DRAM 的升級。

又稱
NVMpersistent memoryflash非揮發記憶體持久記憶體