九種計(jì)算機(jī)內(nèi)存類型

計(jì)算機(jī)內(nèi)存有多種類型，是內(nèi)置或外部連接到計(jì)算機(jī)設(shè)備或服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的總稱。有些處理速度很快，中央處理單元 (CPU) 可以快速訪問存儲(chǔ)在其中的數(shù)據(jù)，而另一些設(shè)計(jì)成本較低，因此可以經(jīng)濟(jì)地存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)。

所有計(jì)算機(jī)內(nèi)存類型都屬于兩類之一：主要內(nèi)存或次要內(nèi)存，具體取決于其用途和用例。了解它們的不同應(yīng)用和優(yōu)勢對于了解存儲(chǔ)的工作原理以及如何充分利用它至關(guān)重要。

主要內(nèi)存類型

主內(nèi)存是計(jì)算機(jī)內(nèi)存的一部分，可以直接訪問以進(jìn)行快速處理和更快的啟動(dòng)。它通常放置在物理上靠近 CPU 的位置，以最大限度地減少通信時(shí)間。主存儲(chǔ)器類型的示例包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）。

RAM 和 ROM 都用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)供 CPU 直接訪問。RAM 是易失性的，這意味著一旦系統(tǒng)斷電，其數(shù)據(jù)就會(huì)被刪除。ROM 是非易失性的，這意味著它在系統(tǒng)斷電后仍保留其數(shù)據(jù)。

隨機(jī)存取存儲(chǔ)器

隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM) 的名稱源自 CPU 訪問它的方式，CPU 對其進(jìn)行隨機(jī)掃描以獲取適當(dāng)?shù)男畔ⅲ皇亲裱瓏?yán)格的指示。這是為了均衡所有存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)位之間的訪問時(shí)間。

RAM 內(nèi)存的定義特征之一是它的速度快得令人難以置信，僅比 CPU 本身慢一點(diǎn)點(diǎn)。RAM 用于保存 CPU 運(yùn)行程序時(shí)所需的數(shù)據(jù)，這樣可以節(jié)省 CPU 每次需要數(shù)據(jù)或指令時(shí)到達(dá)輔助存儲(chǔ)器的時(shí)間。

然而，RAM 也是計(jì)算機(jī)設(shè)備中最昂貴的組件之一，成本通常按每 GB 來衡量。RAM 的高成本是計(jì)算機(jī)必須同時(shí)依賴主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器的主要原因。RAM 有兩種主要類型。

動(dòng)態(tài)內(nèi)存（DRAM）

最常見的 RAM 類型的每個(gè)單元中都包含一個(gè)晶體管和一個(gè)電容器。所有計(jì)算機(jī)都必須包含 RAM 和 DRAM 才能有效運(yùn)行。最古老的 DRAM 版本被稱為單數(shù)據(jù)速率 (SDR) DRAM，但 DDR2、DDR3、DDR4 和 DDR5 等較新的版本往往更加節(jié)能且生產(chǎn)力更高。不同類型的 DRAM 不兼容，計(jì)算機(jī)只能使用一種類型的 DRAM。

靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM）

SRAM 比 RAM 或 DRAM 更快，但價(jià)格要貴得多。它也更龐大，每個(gè)單元中有六個(gè)晶體管。因此，SRAM 僅少量使用，并且?guī)缀蹩偸亲鳛楦咚倬彺鎭韰f(xié)調(diào)設(shè)備的主 RAM 和 CPU 之間的通信，并縮小時(shí)鐘速度的差距。SRAM 最快且最小的實(shí)現(xiàn)方式是作為 CPU 核心內(nèi)部的高速緩存，以相同的速度工作以消除延遲。

只讀存儲(chǔ)器

ROM 之所以得名，是因?yàn)榇鎯?chǔ)在其中的數(shù)據(jù)是不可變的——無法使用普通方法刪除或更改。與 RAM 一樣，它是一種速度非?？斓挠?jì)算機(jī)內(nèi)存，可以在設(shè)備的 CPU 附近找到。但與 RAM 不同的是，ROM 是非易失性的（斷電時(shí)不會(huì)丟失數(shù)據(jù)），這一點(diǎn)與輔助存儲(chǔ)器相同。

當(dāng)設(shè)備打開或啟動(dòng)時(shí)，CPU 首先讀取的是 ROM 上的指令，其中通常包含「引導(dǎo)代碼」，允許計(jì)算機(jī)執(zhí)行在輔助存儲(chǔ)器上啟動(dòng)操作系統(tǒng)的必要步驟。

從游戲機(jī)到汽車收音機(jī)和導(dǎo)航系統(tǒng)，所有類型的電子設(shè)備中都可以找到三種主要類型的 ROM。

可編程只讀存儲(chǔ)器 (PROM)

PROM 與真正的 ROM 不同，它是在空狀態(tài)下制造的，而不是在其上已編程的指令的情況下出售和分發(fā)的。事后可以使用 PROM 編程器或刻錄器對 PROM 進(jìn)行編程。

可擦除可編程 ROM (EPROM)

EPROM 上存儲(chǔ)的信息可以擦除然后重新編程。

電擦除可編程 ROM (EEPROM)

EEPROM 與 PROM 和 EPROM 的不同之處在于不需要取出來進(jìn)行擦除和重新編程。雖然重新格式化過程可能很慢，但并不經(jīng)常進(jìn)行，而且通常只是為了更新固件或 BIOS 等關(guān)鍵代碼。

此外，輔助內(nèi)存是計(jì)算機(jī)內(nèi)存中持久的、非易失性的部分，不由 CPU 直接訪問。它專為以更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的方式長期存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)。示例包括硬盤驅(qū)動(dòng)器 (HDD)、固態(tài)驅(qū)動(dòng)器 (SSD)、云存儲(chǔ)和磁帶驅(qū)動(dòng)器等。

輔助存儲(chǔ)器往往比主存儲(chǔ)器更便宜，并且容量更大。不同類型的輔助存儲(chǔ)器使用戶能夠存儲(chǔ)個(gè)人數(shù)據(jù)和信息以及可由計(jì)算機(jī) CPU 通過 RAM 間接訪問的軟件、應(yīng)用程序和服務(wù)。

硬盤驅(qū)動(dòng)器 (HDD)

硬盤驅(qū)動(dòng)器是能夠長期保存和恢復(fù)數(shù)據(jù)的機(jī)電數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。它們由一堆由主軸固定到位的旋轉(zhuǎn)盤構(gòu)成。與其他長期輔助存儲(chǔ)相比，HDD 是每 GB 最便宜的選擇，但它們的耐用性較差。

HDD 有許多移動(dòng)部件，所有這些部件都有自己可能的錯(cuò)誤點(diǎn)。它們的噪音也很大，消耗大量電量，并且與平均 RAM 的速度相比，訪問和寫入速度可能更慢。也就是說，HDD 非常適合長期存儲(chǔ)和歸檔。它們經(jīng)常出現(xiàn)在較舊且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的臺式電腦和筆記本電腦中。

固態(tài)硬盤

固態(tài)硬盤是一種基于半導(dǎo)體的長期非易失性存儲(chǔ)。它們在持久數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中使用 NAND 閃存，通常用作計(jì)算機(jī)中的輔助存儲(chǔ)來保存?zhèn)€人文件。SSD 使用閃存將數(shù)據(jù)保存在集成電路中。SSD 上的數(shù)據(jù)可以以電子方式寫入、讀取、復(fù)制和傳輸，而不會(huì)產(chǎn)生噪音或需要移動(dòng)。

由于沒有 HDD 同類產(chǎn)品中的機(jī)械部件，SSD 能夠安靜、高效地運(yùn)行，同時(shí)將物理損壞的可能性降至最低。雖然它們不那么耐用，但可以持續(xù)長達(dá)五年，這意味著它們對于檔案和長期存儲(chǔ)來說不那么有效。它們比 HDD 更快、更緊湊，但價(jià)格昂貴且容量往往更小。

光驅(qū)（CD 或 DVD）

光存儲(chǔ)是使用激光從 CD、DVD 和藍(lán)光光盤等光介質(zhì)中存儲(chǔ)和檢索數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)的總稱。大多數(shù)光存儲(chǔ)光盤都是讀/寫的，允許您反復(fù)擦除新信息并將新信息重新刻錄到其表面，但需要專門的驅(qū)動(dòng)器。

光驅(qū)的工作原理是發(fā)射低能激光束來掃描旋轉(zhuǎn)的光存儲(chǔ)介質(zhì)的表面。寫入和讀取過程的速度取決于光盤的旋轉(zhuǎn)速度。在微觀層面上，光盤具有凹槽和突起，光驅(qū)可以通過分析激光從其表面反射的方式來檢測。

磁帶機(jī)

磁帶驅(qū)動(dòng)器是長期、持久、非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，使用磁帶來存儲(chǔ)、讀取和寫入數(shù)據(jù)位。它們由一個(gè)外殼組成，可保護(hù)承載數(shù)據(jù)的柔性材料環(huán)。與光存儲(chǔ)類似，沒有專用設(shè)備就無法訪問磁帶存儲(chǔ)。磁帶機(jī)使用線性磁帶技術(shù)或螺旋掃描來讀取磁帶上的磁性標(biāo)記。

磁帶驅(qū)動(dòng)器是長期和檔案存儲(chǔ)的理想選擇，因?yàn)槠骄鶈卧沙掷m(xù)使用長達(dá) 30 年。它們還具有成本效益且易于維護(hù)，適合保存大量數(shù)據(jù)。也就是說，它們體積龐大且速度極其緩慢——驅(qū)動(dòng)器必須倒帶并穿過整個(gè)磁帶的長度才能到達(dá)特定點(diǎn)并從中提取數(shù)據(jù)，這與可以更有效地訪問的 HDD 和 SSD 不同。

存儲(chǔ)陣列

存儲(chǔ)陣列，也稱為磁盤陣列，由一組快速旋轉(zhuǎn)的 HDD、SSD 或這兩種存儲(chǔ)類型的混合組成，主要用于存儲(chǔ)基于對象、基于文件或基于塊的數(shù)據(jù)。它們是服務(wù)器存儲(chǔ)最常見的替代方案，因?yàn)殛嚵袑⒍鄠€(gè)驅(qū)動(dòng)器組合成一個(gè)具有集中管理功能的單個(gè)大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。

存儲(chǔ)陣列能夠一次存儲(chǔ)并可靠地維護(hù) PB 級的數(shù)據(jù)，使本地客戶端節(jié)點(diǎn)以及遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可以通過應(yīng)用程序編程接口 (API) 或?qū)Ｓ脠D形用戶界面 (GUI) 控制面板訪問數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)陣列適用于擁有大量數(shù)據(jù)的組織、企業(yè)和企業(yè)，這些數(shù)據(jù)需要集中管理，但需要由多個(gè)用戶遠(yuǎn)程訪問。

網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)

網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ) (NAS ) 是連接到更廣泛的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基于文件的存儲(chǔ)，可供廣泛的用戶訪問。雖然 NAS 主要由大型公司和企業(yè)使用，但它也可以進(jìn)行調(diào)整以滿足小型專業(yè)團(tuán)隊(duì)的需求。它非常適合多個(gè)設(shè)備需要同時(shí)訪問相同數(shù)據(jù)的情況。它也非常適合協(xié)作工作，因?yàn)樗惶峁┪募淖钚掳姹尽?/span>

云儲(chǔ)存

在云存儲(chǔ)中，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程保存在服務(wù)器上，可以使用任何設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)連接從任何地方訪問這些服務(wù)器。它被企業(yè)和個(gè)人廣泛用于存儲(chǔ)他們需要定期訪問的數(shù)據(jù)和文件，而無需將它們隨身攜帶在本地或外部存儲(chǔ)上。

主內(nèi)存和輔助內(nèi)存有什么區(qū)別？

如果計(jì)算機(jī)的 CPU 直接與某種類型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)行通信，則它被視為主存儲(chǔ)，并且對于設(shè)備的功能和操作至關(guān)重要。另一方面，輔助存儲(chǔ)器包含各種不由 CPU 直接訪問而是通過主存儲(chǔ)器訪問的存儲(chǔ)設(shè)備類型。以下是其他一些主要區(qū)別：

易失性——RAM 被認(rèn)為是易失性存儲(chǔ)，如果硬件斷電，所有數(shù)據(jù)都會(huì)被擦除，而輔助存儲(chǔ)器即使在斷電后也能夠保留其數(shù)據(jù)。

速度——主存儲(chǔ)器需要足夠快才能跟上 CPU 核心的速度，而輔助存儲(chǔ)器相對較慢并且不適合 CPU 直接訪問。

成本——由于主內(nèi)存存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)速度令人難以置信，因此它的價(jià)格也很昂貴，并且存儲(chǔ)容量較小，而單個(gè)輔助存儲(chǔ)設(shè)備的大小可以達(dá)到 TB，而且價(jià)格仍然合理。

易失性內(nèi)存和非易失性內(nèi)存之間的差異

易失性存儲(chǔ)器需要電力來維持存儲(chǔ)的信息。當(dāng)計(jì)算機(jī)關(guān)閉或斷電時(shí)，易失性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的所有數(shù)據(jù)都會(huì)丟失。它通常比非易失性內(nèi)存更快，它是存儲(chǔ)需要快速訪問的數(shù)據(jù)（例如操作系統(tǒng)、正在運(yùn)行的應(yīng)用程序以及這些應(yīng)用程序使用的數(shù)據(jù)）的地方。

易失性存儲(chǔ)器的主要特征是其臨時(shí)性。它用于需要立即訪問但不需要保留的數(shù)據(jù)。易失性存儲(chǔ)器還提供高速數(shù)據(jù)訪問，使其成為需要快速數(shù)據(jù)處理的任務(wù)的理想選擇。

即使在斷電時(shí)，非易失性存儲(chǔ)器也可以保留存儲(chǔ)的信息。非易失性存儲(chǔ)器的一個(gè)主要示例是計(jì)算機(jī)中的硬盤驅(qū)動(dòng)器，其中存儲(chǔ)不需要快速訪問的數(shù)據(jù)（例如文件、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和軟件）。非易失性存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是即使在斷電的情況下也能保留數(shù)據(jù)。然而，它通常比易失性存儲(chǔ)器慢，因?yàn)樗皇菫榭焖贁?shù)據(jù)訪問而設(shè)計(jì)的。

了解計(jì)算機(jī)內(nèi)存的類型

技術(shù)依賴于多種類型的計(jì)算機(jī)內(nèi)存來進(jìn)行短期和長期存儲(chǔ)。有些旨在快速訪問，而另一些則旨在更經(jīng)濟(jì)地長時(shí)間保留大量數(shù)據(jù)。了解各種類型之間的差異及其應(yīng)用程序和用例可以幫助您更好地最大化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理工作。