非易失性存储器是内存还是外存吗?


非易失性存储器既不属于传统意义上纯粹的内存,也不完全等同于传统外存,它跨越了内存和外存的边界,在不同应用场景下呈现出与两者类似的特性,以下为你详细介绍:
传统内存与外存的概念及特点
内存(主存)
概念:内存是计算机中用于暂时存放CPU运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据的部件。
特点:具有读写速度快的特点,能让CPU快速获取和处理数据,但它具有易失性,即断电后数据会丢失。常见的内存类型有DRAM(动态随机存取存储器)和SRAM(静态随机存取存储器)。
外存
概念:外存是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器,此类储存器一般断电后仍然能保存数据。
特点:存储容量大,但读写速度相对内存较慢,数据可以长期保存。常见的外存有硬盘(HDD、SSD)、光盘、U盘等。
非易失性存储器兼具内存与外存部分特性
类似内存特性
快速读写:部分非易失性存储器,如MRAM(磁阻随机存取存储器)、FRAM(铁电随机存取存储器)等,具有接近内存的读写速度。例如MRAM的读写延迟可以低至纳秒级别,与SRAM相当,这使得它们可以在一些对速度要求较高的应用场景中替代部分内存功能,作为高速缓存使用,提高系统的整体性能。
直接寻址:和内存一样,非易失性存储器中的一些类型支持直接寻址,CPU可以直接访问其中的数据,无需像访问传统外存那样经过复杂的寻址和传输过程。
类似外存特性
数据持久性:非易失性存储器最显著的特点就是断电后数据不会丢失,这与传统外存的数据存储特性一致。例如Flash存储器广泛应用于U盘、SSD等外存设备中,用于长期存储数据。
大容量存储潜力:随着技术的不断发展,一些非易失性存储器也在向大容量方向发展。例如3D NAND Flash技术通过垂直堆叠存储单元的方式,大大提高了存储密度,使得SSD等基于Flash的外存设备容量不断提升,满足了用户对大容量数据存储的需求。
非易失性存储器在不同场景下的归类
作为高速缓存(类似内存):在一些高性能计算、实时系统等场景中,MRAM、FRAM等非易失性存储器可以作为高速缓存使用,替代部分SRAM,既保证了数据的快速访问,又能在断电后保留重要数据。例如在航空航天领域,飞行控制系统需要快速响应和可靠的数据存储,非易失性存储器可以作为缓存来存储关键的控制参数和状态信息。
作为外存设备(类似外存):Flash存储器是最常见的作为外存使用的非易失性存储器。SSD采用Flash芯片作为存储介质,具有读写速度快、抗震性好、功耗低等优点,逐渐取代了传统的机械硬盘(HDD)成为主流的外存设备。此外,一些新型的非易失性存储器,如ReRAM(阻变随机存取存储器)、PCRAM(相变随机存取存储器)等也在研发用于下一代外存技术。
责任编辑:Pan
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