非易失性存储器（Non-Volatile Memory, NVM）既不属于传统意义上的内存（主存），也不完全等同于外存（辅存），而是介于两者之间或跨越两者的一类存储技术。其分类需结合存储器的功能定位、性能特点及使用场景综合判断。以下是详细分析：

一、内存与外存的传统定义

1. 内存（主存，Main Memory）

• 易失性：断电后数据丢失。

• 容量较小：通常为GB级（个人电脑）或MB级（嵌入式设备）。

• 成本较高：单位容量价格高于外存。

• 功能：直接与CPU交互，存储运行中的程序和数据，要求高速读写、低延迟。

• 典型代表：DRAM（动态随机存取存储器）、SRAM（静态随机存取存储器）。

• 特点：

2. 外存（辅存，Secondary Storage）

• 非易失性：断电后数据保留。

• 容量大：可达TB级甚至PB级。

• 速度较慢：读写延迟高于内存，但低于网络存储。

• 功能：长期存储数据，不直接与CPU交互，需通过内存中转，要求大容量、低成本。

• 典型代表：HDD（机械硬盘）、SSD（固态硬盘）、光盘、磁带。

• 特点：

二、非易失性存储器的定位：跨越内存与外存

非易失性存储器（NVM）的核心特性是断电后数据不丢失，但其功能定位可能覆盖内存、外存或两者之间的层级。具体分类如下：

1. 作为外存的非易失性存储器

• 典型代表：NAND Flash（SSD、U盘、SD卡）、HDD、光盘。

• 特点：

• 大容量存储：用于长期保存数据（如操作系统、文件、多媒体）。

• 速度较慢：读写延迟高于内存，但通过优化技术（如SSD的SLC缓存）可接近内存性能。

• 成本低：单位容量价格显著低于内存，适合大规模存储。

• 应用场景：

• 个人电脑：SSD作为系统盘，HDD作为数据盘。

• 服务器：企业级SSD存储数据库，磁带库用于冷备份。

2. 作为内存扩展的非易失性存储器

• 典型代表：NVDIMM（非易失性双列直插内存模块）、Intel Optane DC持久内存。

• 特点：

• 非易失性+高速：结合DRAM的高速和Flash的非易失性，断电后数据保留。

• 直接与CPU交互：通过内存总线（如DDR接口）连接，支持字节级寻址和随机访问。

• 成本较高：介于DRAM和NAND Flash之间，但低于传统外存。

• 应用场景：

• 数据库：加速事务处理，减少数据恢复时间。

• 高性能计算：存储中间计算结果，避免频繁读写外存。

3. 介于内存与外存之间的非易失性存储器

• 典型代表：NOR Flash、MRAM（磁阻随机存取存储器）、FRAM（铁电随机存取存储器）。

• 特点：

• 速度适中：读取速度接近内存（如NOR Flash支持XIP），写入速度慢于内存但快于外存。

• 耐久性高：可承受百万次以上擦写（如MRAM、FRAM），适合频繁修改的场景。

• 容量有限：通常为MB级至GB级，低于外存但高于传统内存配置存储。

• 应用场景：

• 嵌入式系统：存储固件、配置参数（如路由器、汽车电子）。

• 工业控制：存储传感器校准数据，要求高可靠性和低功耗。

三、非易失性存储器与传统内存/外存的对比

四、未来趋势：非易失性存储器重塑存储层级

1. 存储级内存（SCM, Storage-Class Memory）

• 以Intel Optane 3D XPoint为代表，结合DRAM的高速和NAND Flash的非易失性，模糊内存与外存的界限。

• 应用场景：数据库加速、内存计算、持久化缓存。

2. 新型NVM技术

• MRAM：基于磁隧道效应，具备无限次擦写、抗辐射等特性，可能替代SRAM和Flash。

• RRAM（阻变存储器）：通过电阻变化存储数据，密度高、速度快，适合AI和物联网场景。

• PCM（相变存储器）：利用材料相变存储数据，耐久性优于NAND Flash，但成本较高。

3. 计算存储（Computational Storage）

• 将计算单元集成到NVM中（如SSD内置处理器），减少数据传输延迟，提升能效。

五、总结：非易失性存储器的归属

• 非易失性存储器本身是一个广义概念，涵盖多种技术，其定位取决于具体类型和应用场景：

• 作为外存：NAND Flash、HDD、光盘等，用于长期存储。

• 作为内存扩展：NVDIMM、Optane持久内存，用于高速持久化数据。

• 介于两者之间：NOR Flash、MRAM、FRAM等，用于嵌入式系统或工业控制。

• 未来方向：随着3D XPoint、MRAM等技术的发展，非易失性存储器将逐步渗透到传统内存和外存的市场，形成“内存-SCM-外存”的新存储层级结构。