电脑手机都用它：一文读懂DRAM、SRAM和Flash原理

DRAM、SRAM和Flash都属于存储器，DRAM通常被称为内存，也有些朋友会把手机中的Flash闪存误会成内存。SRAM的存在感相对较弱，但他却是CPU性能发挥的关键。DRAM、SRAM和Flash有何区别，它们是怎样工作的？

DRAM：动态随机存取存储器

DRAM的全称是Dynamic Random Access Memory，动态随机存取存储器。"随机存取"意味着CPU可以存取其中的的任意位置，而不像硬盘那样每次存取要以扇区为单位进行。

而"动态"是因为DRAM的工作采用电容原理，为了防止漏电引发数据错误，需要定时重复刷新。当电源中断后DRAM中的数据就会全部丢失，所以它属于"易失型"存储器。

SRAM：静态随机存取存储器

SRAM的存在感比较弱，因为多数时候它并不是像DRAM那样以内存条的形式直接展现在大家面前。CPU中集成的高速缓存就属于SRAM（Static Random-Access Memory，静态随机存取存储器）。在一些无DRAM缓存设计的固态硬盘（如东芝TR200）中，主控内会集成小容量的SRAM缓存。

SRAM存储单元是由6个晶体管制成的简单锁存器，无需刷新和回写就能保留数据，速度比DRAM更快。但由于集成度低，SRAM容量比DRAM小，成本比DRAM高，所以在大多数地方只能以较小的容量作为高速缓存使用。断电后SRAM中的数据也会丢失，同样属于"易失性"存储器。

Flash：闪存存储器

铠侠（原东芝存储）在上世纪80年代发明NAND型闪存。闪存可以在断电后持续保存数据，但是它无法随机存取，最小读写单元是Page页（早期为4KB，当前多为16KB），最小擦除单位是Block块（当前为16MB左右）。

闪存使用特殊的"浮栅层"（Floating Gate）来存储数据，氧化物层（Oxide Layer）的存在可防止浮栅层中电子流失，这是它能够在断电后继续保存数据的原因。

Flash闪存的1个存储单元存储多位数据，这是DRAM和SRAM都做不到的。根据浮栅层中电子的多少，每个存储单元可以表达1比特（SLC）、2比特（MLC）、3比特（TLC）或4比特（QLC）数据。

闪存的写入和擦除基于量子隧道效应，每个单元可以存储的数据越多，对跃迁到浮栅层的电子数量控制越严苛，写入速度也越慢，所以TLC的闪存性能优于QLC。

当前的3D闪存在结构上跟传统闪存又有所不同。3D闪存的单元排列从水平变更为立体的同时，闪存单元的结构也变为类似于圆柱形，Floating Gate浮栅也被Charge Trap电荷捕获结构代替。

新一代固态硬盘上已经用上96层堆叠技术的3D闪存，而下一代100+层堆叠的闪存也已完成研发并将很快进入量产阶段，在容量、性能和成本上取得新的进步。

总结：DRAM是内存（动态刷新，断电丢数据），SRAM是高速缓存（无需刷新，断电丢数据），Flash（无需刷新，断电不丢数据）通常作为硬盘。从容量上看SRAM<DRAM<Flash，从性能上看则正好反过来。DRAM和SRAM断电后数据会丢失，写入Flash闪存的数据则可以在断电后持续保留。

智能手机存储需求旺，铠侠将新建NAND Flash产线

路透社最新消息，铠侠（Kioxia）于本周四（10月29日）表示，将在日本中部新建一条NAND存储芯片生产线，以满足智能手机、自动驾驶汽车等领域不断增长的数据存储需求。

据悉，该生产线是铠侠的第七条产线，将建造在日本四日市现有的工厂里，项目一期将于2022年春季完成。

Source：KIOXIA官网

铠侠在一份声明中表示，铠侠与其美国合作伙伴Western Digital有望共同投资这条新生产线。不过，两家公司没有透露这一项目的总投资额。

智能手机存储营收不降反增

NAND Flash下游市场主要包括数据中心、消费电子、移动通信、汽车、工业等领域。作为重要的细分市场，智能手机的景气度对存储厂商营收有着较大影响。

TrendForce集邦咨询最新数据显示，铠侠二季度整体营收为24.88亿美元，季减3.1%。集邦咨询分析师叶茂盛指出，智能手机需求下降的压力，最终导致铠侠的位元出货下跌近4%。

分析师还表示，市场整体缺货的情境下，铠侠NAND Flash产品的平均销售单价仍有小幅度上涨。

整体来看，今年上半年，全球智能手机NAND Flash市场营收较2019年同期成长5%。这意味着，虽然智能手机市场衰退，却仍能带动手机存储市场的成长。有分析人士指出，这主要受惠于大容量UFS NAND需求的增加。

存储器有着朝更大容量、更快读取速度发展的趋势，叠加季节性因素，市场预期智能手机存储市场将继续扩张。

NAND Flash格局重整

NAND Flash行业集中度高，三星、铠侠、西部数据、美光、英特尔、SK海力士长期占据市场。

2020年第二季度，铠侠的NAND产品全球市占率为17.2%，较第一季度的18.9%有所下降。当前半导体巨头加强整合的大势下，铠侠的市场地位也将会有更为显著的变化。

SK海力士和英特尔在10月20日共同宣布签署收购协议，SK海力士将以90亿美元收购英特尔的NAND 闪存及存储业务，以及位于中国大连专门制造3D NAND Flash的Fab 68厂房。

SK海力士与英特尔在今年第二季的营收市占率为11.7%及11.5%，分别位于第四及第六名。收购完成后，SK海力士的市占率将超越铠侠跃居 NAND Flash市场第二位。

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