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RAM与NAND Flash 内存(RAM或ROM)和FLASH存储的真正区别总结

发布时间 : 2024-10-06

作者 : 小编

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内存(RAM或ROM)和FLASH存储的真正区别总结

1）ROM是Read Only Memory的缩写

是一种半导体内存，其特性是一旦储存资料就无法再将之改变或删除。通常用在不需经常变更资料的电子或电脑系统中，资料并且不会因为电源关闭而消失。

只能读出事先所存数据的固态半导体存储器。 英文简称ROM。ROM所存数据，一般是装入整机前事先写好的，整机工作过程中只能读出，而不像随机存储器那样能快速地、方便地加以改写。ROM所存数据稳定，断电后所存数据也不会改变；其结构较简单，读出较方便，因而常用于存储各种固定程序和数据。除少数品种的只读存储器（如字符发生器）可以通用之外，不同用户所需只读存储器的内容不同。

为便于使用和大批量生产，进一步发展了可编程只读存储器（PROM）、可擦可编程序只读存储器（EPROM）和电可擦可编程只读存储器（EEPROM） 。EPROM需用紫外光长时间照射才能擦除，使用很不方便。20世纪 80 年代制出的 EEPROM ，克服了EPROM的不足，但集成度不高，价格较贵。于是又开发出一种新型的存储单元结构同 EPROM 相似的快闪存储器。其集成度高、功耗低、体积小，又能在线快速擦除， 因而获得飞速发展，并有可能取代现行的硬盘和软盘而成为主要的大容量存储媒体。大部分只读存储器用金属-氧化物-半导体（MOS）场效应管制成。

2）RAM是Random Access Memory的缩写。

又称为随机存取存储器；存储单元的内容可按需随意取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器。这种存储器在断电时将丢失其存储内容，故主要用于存储短时间使用的程序。

简单地说，在计算机中，RAM 、ROM都是数据存储器。RAM 是随机存取存储器，它的特点是易挥发性，即掉电失忆。ROM 通常指固化存储器(一次写入，反复读取)，它的特点与RAM 相反。ROM又分一次性固化、光擦除和电擦除重写两种类型。

ROM在系统停止供电的时候仍然可以保持数据，而RAM通常都是在掉电之后就丢失数据，典型的RAM就是计算机的内存。

RAM分为两大类：

1）一种称为静态RAM（Static RAM/SRAM），SRAM速度非常快，是目前读写最快的存储设备了，但是它也非常昂贵，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一级缓冲，二级缓冲。

2）另一种称为动态RAM（Dynamic RAM/DRAM），DRAM保留数据的时间很短，速度也比SRAM慢，不过它还是比任何的ROM都要快，但从价格上来说DRAM相比SRAM要便宜很多，计算机内存就是DRAM的。

DRAM分为很多种，常见的主要有FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等，这里介绍其中的一种DDR RAM。

DDR RAM（Date-Rate RAM）也称作DDR SDRAM，这种改进型的RAM和SDRAM是基本一样的，不同之处在于它可以在一个时钟读写两次数据，这样就使得数据传输速度加倍了。这是目前电脑中用得最多的内存，而且它有着成本优势，事实上击败了Intel的另外一种内存标准－Rambus DRAM。在很多高端的显卡上，也配备了高速DDR RAM来提高带宽，这可以大幅度提高3D加速卡的像素渲染能力。

再不明白的请看例子：

举个例子，手机软件一般放在EEPROM中，我们打电话，有些最后拨打的号码，暂时是存在SRAM中的，不是马上写入通过记录（通话记录保存在EEPROM中），因为当时有很重要工作（通话）要做，如果写入，漫长的等待是让用户忍无可忍的。

FLASH存储器又称闪存，它结合了ROM和RAM的长处，不仅具备电子可擦除可编程（EEPROM）的性能，还不会断电丢失数据同时可以快速读取数据（NVRAM的优势），U盘和MP3里用的就是这种存储器。在过去的20年里，嵌入式系统一直使用ROM（EPROM）作为它们的存储设备，然而近年来Flash全面代替了ROM（EPROM）在嵌入式系统中的地位，用作存储Bootloader以及操作系统或者程序代码或者直接当硬盘使用（U盘）。

目前Flash主要有两种NOR Flash和NADN Flash。

NOR Flash的读取和我们常见的SDRAM的读取是一样，用户可以直接运行装载在NOR FLASH里面的代码，这样可以减少SRAM的容量从而节约了成本。

NAND Flash没有采取内存的随机读取技术，它的读取是以一次读取一块的形式来进行的，通常是一次读取512个字节，采用这种技术的Flash比较廉价。用户不能直接运行NAND Flash上的代码，因此好多使用NAND Flash的开发板除了使用NAND Flah以外，还作上了一块小的NOR Flash来运行启动代码。

一般小容量的用NOR Flash，因为其读取速度快，多用来存储操作系统等重要信息，而大容量的用NAND FLASH，最常见的NAND FLASH应用是嵌入式系统采用的DOC（Disk On Chip）和我们通常用的'闪盘'，可以在线擦除。目前市面上的FLASH 主要来自Intel，AMD，Fujitsu和Toshiba，而生产NAND Flash的主要厂家有Samsung和Toshiba。

抓住发展机遇，抢先布局先进半导体存储技术

数字经济时代，如何更好获取并利用数据这一新型生产要素已成为全球竞争的新战场。随着数据上升为国家级战略，存储作为数字世界的基石，数据存储的能力将直接影响经济社会发展的质量。从数据的生产活动出发，存储既是数据生命周期的起点，也是终点，协同算力、网络连接能力一起为上层应用分析提供数据生产要素。三者共同构成了数字基础设施，对于构筑数字世界来说缺一不可。

当下发展存储产业该如何抓住“牛鼻子”？4月20日，在《数据存力，高质量发展的数字基石》白皮书发布仪式上，全国人大代表、华中科技大学计算机科学与技术学院院长冯丹表示，一方面要发展国家的存储产业，要整个产业链拉通，尽量发展基于闪存的先进存储，以此为基础构建存储设备、存储系统。另一方面，要加快部署下一代新型非易失存储等技术，包括核心技术的底层研发、技术攻关，以此来打造全球存储创新高地。

时代需要更快、更可靠和更安全的存储

人类文明的演进，就是一部数据记录与传承的历史。5000多年前，在文字出现之前，人类通过结绳记事进行信息记录与传递。3000多年前，人们将文字刻在龟甲与兽骨上记录当时的社会生活。2200多年前，造纸术的发明对人类文明的记录和传承起着重大的推进作用。随着上世纪计算机的发明，人类进入数字时代，1956年，IBM发明了世界上第一个硬盘，以硬盘为核心的磁介质很长时间一直是主流介质。

“存储产品最早起源于纸带打孔机，1956年IBM生产了第一台磁盘，容量只有3.75Mb，但是重量达到一吨。”冯丹介绍说，“20世纪80年代提出了磁盘阵列技术，将多个独立磁盘通过控制器统一管理，让用户像用大硬盘一样方便，这就是磁盘阵列的产生。磁盘阵列已成为当前所有的数据中心，包括一些服务器后台配备的基本存储形式。”

从数据的产生、处理到最后消亡，整个数据的生命周期都离不开存储。存储是数据的载体，是整个ICT系统数据的基石。存储系统有在线存储，主要用于做各种在线的处理；另外还有近线存储，以及用于数据长期归档备份的离线存储。

大数据时代，爆炸增长的数据一定离不开存储的支撑。用户对存储主要的诉求就是不能丢，访问的时候不能停、不能等，希望能够“一访即得”。

“不管是遭遇自然灾害，还是系统的软硬件故障、病毒入侵、人为错误等，数据都不能丢。数据丢失就会导致灾难性的后果，比如欧洲的OVH机房着火，使大量的客户数据没办法恢复。而著名的‘9·11’事件，在那两栋楼里面就有300多家公司因为数据的丢失直接关门了。还有系统的软硬件故障，如勒索病毒入侵，实际上也是让你的数据不能访问，或者是篡改你的数据。至于人为错误把数据删除掉之后导致的后果也有，比如说某上市公司的数据库被删除之后，市值蒸发超过30亿港元，赔付商家1.2亿元人民币。”因此，冯丹强调，数据是非常宝贵的资源，因而作为数据载体的存储也是非常重要的。

不难看出，数据存储是经济高质量发展的基石，数据能否“存得下、存得好”关乎数字基础设施能否“行得稳”，关乎数字经济发展能否“跑得快、跑得远”，关乎数据要素能否“接地气”，切实带来生产生活进步、促进经济社会高质量发展。在数字经济正如火如荼发展的当下，存储需要走向更快、更可靠和更安全。

发展半导体存储是趋势更是机遇

在现实应用中，数据存力以存储为核心，存储的含金量决定了数据存力的成色。

存储的物理介质目前主要有磁、光、电三种，磁从软盘、磁带到硬盘，现在用得比较多的就是硬盘。光就是CD、DVD、蓝光存储等。电就是半导体存储，包括内存条、DRAM，还有目前常用的闪存存储（NAND Flash），以及用闪存构成的固态盘等。还有下一代的半导体存储正在研发和酝酿中，包括相变PRAM、阻变RRAM、磁阻MRAM等。

当前存储系统中用到的设备主要是硬盘、固态盘两种。“目前来看，硬盘已经由希捷、西数、东芝三家垄断。整个硬盘的专利有4000多项，其中核心专利近400项，基本上由这些企业把持。我们国家要发展硬盘产业，目前来看是非常难的。”冯丹说，另外一种设备就是固态盘（SSD），也是当前发展的热点。固态盘是以闪存芯片NAND Flash为基础构成的，由于闪存盘去掉了机械结构，在容量、性能、可靠性、能耗上都显著优于机械硬盘。

从存储设备来看，固态盘代替硬盘是国际上总的发展趋势。

冯丹介绍，从技术上看，闪存固态盘相比机械硬盘优势明显：高性能、低功耗、强抗震。闪存固态盘由于用的是NAND Flash芯片，延迟在100微秒左右，最大的IOPS可以达到150万量级，由于没有机械操作，抗震能力比硬盘更强。

从价格上看，闪存固态盘和机械硬盘的价格差距正在逐步缩小。2020年-2025年，固态盘每GB价格预计以19%的年复合增长率下降，到2025年，固态盘每GB价格会低于2.5英寸10000转的机械硬盘的价格。

因此无论是从性能、可靠性还有低功耗和价格来看，固态盘代替硬盘都成为一种发展趋势。冯丹强调，我国应准确把握这一趋势，加快先进存储产业创新升级。

“善弈者谋势，善治者谋全局”，如今国家在闪存芯片产业链上下游已经有了周密的布局，希望借助存储技术又一次革命的机会，构建好我国数字经济发展的数据基石。“要加快部署下一代存储技术，抓住存储全球发展的机遇，以此来部署创新技术、聚集人才。建议抓住固态盘代替硬盘的发展趋势，以满足大容量数据中心升级需要，打通整个产业链，从存储芯片到设备、系统，整个产业链加快新兴存储技术的升级，筑牢数字中国的基石，打造良好的国产化产业链生态。希望经过学界、产业界的共同努力，存储技术进一步得到发展，特别是在推动技术标准制定、引领技术发展等方面发挥作用。期待着存储产业发展得越来越好。”冯丹最后总结说。（记者徐勇）

来源：人民邮电报

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