都是存储器,但RAM、ROM、闪存、硬盘怎么分?
曾经有一段时间,我对电脑、手机上的RAM、ROM、内存、闪存、运行内存、机身内存、存储空间等都"傻傻分不清楚",后来花了不少时间,才把这几者的来龙去脉分清楚。
总的来说上面那些算是存储器,从存储器的材质来看,大概可以分为三种,分别是磁性的机械硬盘、DVD和蓝光类的光盘,而第三种则是今天要讲的主人公,半导体存储器,顾名思义,它是用半导体集成电路工艺制成的存储数据信息的固态电子器件。
如果光看"存储器"这个名字的话,可能很多人会把它们都当作U盘、存储卡、硬盘等永久存储数据的器件,其实这是片面的。说到这,还要从电脑(手机)的内部结构说起。存储器是电脑中的重要部件,主要分为以RAM和ROM为代表的内存(主存储器),和以机械硬盘和闪存为代表的外存(辅存储器)。
很多人都知道内存是用来运行程序的,但未必了解其实内存和外存都会存储数据,只不过是分工不同。内存的英文名为Memory(记忆),可以理解成它是用于即时任务的短暂记忆体。处理器需要处理数据,不是直接和外存(硬盘或闪存)交换数据,而是外存先把数据放入到内存中,再由内存和处理器对接。
内存主要有RAM和ROM这两种。RAM(Random Access Memory),中文名为随机存储器,与CPU直接对接,特点是可以随时读取写入数据、运行速度快,缺点是一但断电就会丢失数据。ROM(Read-Only Memory),中文名为只读存储器,数据出厂前被存入ROM并永久保存,只能读出,不能再写入或删除,掉电后数据也不会丢失。ROM一般用于存放计算机的基本程序和数据。
人们经常弄错的第二个疑惑点,就是人们把RAM和ROM区分成了运行内存和存储空间这两样不同的东西,特别是在手机上。说到这里,就要说起手机的存储结构了,在手机里面RAM和电脑的一样,也是(运行)内存,但ROM却和存储空间产生了联系,手机中的ROM有一部分空间是用来存储系统信息和软件,但大部分空间都被用来当作硬盘的存储空间了。
外存(辅存储器),英文名为"Storage"(存储),是作为存储空间的永久记忆体。常用的外存设备主要有硬盘(多指机械硬盘)、闪存(半导体)。闪存既可被多次擦除或写入内容,又可断电以后数据也不会丢失。
闪存下面还有相关分类,其中应用广泛的就是NAND闪存。NANAD闪存拥有体积小、读取速度快、空间大等优点,因此多被用来作固态硬盘和手机存储。以固态硬盘为例,它主要由控制芯片+(NAND)闪存颗粒组成,速度的快慢很大程度上取决于闪存颗粒的如何。闪存颗粒的发展也经历了SLC、MLC、TLC、QLC等多个阶段,目前比较先进的有像希捷酷鱼120这种装载了3D TLC NAND闪存的,它能缩短系统、软件、文件的启动和读写时间,顺序读写速度分别高达560MB/秒和540MB/秒。
说了这么多,区分内存、存储空间、RAM和ROM,其实可以简单地分为两方面来记忆区分,一是分清电脑上的内存(运行内存条)和外存(机械硬盘或固态硬盘),二是分清手机上的RAM代表运行内存、ROM代表存储空间就可以了。
影响SSD性能的因素有哪些?一文读懂
对于固态硬盘来说,影响其性能的主要有3个部分,一是主控,这也是SSD产品最核心的部分;二是NAND Flash芯片,主要分为SLC、MLC、TLC三种;三是固件的开发。其中主控和闪存对固态硬盘的影响最大。
1、主控芯片影响读写速度与功耗主控芯片实际是一个处理器,它的作用便是合理调配数据在各个闪存芯片上的负荷,让所有的闪存颗粒都能够在一定负荷下正常工作,协调和维护不同区块颗粒的协作,承担了整个数据中转,连接闪存芯片和外部SATA接口,负责固态硬盘内部各项指令的完成,诸如trim、CG回收、磨损均衡。
东芝自有主控
主控的好坏对固态硬盘的速度影响巨大,如东芝TR200固态硬盘采用的主控,此类主控使用集成SRAM缓存设计,使其固态硬盘可达到最高95000/85000 IOPS的随机读写效能。
此外主控芯片也会对固态硬盘的功耗造成影响,该主控采用SLC Cache算法提升TLC闪存固态硬盘的性能,并改用40nm工艺制造,内核工作电压仅1.1V,有助于进一步降低固态硬盘能耗,提高笔记本电脑的续航时间。同时因为FW支援SLC MODE, 所以S11移除了外置DRAM, 采用DRAM LESS的设计即可达到高性能需求,这些因素让这款主控成为SSD中占有率最高的主控芯片之一。
2、闪存芯片影响容量和品质
如果说主控芯片是心脏和发动机,那么闪存芯片则是血液和汽油。闪存芯片是整个固态硬盘的存储介质,或者说整个固态硬盘的使用寿命取决于闪存。
闪存按照结构分为SLC、MLC、TLC三种,目前主流SSD均采用TLC颗粒,但是不同厂商所生产的TLC颗粒性能差异很大,不同层数TLC颗粒差异也很大。
TR200
首先是容量,东芝64层 3D NAND颗粒单晶粒容量512Gb(64GB,TLC),相对于上一代48层256Gb,容量密度提升了65%,封装闪存芯片的最高容量可达到960GB。
其次是功耗比,东芝全新的3D NAND,在保持高速传输的同时,运行功耗大幅降低,其具备高效能、高容量与数据高可靠度等特色。
最后是价格,3D NAND TLC颗粒固态硬盘相同容量价格要比传统TLC颗粒便宜一些,这是工艺的优势。
3、固件的影响
固件的作用就相当于手机当中的ROM,它是一块固态硬盘的灵魂。说到这里可能大家已经知道,固件会影响固态硬盘的性能、稳定性,和硬件配置一样决定了固态硬盘的使用体验。虽然名为“固件”,其实它是一段底层的软件程序,在台湾一般称其为“韧体”,英文名为Firmware。固件是沟通电脑主机和SSD固态硬盘硬件之间的桥梁,每次开机时主控都需要先加载固件程序运行,实现固态硬盘的各种功能。和手机ROM一样,固态硬盘的固件也是可以升级的。
TR200
在固件研发方面,拥有技术实力的原厂诸如东芝通常固件调教比较好, 并且后续也会推出更新固件维护固态硬盘正常运行,而小厂商技术实力不够,固件BUG很多,通常也不会去修复BUG。
小结:
一般消费者不能对固态硬盘进行拆解,否则将失去保修,这意味普通消费者无法得知里面是用什么主控和闪存,这里建议大家尽量选择拥有原厂研发实力的固态硬盘产品,品质和速度都比较有保障。
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