计算机&服务器中存储器的种类(RAM、ROM、NVRAM、闪存)有几种?都是干什么用的?

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        最近在读《图解网络硬件》这本书,开篇讲到了计算机(服务器)当中存储器的种类,不只有我们熟知的RAM和ROM还有几种不常听说的,在这里记录一下。

1 存储器的种类

RAM(Random Access Memory)

        RAM的英文翻译过来叫随机存取存储器,在计算机硬件层面,通过控制电势高低来改变存储器中存储的“数值”。举个不太恰当的例子就是电势低的时候这一个单元就被计算机认为是0,电势高的时候就被计算机认为是1。

        所谓的随机存取,意思是计算机存储资源不是一块一块申请的,也不是整块回收的,计算机运行过程中有整块申请资源的可能,但是随着不断的申请和回收,存储资源就会变得东一块西一块,那么再次申请大量资源的时候就会出现没有整块资源可用的情况,这时候计算机就只能先拿出一大堆零散的资源,再分别记录这些存储资源在晶体版上的“坐标”,以应付大量数据写入的情况。

        RAM就是因为具有这个特性,所以一般用于存储运行过程中的数据,因为这玩意一旦断电,里面的数据就没了,举个简单的例子,你用老式台式机的时候,如果把电源突然拔下来了,那么你重新开机之后你之前无论打开什么文档、游戏、视频,都不在了,需要重新打开,就是因为RAM在断电后会放电,清空里面存储的内容。

ROM(Read Only Memory)

        ROM的翻译叫只读存储器,这种东西一般就是我们说的固态硬盘,他的特点就是就算断电了里面存的东西也不会消失。

        就拿刚才电脑断电的例子说吧,虽然说断电重启后之前运行的程序会消失,但是你的C、D、E盘或者其他存储在电脑上的文件却不会消失,就是因为存储这些文件的硬件是ROM。

NVRAM(No Volatile Memory)

        直译过来叫非易失性内存,它的特性同样是重新启动后也不会丢失原有的数据,因此一般用于存储和保存系统的设置文件。

闪存

        具有电可擦可编程的只读存储器,用来保存操作系统以及设置文件。

<think>嗯,用户现在问的是RAMROM的区别以及它们的分类。首先,我需要确认用户的基本需求。他们可能刚开始学习计算机或电子工程,或者需要了解这些存储器的基本概念。用户可能希望得到清晰、易懂的解释,包括两者的定义、作用以及不同类型的分类。 接下来,我要回忆RAMROM的基本知识。RAM是随机存取存储器,具有易失性,断电后数据丢失,而ROM是只读存储器,非易失性,数据在断电后仍然保存。然后,两者的分类需要详细说明,比如RAM分为DRAMSRAM,而ROM包括PROM、EPROM、EEPROM等。需要解释每种类型的特点应用场景,比如DRAM用于主存,SRAM用于缓存,PROM只能编程一次,EEPROM可以电擦除等。 可能用户对易失性非易失性的概念不太清楚,需要简单解释。同时,是否需要提到现代技术,比如闪存(NAND Flash)属于ROM的扩展,或者新型的NVRAM如MRAM、ReRAM?这些可以作为补充内容,帮助用户更全面了解。 还要注意结构清晰,分点回答,可能用户需要对比两者的区别,所以用表格形式会比较直观。另外,使用LaTeX格式时,确保数学符号公式正确,比如$t_R$表示读取时间,电压用$1.8\text{V}$等。要检查是否有遗漏的分类或错误的信息,比如是否所有的ROM类型都涵盖到了,是否有最新的技术更新需要提及。 用户可能的应用场景是什么?如果是学生,可能需要考试重点;如果是爱好者,可能需要实际应用例子。所以,在回答中加入应用实例会更好,比如手机中的RAMROM,嵌入式系统中的EEPROM使用等。 需要避免使用过于专业的术语,或者在使用时给出简单解释,确保回答易于理解。同时,检查是否有混淆的概念,比如NOR FlashNAND Flash都属于ROM,但它们的应用不同,需要说明清楚。 最后,总结部分要简明扼要,强调两者的核心区别主要分类,帮助用户快速回顾。可能用户会进一步询问具体型号或其他存储技术,所以在结尾可以邀请用户提出更多问题,促进进一步交流。</think>以下是关于 **RAM ROM** 的详细对比及分类说明: --- ### 一、**RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)** #### 1. **核心特性** - **易失性**:断电后数据丢失。 - **读写自由**:可随时写入或读取数据。 - **高速访问**:用于临时存储运行中的程序数据。 #### 2. **分类与特点** | 类型 | 全称 | 原理 | 应用场景 | 示例参数 | |------------|-------------------------------|----------------------------------------------------------------------|------------------------------|------------------------------| | **DRAM** | Dynamic RAM(动态 RAM) | 通过电容存储电荷,需定期刷新(Refresh)维持数据 | 计算机主内存、手机内存 | 容量:8GB DDR4,电压:$1.2\text{V}$ | | **SRAM** | Static RAM(静态 RAM) | 基于触发器电路存储数据,无需刷新,速度更快但成本高 | CPU 缓存、高速缓冲存储器 | 速度:$t_R = 10\text{ns}$,功耗低 | | **SDRAM** | Synchronous DRAM(同步 DRAM) | 与系统时钟同步工作,提升数据传输效率 | 早期计算机内存 | DDR3、DDR4、DDR5 系列 | | **NVRAM** | Non-Volatile RAM(非易失 RAM)| 结合 RAM 速度 ROM 的非易失性,如 MRAM、ReRAM | 嵌入式系统、物联网设备 | 擦写次数:$10^{12}$ 次 | --- ### 二、**ROM(Read-Only Memory,只读存储器)** #### 1. **核心特性** - **非易失性**:断电后数据永久保存。 - **固化数据**:通常用于存储固定程序(如 BIOS、固件)。 #### 2. **分类与特点** | 类型 | 全称 | 原理 | 应用场景 | 示例参数 | |--------------|-------------------------------|----------------------------------------------------------------------|------------------------------|------------------------------| | **Mask ROM** | 掩模 ROM | 出厂时通过掩模工艺固化数据,不可修改 | 批量生产的固定程序(如游戏卡带) | 容量:4MB,成本极低 | | **PROM** | Programmable ROM(可编程 ROM)| 用户通过烧录器一次性写入数据 | 定制化设备初始化代码 | 编程电压:$12\text{V}$ | | **EPROM** | Erasable PROM(可擦除 PROM) | 紫外线擦除后重新编程(需移除芯片) | 早期 BIOS、工业设备 | 擦除时间:$20\text{分钟}$ | | **EEPROM** | Electrically Erasable PROM | 通过电信号擦写,支持局部修改 | 存储设备参数(如 SSD 固件表) | 擦写次数:$10^5\text{次}$ | | **Flash** | 闪存 | 基于 EEPROM 的块擦除技术,分 NOR NAND 两类 | U盘、SSD、手机存储 | NAND 容量:1TB,速度:$500\text{MB/s}$ | --- ### 三、**RAM vs ROM 核心区别** | 特性 | RAM | ROM | |-------------------|------------------------------|------------------------------| | **易失性** | 是(断电数据丢失) | 否(数据永久保存) | | **读写权限** | 可自由读写 | 通常只读,部分可有限写入 | | **速度** | 高(纳秒级响应) | 较低(微秒级响应) | | **成本** | 高(单位存储成本) | 低(批量生产) | | **典型用途** | 运行内存、缓存 | 固件、启动程序、长期存储 | --- ### 四、**现代技术扩展** 1. **新型 RAM**: - **LPDDR5**:低功耗 DDR5,用于手机/平板。 - **HBM(High Bandwidth Memory)**:3D 堆叠,用于 GPU/AI 芯片。 2. **新型 ROM**: - **3D NAND**:通过垂直堆叠提升存储密度(如 176 层 NAND)。 - **UFS(Universal Flash Storage)**:高速闪存标准,用于旗舰手机。 --- ### 五、**总结** - **RAM** 是“临时工作区”,决定系统实时性能;**ROM** 是“永久资料库”,保障系统基础功能。 - 具体选型需根据 **速度需求**、**功耗限制** **数据保留要求** 综合考量。 如果需要进一步了解某类存储器的技术细节或应用案例,请随时提问!
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