內(nèi)存和存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)中扮演不同的角色。內(nèi)存可以滿足臨時(shí)數(shù)據(jù)訪問需求，而存儲(chǔ)器可以長期保留數(shù)據(jù)和其他文件。

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內(nèi)存和存儲(chǔ)器這兩個(gè)術(shù)語均指計(jì)算機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)空間。內(nèi)存是應(yīng)用程序在處理過程中放置其使用的數(shù)據(jù)的地方。而存儲(chǔ)器是存放數(shù)據(jù)以便長期或短期保留的地方。

傳統(tǒng)上，存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器是機(jī)械硬盤(HDD)，但是現(xiàn)在，帶有閃存模塊的固態(tài)硬盤(SSD)通常用于主存儲(chǔ)。系統(tǒng)內(nèi)存通常被稱為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，其存取速度比硬盤或閃存更快，但通常單位容量的價(jià)格也更高。

內(nèi)存與存儲(chǔ)器之間的主要區(qū)別在于關(guān)閉操作系統(tǒng)后數(shù)據(jù)將發(fā)生什么變化。內(nèi)存通常是易失性的，這意味著僅在操作系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)才保留數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器通常是非易失性的，因此在操作系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)它們會(huì)保留數(shù)據(jù)。

內(nèi)存和存儲(chǔ)器之間的界限由于諸如分頁(也稱為交換空間)之類的技術(shù)而變得模糊。交換空間是存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器的一部分，該存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器被轉(zhuǎn)換為內(nèi)存，以供操作系統(tǒng)將應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)從活動(dòng)內(nèi)存交換到驅(qū)動(dòng)器。這樣，存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器可以用作活動(dòng)內(nèi)存，其速度比系統(tǒng)內(nèi)存要慢，但可用于創(chuàng)建更大的虛擬內(nèi)存空間。大多數(shù)操作系統(tǒng)將創(chuàng)建等于計(jì)算機(jī)內(nèi)存空間兩倍的交換或分頁空間。

什么是內(nèi)存?

隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)是計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)以供處理的內(nèi)存硬件。當(dāng)計(jì)算機(jī)啟動(dòng)時(shí)，它通常從存儲(chǔ)介質(zhì)將這些文件加載到內(nèi)存中。當(dāng)計(jì)算機(jī)關(guān)閉或斷電時(shí)，文件將存儲(chǔ)能在存儲(chǔ)設(shè)備中。

內(nèi)存用作計(jì)算機(jī)的短期存儲(chǔ)器，與用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的機(jī)械硬盤(HDD)、固態(tài)硬盤(SSD)和其他類型的硬盤驅(qū)動(dòng)器相比，其讀寫速度要快得多。計(jì)算機(jī)的CPU依靠內(nèi)存來快速獲取其需要運(yùn)行的數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序。

內(nèi)存由組合成內(nèi)存模塊的微芯片組成。這些模塊插入計(jì)算機(jī)的主板，然后通過總線連接到CPU。與存儲(chǔ)容量相比，計(jì)算機(jī)上的內(nèi)存容量通常較小。當(dāng)計(jì)算機(jī)使用所有可用內(nèi)存時(shí)，處理器必須將舊數(shù)據(jù)從內(nèi)存復(fù)制到存儲(chǔ)設(shè)備中，并用新數(shù)據(jù)替換。這個(gè)過程會(huì)減慢計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度，但是大多數(shù)計(jì)算機(jī)都有額外的插槽來添加更多的內(nèi)存以解決這個(gè)問題。

計(jì)算機(jī)的主內(nèi)存通常由動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)模塊組成。計(jì)算機(jī)還具有用于高速數(shù)據(jù)處理的緩存，該緩存由比動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)更快的高性能靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)模塊組成。經(jīng)常將用于高性能操作的指令和數(shù)據(jù)移至高速緩存，該高速緩存在物理上比動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)更靠近CPU。CPU可以比從主存儲(chǔ)器上訪問指令和數(shù)據(jù)文件更快地從靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)訪問它們。其高速緩存是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)的10到100倍。只需幾納秒即可響應(yīng)CPU請(qǐng)求。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)，它保存著只能在ROM中讀取的文件，例如系統(tǒng)固件或BIOS程序。可以通過稱為刷新的過程來更新只讀存儲(chǔ)器(ROM)中的信息，但在其他情況下，它只能由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取，而不能寫入。其他類型的內(nèi)存可以用作存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器，可以存儲(chǔ)從MP3和圖片文件到演示文稿和其他數(shù)據(jù)。這些格式包括USB閃存驅(qū)動(dòng)器、Compact閃存或記憶棒。

什么是存儲(chǔ)器?

如果計(jì)算機(jī)僅具有內(nèi)存，則用戶每次登錄時(shí)都需要重新輸入他們想要使用的所有數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序。存儲(chǔ)使計(jì)算機(jī)可以保留運(yùn)行計(jì)算機(jī)并啟用應(yīng)用程序所需的數(shù)據(jù)、應(yīng)用程序、文檔和其他材料，可以無限期地保留，并且在斷電或計(jì)算機(jī)重置時(shí)將保留它。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)是指存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以及用于捕獲、管理數(shù)據(jù)和確定數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)的硬件和軟件。

計(jì)算機(jī)上的存儲(chǔ)器通常由存儲(chǔ)設(shè)備(例如SSD硬盤或HDD硬盤)組成。HDD硬盤將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在旋轉(zhuǎn)磁盤上，而SSD硬盤將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在閃存芯片上。存儲(chǔ)設(shè)備提供了非易失性內(nèi)存，即使在沒有電源和計(jì)算機(jī)關(guān)閉的情況下，也可以保留數(shù)據(jù)。

通常情況下，存儲(chǔ)器的存取速度要比內(nèi)存慢，而HDD硬盤的存取速度則要比基于閃存的SSD硬盤慢。與內(nèi)存不同，存儲(chǔ)器并不直接連接到CPU。將存儲(chǔ)器連接到CPU的接口也會(huì)影響存儲(chǔ)器的速度。SATA接口多年來一直是SSD硬盤和HDD硬盤的標(biāo)準(zhǔn)接口。隨著NVMe技術(shù)的出現(xiàn)，這種情況在過去十年中開始改變。

NVMer技術(shù)針對(duì)NAND閃存進(jìn)行了優(yōu)化，使用PCIe接口連接閃存和CPU。NVMe驅(qū)動(dòng)器可減少延遲并提供更高的IOPS。使用PCIe3.0連接的硬盤的寫入速度是SATA硬盤的七倍以上。除了存儲(chǔ)速度更快以外，基于NVMe的SSD硬盤還具有其他優(yōu)勢(shì)，其中包括可擴(kuò)展的性能和能效。

隨著SSD硬盤中使用的閃存價(jià)格下降，固態(tài)珘已成為主存儲(chǔ)的首選。但是，HDD硬盤仍然具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，并且對(duì)于二級(jí)存儲(chǔ)仍將保持強(qiáng)勁增長。基于混合磁記錄、熱輔助磁記錄和微波輔助磁記錄技術(shù)的大容量硬盤驅(qū)動(dòng)器預(yù)計(jì)將在2020年或2021年投放市場，而多讀寫臂硬盤器將會(huì)顯著提高讀寫速度，這將有助于保持HDD硬盤的相關(guān)性。

其他類型的外部存儲(chǔ)設(shè)備還包括光學(xué)存儲(chǔ)設(shè)備和磁帶存儲(chǔ)設(shè)備，光學(xué)存儲(chǔ)設(shè)備使用激光寫入和讀取數(shù)據(jù)。這些主要用于長期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。光學(xué)存儲(chǔ)包括藍(lán)光光盤、CD-ROM和DVD光盤。

磁帶是磁存儲(chǔ)的一種形式，曾經(jīng)是最常用的備份存儲(chǔ)類型。與磁帶相比，由于HDD硬盤甚至SSD硬盤的性能和易用性，它們已成為備份的主要選擇，但是磁帶因其低成本、高容量和長期耐用性而在歸檔方面仍然很受歡迎。

內(nèi)存和存儲(chǔ)器的界限在未來將越來越模糊

活動(dòng)內(nèi)存和存儲(chǔ)器之間的界限不僅越來越像分頁那樣模糊不清，而且也將完全消失。制造商正在研究一種將內(nèi)存的速度與閃存的容量結(jié)合在一起作為非易失性存儲(chǔ)器的技術(shù)。

在這些技術(shù)中，鐵電RAM和磁阻RAM是其中之一，但最能實(shí)現(xiàn)同時(shí)成為有源存儲(chǔ)器目標(biāo)的是相變存儲(chǔ)器(PCM)。英特爾和美光科技公司開發(fā)了3DXPoint技術(shù)，以填補(bǔ)動(dòng)態(tài)內(nèi)存和NAND閃存之間的性能差距。3DXPoint基于相變存儲(chǔ)器(PCM)，采用無晶體管的交叉點(diǎn)架構(gòu)，可將選擇器和存儲(chǔ)單元置于垂直線的交點(diǎn)處。

英特爾公司在市場上以O(shè)ptane品牌擁有基于3DXPoint技術(shù)的SSD硬盤、內(nèi)存和雙列直插式內(nèi)存模塊卡。英特爾公司表示，對(duì)其即將推出的第二代SSD硬盤的早期測(cè)試將使平均讀取I/O延遲保持大約10微秒，可以支持80萬次IOPS(每秒讀寫次數(shù))。美光公司在2019年推出了首款3DXPointSSD硬盤，聲稱它比NAND快三倍，延遲降低了11倍，并支持高達(dá)250萬次IOPS和9GBps的讀寫帶寬。