非易失性存储器和易失性存储器的区别

目录

　　近年来，非易失性存储器(nonvolatilememory，NVM)技术得到了快速发展。非易失性存储器主要分为块寻址和字节寻址两类。以闪存(flashmemory)为代表的块寻址非易失性存储器已经广泛应用于嵌入式系统、桌面系统及数据中心等系统中。字节寻址的非易失性存储器主要包括相变存储器(phasechangememory，PCM)、阻变存储器(resistiverandom-accessmemory，RRAM)、自旋矩存储器(spin-transfertorqueRAM，STT-RAM)等。而在字节寻址的非易失性存储技术方面，NVDIMM是已经商用的一种模拟持久性内存存储器件。NVDIMM采用闪存与DRAM(动态随机存储器)的混合形式，并采用电容或后备电源保证DRAM数据掉电不丢，以模拟持久性内存。

　　很多存储系统的写操作程序中，内存作为控制器和硬盘之间的重要桥梁，提供更快速的性能，但是如果发生突然间断电的情况，如何保护内存中的数据不丢失，这是存储系统中老生常谈的议题。易失性存储器就是在关闭计算机或者突然性、意外性关闭计算机的时候，里面的数据会丢失，就像内存。非易失性存储器在上面的情况下数据不会丢失，像硬盘等外存。本文为大家详细介绍非易失性存储器和易失性存储器的区别。

       1.什么是非易失性存储器

　　1.1定义

　　非易失性存储器(NVMe)是一种半导体技术，不需要持续供电来保留存储在计算设备中的数据或程序代码。系统制造商出于各种目的使用不同类型的非易失性存储芯片。例如，一种类型的NVM可能存储诸如硬盘驱动器(HDD)和磁带驱动器等设备的控制器程序代码。另一种类型的NVM通常用于固态驱动器(SSD)、USB驱动器和数码相机、手机和其他设备中的存储卡中的数据存储。

　　固态存储通常使用称为NAND闪存的非易失性存储器的变体。SSD没有移动部件，与机械寻址HDD和磁带相比，它们具有更高的性能，后者使用磁头将数据读写到磁存储介质。通过PCIExpress(PCIe)总线直接连接到计算机处理器的SSD比插入外部驱动器托架的基于串行连接SCSI(SAS)或串行高级技术附件(SATA)的SSD提供更低的延迟。

图1 非易失性存储器

　　1.2类型

　　(1)可编程只读内存:可编程只读内存PROM(Programmableread-onlymemory)其内部有行列式的镕丝，可依用户(厂商)的需要，利用电流将其烧断，以写入所需的数据及程序，镕丝一经烧断便无法再恢复，亦即数据无法再更改。

　　(2)电可擦可编程只读内存:电可擦可编程只读内存EEPROM(Electricallyerasableprogrammablereadonlymemory)电子抹除式可复写只读存储器(ElectricallyErasableProgrammableReadOnlyMemory，EEPROM)之运作原理类似EPROM，但是抹除的方式是使用高电场来完成，因此不需要透明窗。

　　(3)可擦可编程只读内存:可擦可编程只读内存EPROM(Erasableprogrammablereadonlymemory)可利用高电压将数据编程写入，但抹除时需将线路曝光于紫外线下一段时间，数据始可被清空，再供重复使用。因此，在封装外壳上会预留一个石英玻璃所制的透明窗以便进行紫外线曝光。

　　(4)电可改写只读内存:电可改写只读内存EAROM(Electricallyalterablereadonlymemory)内部所用的芯片与写入原理同EPROM，但是为了节省成本，封装上不设置透明窗，因此编程写入之后就不能再抹除改写。

　　(5)闪存:闪存(Flashmemory)是一种电子式可清除程序化只读存储器的形式，允许在操作中被多次擦或写的存储器。这种科技主要用于一般性数据存储，以及在电脑与其他数字产品间交换传输数据，如储存卡与U盘。闪存是一种特殊的、以宏块抹写的EEPROM。早期的闪存进行一次抹除，就会清除掉整颗芯片上的数据。

　　2.什么是易失性存储器

　　RAM(RandomAccessMemory)的全名为随机存取记忆体，它相当于PC机上的移动存储，用来存储和保存数据的。

　　它在任何时候都可以读写，RAM通常是作为操作系统或其他正在运行程序的临时存储介质(可称作系统内存)。不过，当电源关闭时RAM不能保留数据，如果需要保存数据，就必须把它们写入到一个长期的存储器中(例如硬盘)。正因为如此，有时也将RAM称作“可变存储器”。RAM内存可以进一步分为静态RAM(SRAM)和动态内存(DRAM)两大类。DRAM由于具有较低的单位容量价格，所以被大量的采用作为系统的主记忆。

图2 易失性存储器

　　3.非易失性存储器和易失性存储器的区别

　　易失性存储器是一种半导体技术，需要持续供电才能保留存储的数据。易失性存储器的突出例子是静态随机存取存储器(SRAM)和动态RAM(DRAM)。制造商有时会为易失性存储设备添加电池电源以支持持久数据存储。

　　企业和客户端计算机系统通常结合使用易失性和非易失性内存技术，每种内存类型都有其优点和缺点。

　　例如，SRAM比DRAM快，非常适合高速缓存。DRAM是SRAM的后继者，与主动模式下的SRAM相比，其生产成本更低且所需的功率更低。DRAM的一个常见用例是存储计算机处理器运行所需的主要程序代码。

　　非易失性NAND闪存在写入和读取数据方面比DRAM和SRAM慢。然而，NAND闪存的生产成本远低于DRAM和SRAM，这使得该技术更适合企业系统和消费设备中的持久数据存储。非易失性存储器和非易失性存储器表达(NVMe)听起来相似，但它们的含义不同且不同。NVM是一种出现于1940年代后期的半导体技术，而NVMe是一种主机控制器接口和存储协议，由技术供应商联盟于2009年开始开发。

　　NVM主机控制器接口工作组于2011年3月1日发布了1.0NVMe规范。NVMe旨在通过计算机的PCIe总线加速主机系统和SSD之间的数据传输。NVMe支持使用不同类型的非易失性存储器，例如NAND闪存和英特尔和美光开发的3DXPoint技术。NVMe是分别用于SAS和SATA驱动器的小型计算机系统接口(SCSI)标准和高级技术附件(ATA)标准的替代方案。NVMe使用的CPU指令数量少于SCSI和ATA命令集的一半。与基于SAS和SATA的SSD相比，基于NVMe的PCIeSSD具有更低的延迟、更高的IOPS和更低的功耗。

　　4.关于非易失性存储器和易失性存储器的常见问题

　　4.1为什么主存易失?

　　主存储器是计算机系统的主存储器。从主存储器访问数据更快，因为它是计算机的内部存储器。主存储器是最易失的，这意味着如果在发生电源故障时不保存主存储器中的数据，则该数据不存在。

　　4.2什么是最常见的易失性存储器类型?

　　最常见的易失性存储器类型是随机存取存储器或 RAM。计算机和其他电子设备使用 RAM 进行高速数据访问。RAM 的读/写速度通常比大容量存储设备(例如硬盘或 SSD)快几倍。

　　4.3常见的非易失性存储器是什么?

　　非易失性存储器的例子包括只读存储器(见 ROM)、闪存、大多数类型的磁性计算机存储设备(例如硬盘、软盘和磁带)、光盘和早期的计算机存储方法，如纸带和打孔卡。

　　4.4为什么计算机需要非易失性存储器?

　　非易失性存储器 (NVM) 或非易失性存储器是一种计算机存储器，即使在断电后也能保留存储的信息。相比之下，易失性存储器需要持续供电才能保留数据。

　　4.5ROM是易失性存储器吗?

　　ROM是非易失性存储器，这意味着信息永久存储在芯片上。

　　4.6易失性存储器如何工作?

　　与非易失性存储器相比，易失性存储器是需要电力来维持存储信息的计算机存储器;它在通电时保留其内容，但当电源中断时，存储的数据会迅速丢失。易失性存储器有多种用途，包括用作主存储器。

　　4.7寄存器内存是易失性的吗?

　　在内存和寄存器之间移动值是一种常见现象。如果指的是处理器缓存，那他们是不稳定的。

　　4.8易失性数据存储在哪里?

　　动态随机存取存储器(DRAM)和静态随机存取存储器(SRAM)是存储易失性数据的两个地方。DRAM将其数据位保留在由电容器和晶体管组成的单独单元中。

　　4.9为什么易失性数据很重要?

　　易失性内存的重要性易失性数据可以提供系统或互联网活动的证据，这可能有助于提供非法活动的证据，或者例如，文件或外部设备在该日期是否被访问，这可能有助于在案件中提供证据涉及数据窃取。

　　结语

　　以上就是非易失性存储器和易失性存储器区别的介绍了，在易失性存储器需要电源来保留其信息的情况下，非易失性存储器源不需要。如果易失性存储器的电源被关闭，易失性存储器的信息将被迅速删除。如果非易失性存储器的电源关闭，非易失性存储器会保留其信息。经常使用易失性存储器是因为它速度更快，而且更适合保留敏感信息，因为关闭电源可以快速删除该信息。随机存取存储器或RAM是一种易失性存储器。RAM用于临时保存在电子设备上运行程序和应用程序所需的数据，使用非易失性存储器是因为它更适合长期保留信息。