非易失性存储器和易失性存储器的区别

关务小二

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非易失性存储器和易失性存储器的区别是什么？

非易失性存储器（也称为NVM）技术近年来发展迅速。非易失性存储器的两个主要类别是块寻址和字节寻址。闪存是一种块寻址非易失性存储器，已广泛应用于嵌入式系统、桌面系统和数据中心等系统中。

字节可寻址非易失性存储器的主要类型是自旋矩存储器(spin-transfer torque RAM，STT-RAM)、阻变存储器(Resistive random-access memory，RRAM)和相变存储器(phase change memory，PCM)。称为NVDIMM的模拟永久内存存储设备已实现商业化，并使用字节可寻址非易失性存储技术。为了模仿持久性内存，NVDIMM结合了闪存和DRAM（动态随机存储器）的混合形式，以及电容器或备用电源，以确保断电时DRAM数据不会丢失。

在许多存储系统的写操作程序中，内存充当控制器和硬盘之间的关键环节，从而实现更快的性能。存储系统中一个至关重要的问题是如何防止突然断电时内存中的数据丢失，这是存储系统中一个共同的话题。

易失性内存意味着如果机器突然或无意关闭，存储在那里的数据将会丢失，就像内存一样。在上面的情况下中，非易失性存储器，例如外部存储器或硬盘驱动器，不会丢失任何数据。本文将详细介绍易失性存储器和非易失性存储器之间的区别。

非易失性存储器

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。

图示：非易失性存储器

非易失性存储器类型

(1)可编程只读内存:可编程只读内存PROM(Programmable read-only memory)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(Electrically erasable programmable read only memory)电子抹除式可复写只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，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(Erasable programmable read only memory)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(Electrically alterable read only memory)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(Flash memory)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。

易失性存储器

RAM(Random Access Memory)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。

图示：易失性存储器

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。

上面描述了非易失性存储器和易失性存储器之间的区别。与易失性存储器不同，非易失性存储器源不需要电源来保存数据。如果易失性存储器的电源中断，易失性存储器中的数据将立即被破坏。如果非易失性存储器的电源被切断，其中包含的数据仍然完好无损。

由于敏感信息在电源关闭时会被快速删除，因此经常使用易失性存储器，因为它更快且更适合存储信息。易失性存储器的一种形式是随机存取存储器（RAM）。在电子设备上，RAM用于临时存储运行程序和应用程序所需的数据，而采用非易失性存储器是因为它更适合长期数据存储。

（本文来源：凯利讯半导体）