浅析内存基础知识：易失性、非易失性和持久性-电子发烧友网

计算机、游戏机、电信、汽车、工业系统以及无数电子设备和系统都依赖于各种形式的固态存储器进行操作。设计人员需要了解易失性和非易失性存储器件的各种选项，以优化系统性能。

一种称为持久存储器 (PMEM) 的新型固态存储器，为设计人员提供了优化系统性能的第三种选择。PMEM 预计不会取代其他形式的固态内存或存储设备。尽管如此，在某些应用中，PMEM 可以提供更快的启动时间、更快地访问内存中的大型数据集以及更低的拥有成本。

动态随机存取存储器

动态随机存取存储器 (DRAM) 最常用作 CPU、GPU、MCU 和其他类型处理器的主存储器。DRAM 是一种易失性存储器，仅在通电时才保留数据。DRAM 的基本构建块是存储各个信息位的位单元。

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有多种针对特定应用开发的 DRAM 类型，例如：

DDR（双倍数据速率）：最初，与单数据速率 DRAM 相比，DDR 内存使用预取来将数据速率加倍。预取是一种有效的技术，可以将一代又一代的数据速率加倍，直至 DDR3。此时，还添加了存储体分组 (DDR4) 和通道分割 (DDR5) 等其他技术，以支持一代又一代将数据传输速率加倍的持续需求。
LPDDR（低功耗双倍数据速率）：有时称为 mDDR（移动 DDR），LPDDR 的开发是为了支持平板电脑、手机、SSD 卡、汽车系统等低功耗应用的需求。LPDDR 具有低功耗特性，例如较低的工作电压和“深度睡眠模式”，与传统 DDR 存储器相比可显着节省功耗。
GDDR（图形双倍数据速率）：GDDR 芯片是为支持显卡而开发的，具有更大的总线并支持更高的 I/O 时钟速率，可直接与图形处理器单元 (GPU) 连接。GDDR 还用于一般的高带宽应用，而不仅仅是 GPU。

DDR5 是最新形式的 DRAM，旨在通过将内存性能提高 85% 以上来支持下一代服务器工作负载。当数据中心系统架构师寻求通过增加内存带宽和容量来提供快速增长的处理器核心数量时，DDR5 将内存密度提高了一倍，同时提高了可靠性。

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非易失性存储器

非易失性存储器（NVM）采用电寻址固态存储器（各种形式的只读存储器）和机械寻址存储器（硬盘、光盘、磁带等）的形式，通常称为存储。即使电源被移除，NVM 也会保留数据。电气和机械可寻址方法之间存在权衡。机械可寻址系统的每比特成本要低得多，但访问时间要慢得多。电可寻址系统速度非常快，但与机械可寻址存储设备相比，价格昂贵且容量较小。

半导体非易失性随机存取存储器 (NVRAM) 和只读存储器 (ROM) 通常根据其采用的写入机制进行分类：

掩膜 ROM – 仅可在工厂编程，通常用于大批量产品
EPROM – 可擦除可编程 ROM，可通过设备上石英窗照射的紫外线进行擦除。
EEPROM – 电可擦除可编程 ROM，使用外部施加的电压来擦除数据。
闪存 – 与 EEPROM 类似，具有更大的存储容量，但读/写速度更快。
F-RAM – 铁电 RAM（一种早期技术）的结构与 DRAM 类似；两者都使用电容器和晶体管。尽管如此，F-RAM 单元并不使用电容器的介电层，而是包含一层锆钛酸铅铁电薄膜，即使在电源中断时，它也可以改变极性并在状态之间切换并保留数据。
MRAM – 磁阻 RAM（一种早期技术）将数据存储在称为磁隧道结 (MTJ) 的磁性存储元件中。