计算机规格中常以“内存”一词涵盖多种技术,易失性与非易失性存储的差别因此显得复杂。据Engadget报道,两者的基本区别在于电源中断后数据能否保留:易失性存储需要持续供电才能保存内容,而非易失性存储可在断电后继续保留数据。这也是系统内存(RAM)在关机后会被清空,而保存至固态硬盘(SSD)的文件下次开机依然存在的原因。
易失性只描述断电时数据发生的状况,并不直接决定存储的速度、容量或用途。最常见的易失性存储包括DRAM和SRAM。笔记本电脑或台式机标注的16GB或32GB内存,通常指动态随机存取存储器(DRAM),即计算机的主工作内存,用于在程序运行时暂存数据。计算机中常见的DDR5属于DRAM的一种,手机等移动设备则多采用LPDDR5X等低功耗DRAM。每个DRAM单元依靠电容和晶体管存储一个比特,电容中的电荷会随时间泄漏,因此系统运行期间必须反复刷新内容;一旦断电,刷新停止,数据随即消失。DRAM的物理形态不限于传统台式机中的可拆卸内存条,例如AMD的Ryzen AI Max芯片可支持高达128GB的统一内存,但底层用途仍是临时工作存储。静态随机存取存储器(SRAM)同为易失性存储,“静态”指其在供电状态下无需像DRAM那样周期性刷新也能保持状态。SRAM依靠多晶体管锁存电路实现,访问速度通常快于DRAM,因此适合用于处理器缓存,让少量高频数据靠近CPU。例如AMD锐龙9 9950X3D拥有144MB的L2与L3缓存,但与数GB的DRAM主内存相比仍然很小,显示两种易失性技术的用途差异。
非易失性存储负责保存设备断电后仍需保留的信息。目前消费硬件中最常见的是NAND闪存,用于固态硬盘、平板电脑、U盘和存储卡。一块SSD主要由闪存颗粒和控制器构成,闪存负责断电后保存数据,控制器负责读写管理、纠错以及均衡擦写,避免部分存储单元过快磨损。NOR闪存是另一类非易失性存储,通常用于承载固件和启动代码,处理器往往可直接从NOR芯片运行代码而无需先复制到内存,因此在嵌入式设备中尤为常见。与DRAM和SRAM同为易失性却用途不同类似,NAND和NOR表明“非易失”描述的是属性而非单一组件。
现代设备会在两类存储之间频繁搬运数据。以打开并使用图像编辑应用为例,应用和已保存的照片最初位于非易失性存储中,使用时系统将代码和数据载入DRAM,处理器缓存再保留高频访问的信息以减少访问主内存的次数。这些临时副本无需在正常关机后存续,重要的是用户保存的更改最终写入非易失性存储。休眠功能更能体现两者的区别:Windows可将易失性内存的内容写入非易失性存储中的休眠文件,然后关闭DRAM电源,恢复时再读回该文件还原内存状态;睡眠模式则将会话保留在RAM中,一旦断电数据即丢失。这就是笔记本电脑规格中“16GB内存”与“512GB SSD”并存的运作逻辑。