隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)如今手機(jī)的推廣和普及率已掩蓋了電腦時代的輝煌，很多新生代的用戶對手機(jī)的存儲很茫然，于是我們經(jīng)常會遇到“Q：你的手機(jī)內(nèi)存多大？A：128GB”這樣的笑話，實(shí)際上我們也相信提問者就是想知道手機(jī)存儲容量的大小，而回答者也已經(jīng)按照約定俗成的方式回答了問題。那么內(nèi)存和硬盤的區(qū)別是什么呢！一起來看看本文的內(nèi)容吧！
這才是內(nèi)存和硬盤的區(qū)別 終于搞懂了（圖1）
于計(jì)算機(jī)組成原理來分析：手機(jī)和電腦并沒有本質(zhì)的區(qū)別，主體結(jié)構(gòu)依然為輸入設(shè)備、存儲器、運(yùn)算器、控制器和輸出設(shè)備，至于外圍的存儲設(shè)備實(shí)際上只是一個輔助，所以稱之為輔助存儲器，只是因?yàn)槿藗儗τ诮Y(jié)果的更多需求，所以它又成為人們似乎“看得著、摸得見”的最重要組成部分--存儲。
計(jì)算機(jī)的組成原理里面這樣介紹計(jì)算機(jī)的存儲器：存儲器是用來存儲程序和數(shù)據(jù)的部件，對于計(jì)算機(jī)來說，有了存儲器才有記憶功能，才能保證正常工作。存儲器的種類很多，按其用途可分為主存儲器和輔助存儲器，主存儲器又稱內(nèi)存儲器，而諸如硬盤、SSD等都為輔助存儲器。
這才是內(nèi)存和硬盤的區(qū)別 終于搞懂了（圖2）
套用網(wǎng)絡(luò)上這樣一個關(guān)于內(nèi)存和硬盤的定義，大家可能再也不會弄混淆了：你嘴里吃花生就像CPU在處理數(shù)據(jù)，硬盤容量大小就是你的口袋大小（能放多少花生），內(nèi)存大小就是你手的大小（一次能抓多少出來）。
現(xiàn)如今，無論是手機(jī)還是電腦內(nèi)存都使用了DRAM存儲技術(shù)。DRAM（Dynamic Random Access Memory），即動態(tài)隨機(jī)存取存儲器，最為常見的系統(tǒng)內(nèi)存。DRAM只能將數(shù)據(jù)保持很短的時間，為了保持?jǐn)?shù)據(jù)DRAM使用電容存儲，所以必須隔一段時間刷新（refresh）一次，如果存儲單元沒有被刷新存儲的信息就會丟失。
這才是內(nèi)存和硬盤的區(qū)別 終于搞懂了（圖3）
至于存儲方面，現(xiàn)如今主要包含兩大類技術(shù)：HDD（Hard Disc Drive）和NAND Flash，關(guān)于HDD在這里就不做過多介紹。NAND Flash全名為Flash Memory，屬于非易失性存儲設(shè)備(Non-volatile Memory Device)，F(xiàn)lash的內(nèi)部存儲是MOSFET，里面有個懸浮門(Floating Gate)是真正存儲數(shù)據(jù)的單元。
數(shù)據(jù)在Flash內(nèi)存單元中是以電荷(electrical charge) 形式存儲的。存儲電荷的多少取決于圖中的外部門（external gate）所被施加的電壓，其控制是向存儲單元中沖入電荷還是使其釋放電荷。而數(shù)據(jù)的表示以所存儲的電荷的電壓是否超過一個特定的閾值Vth來表示。
對于數(shù)據(jù)的表示，單個存儲單元中內(nèi)部所存儲電荷的電壓和某個特定的閾值電壓Vth相比，如果大于此Vth值就是表示1，反之，小于Vth就表示0；對于nand Flash的數(shù)據(jù)的寫入1，就是控制External Gate去充電使得存儲的電荷夠多，超過閾值Vth就表示1了。而對于寫入0就是將其放電，電荷減少到小于Vth就表示0了。
DRAM和NAND的單位
從上面的存儲原理可以看出，DRAM和NAND的存儲單位實(shí)際為b，那么為什么存儲產(chǎn)品的容量一般都用B來標(biāo)注呢？而存儲產(chǎn)品的顆粒容量又以b來標(biāo)注呢？以DRAM內(nèi)存顆粒為例，其存儲組織結(jié)構(gòu)為深度（Depth）加上位寬（Width），下面我們以美光官方的一份內(nèi)存顆粒文檔為大家解析，例如編號為MT40A1G16HBA-083E的內(nèi)存顆粒，其深度（Depth）和位寬（Width）分別為1Gb和16，容量顯然為16Gb，關(guān)于內(nèi)存顆粒的容量我們這樣解釋下大家可能會更好理解一些。
這才是內(nèi)存和硬盤的區(qū)別 終于搞懂了（圖4）
我們把MT40A1G16HBA-083E比作一個國家，這個國家有16個城市，每個城市有1024x1024x1024（1G=1024M，1M=1024K，1K=1024）個家庭，那么這個國家總共就會有16x1024x1024x1024個家庭。又假如每個城市都設(shè)置一個城門，每次只能放行一個家庭，那么這個國家每次都多只能放行16個家庭。
而現(xiàn)在無論是桌面PC還是手機(jī)基本已經(jīng)進(jìn)入了64bit時代，處理器每次吞吐數(shù)據(jù)的單位為64，也就是說處理器一次需要抽調(diào)64個家庭，那么怎么辦呢？于是我們就將多個國家聯(lián)合起來，對于一個擁有16個城市的國家而言，那么只需要4個國家就可以滿足處理器的需求。不過如果對于一些小國只有4個或者8個城市的，那么一次就需要16個國家聯(lián)合起來或者8個國家聯(lián)合起來才能夠滿足需求。
這才是內(nèi)存和硬盤的區(qū)別 終于搞懂了（圖5）
現(xiàn)在再來說說為什么DRAM或者NAND存儲顆粒不適用B而是用b來標(biāo)注呢？實(shí)際上稍微了解計(jì)算機(jī)原理的用戶應(yīng)該知道，現(xiàn)存的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)B（Byte）表示一個字節(jié)，而b（bit）表示1個位。對于單純1個bit的0或者1來說計(jì)算機(jī)的識別就是“是”或者“非”，無數(shù)個0或者1組織起來計(jì)算機(jī)并不會知道這代表著什么？而數(shù)據(jù)應(yīng)該怎么和計(jì)算機(jī)的0或者1對應(yīng)起來呢？于是就有了ACSII編碼，每一個字母或者符號都對應(yīng)一個ACSII編碼，這樣現(xiàn)實(shí)世界的語言就和計(jì)算機(jī)就完全對接上了。
這才是內(nèi)存和硬盤的區(qū)別 終于搞懂了（圖6）
ACSII編碼規(guī)定每一個符號占用的大小為8bit，簡稱一個字節(jié)（Byte），于存儲而言1個字節(jié)才算基本的單位，所以文件的存儲就以Byte為最小單位。不過無論是DRAM還是NAND由于對接的計(jì)算機(jī)甚至是非計(jì)算機(jī)設(shè)備，其產(chǎn)品的存儲單位屬性并不一定是Byte，所以依然為bit標(biāo)注。
另外在數(shù)據(jù)流，例如網(wǎng)絡(luò)帶寬、USB帶寬、PCI-E帶寬，我們又會發(fā)現(xiàn)以b為單位，這是因?yàn)閷τ跀?shù)據(jù)傳輸而言，都是以通道流形式，就像上面的例子一樣一次只能放行一個家庭。而在數(shù)據(jù)傳輸過程中為了確保數(shù)據(jù)的安全還會加入一些校驗(yàn)數(shù)據(jù)在其中例如USB 3.0就采用了8b/10b的編碼方式（每傳輸8bit數(shù)據(jù)就需要加入2bit校驗(yàn)數(shù)據(jù)），這個時候如果再使用Byte作為單位顯然亂了章法，不合時宜。
SLC、MLC、TLC NAND的區(qū)別
對于基于NAND存儲技術(shù)的設(shè)備而言，無論是U盤還是SSD，甚至是SD卡，都會涉及到一個問題成本，于是產(chǎn)品設(shè)計(jì)從SLC轉(zhuǎn)變到MLC，再到TLC，甚至QLC也將在后續(xù)問世，那么SLC、MLC、TLC究竟對用戶有什么影響呢？
這才是內(nèi)存和硬盤的區(qū)別 終于搞懂了（圖7）
SLC--SLC英文全稱(Single Level Cell——SLC)即單層式儲存
SLC技術(shù)特點(diǎn)是在浮置閘極與源極之中的氧化薄膜更薄，在寫入數(shù)據(jù)時通過對浮置閘極的電荷加電壓，然后透過源極，即可將所儲存的電荷消除，通過這樣的方式，便可儲存1個信息單元，這種技術(shù)能提供快速的程序編程與讀取，不過此技術(shù)受限于Silicon efficiency的問題，必須要由較先進(jìn)的流程強(qiáng)化技術(shù)(Process enhancements)，才能向上提升SLC制程技術(shù)。
MLC--MLC英文全稱（Multi Level Cell——MLC)即多層式儲存
英特爾（Intel）在1997年9月最先開發(fā)成功MLC，其作用是將兩個單位的信息存入一個Floating
Gate（閃存存儲單元中存放電荷的部分），然后利用不同電位（Level）的電荷，通過內(nèi)存儲存的電壓控制精準(zhǔn)讀寫。MLC通過使用大量的電壓等級，每 個單元儲存兩位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)密度比較大。SLC架構(gòu)是0和1兩個值，而MLC架構(gòu)可以一次儲存4個以上的值，因此，MLC架構(gòu)可以有比較好的儲存密度。
TLC--TLC英文全稱（Trinary-Level Cell）即三層式儲存
TLC即3bit per cell，每個單元可以存放比MLC多1/2的數(shù)據(jù)，共八個充電值，所需訪問時間更長，因此傳輸速度更慢。TLC優(yōu)勢價格便宜，每百萬字節(jié)生產(chǎn)成本是最低的，但是壽命短，只有約1000次擦寫壽命。
這才是內(nèi)存和硬盤的區(qū)別 終于搞懂了（圖8）
正如上面的介紹，從SLC到MLC再到TLC，cell對于電壓的精確控制更高，這直接導(dǎo)致TLC的壽命下降到只有1000次PE，而對應(yīng)的SLC和MLC分別為10000+和3000，相對來說TLC的耐久度顯著下降。TLC的另外一個劣勢就是數(shù)據(jù)的讀寫效率，在SLC時代，1個cell一次只需要讀取/寫入1個bit，到MLC時代每次需要讀取/寫入2bit，而到TLC時代則上升到3bit，很顯然其性能受到電壓控制的程序復(fù)雜度會變慢，當(dāng)然由于工藝和主控的不斷升級，目前TLC已經(jīng)可以追平MLC產(chǎn)品。不過TLC耐久的硬傷短時間內(nèi)并無法得到有效解決，當(dāng)然TLC的耐久可以通過存儲設(shè)備的容量加大而均衡磨損，變相演唱了產(chǎn)品的使用壽命。
以上就是為大家介紹的內(nèi)存和硬盤的區(qū)別，相信通過本文的閱讀，大家對內(nèi)存和硬盤的區(qū)別有了一定的了解，如果你有什么見解，可以一起來討論下！
