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教科书会告诉你,这是一个简单、答案也同样直白的问题。理论上确实如此,但其中还有不少细节值得细细解读。
从根本上来说,随机存取存储器(RAM)是设备用来运算思考的内存;只读存储器(ROM)则是设备用来持久记忆的内存。RAM存放处理器当下正在处理的全部数据,断电之后数据就会全部丢失;ROM存储设备启动所需的固定指令,无论通电与否,内容都会保留下来。
不过现代设备里,几乎已经没有真正只读的器件了。就连那些名字里依旧带着ROM的部件也是如此,例如电脑里的固件芯片,还有小米在Redmi 13 这类手机参数表中标注的 “ROM”。
RAM的作用
你在设备上打开的所有内容,都离不开RAM。举例来说,当打开浏览器标签页,相关内容就会从存储介质复制到RAM中,让处理器可以在纳秒级的极短时间内读取数据。
DRAM是市场上最主流的RAM类型,它把每一位数据以电荷的形式存放在微型电容中,电容每秒需要完成数千次刷新。一旦断电,刷新停止,里面保存的所有内容就会全部消失。
如果你是电脑发烧友,或是自己组装过主机,大概率见过如今价格暴涨的DDR5内存条。手机和轻薄笔记本会使用另一种焊在主板上的LPDDR;显卡则在GPU周边排布大量GDDR显存芯片。更大的RAM容量,意味着你可以同时运行更多应用、打开更多网页标签、游玩配置要求更高的游戏,直到系统开始把数据迁移到速度更慢的存储介质。
根据集邦咨询(TrendForce)的数据,今年年初,主流DRAM合约价格环比暴涨 90%‑95%。各大企业争相建设AI数据中心,几乎吞噬了全部的DRAM产能。例如英伟达计划向OpenAI最高投资1000亿美元,打造总功率10吉瓦的AI数据中心。虽然这项交易目前陷入停滞,但这只是众多案例之一,足以说明是什么因素把存储芯片价格推到史无前例的高位,同时挤压普通消费者的供货量。
去年,美光宣布将关停旗下面向普通消费者的英睿达(Crucial)品牌,把重心转向高利润的 AI 数据中心市场,该品牌已于今年 2 月正式停止运营。存储芯片供应短缺影响普通消费者并非首次:早在 2017 年,华为 P10 手机就因为混用读写速度快慢不一的闪存芯片,将设备运行卡顿归咎于存储芯片供货紧张。
ROM是如何不再 “只读” 的
最早的ROM芯片,数据是在生产时直接固化到电路硬件当中。想要修改内容,只能送回工厂重新制造芯片。
1956年,可编程只读存储器(PROM)问世,解决了这一难题。发明者是美国博世阿玛公司的周文昭(Wen Tsing Chow),研发初衷是给美国空军导弹制导计算机载入目标参数:通过烧断芯片内部微型熔丝完成写入。但熔丝只能烧断一次,一旦写入就永久固定,就算写入出错也无法挽回。
1971年,英特尔工程师多夫・弗罗赫曼研发出可擦除只读存储器EPROM,契机是他排查英特尔另一款产品的可靠性故障。每一颗EPROM芯片都带有一块小小的石英窗口,用紫外线透过窗口照射数分钟,就可以清空芯片内容,重新写入程序。
后来的EEPROM实现了电擦除,不再需要紫外线。东芝的舛冈富士雄在此基础上发明闪存,1984年推出NOR闪存,1987年又推出NAND闪存。如今市面上所有固态硬盘、智能手机、存储卡、U盘,内部用的都是NAND闪存。
电脑主板上的固件芯片虽然还被叫做BIOSROM,但它实际上是一块小型闪存芯片,可以通过固件更新改写内部数据。手机也是同理,小米在Redmi13参数表里写的ROM,本质就是普通UFS或eMMC闪存,只是把系统分区设置成只读模式。
一个冷知识:老式塑料游戏卡带,里面就是纯正的ROM芯片。模拟器所使用、从卡带导出的镜像文件,也因此被叫做ROM文件。
完全出厂固化的原生ROM并没有彻底消失,不过只出现在廉价电子产品内部:用于运行永不修改程序的微型单片机。除此之外,RAM的定义和60年前基本一致;而ROM实际上已经变成一个通俗代称,泛指那些普通用户不应该随意修改的存储区域。
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