手机虚拟内存

运行内存是什么意思

RAM（随机存取存储器）是计算设备中的硬件，用于保存操作系

统（OS），应用程序和当前使用的数据，以便设备处理器可以快速访

问它们。RAM是计算机中的主要内存，与其他类型的存储设备（例

如硬盘驱动器（HDD），固态驱动器（SSD）或光盘驱动器）相比，RAM

的读写速度要快得多。

随机存取存储器易丢失数据。这意味着只要打开计算机，数据就

一直保留在RAM中，但是当计算机关闭时，数据将丢失。重新引导计

算机后，通常会从HDD或SSD将OS和其他文件重新加载到RAM中。

RAM功能：

由于其易变性，RAM无法存储永久数据。RAM可以比作一个人的

短期记忆，而硬盘可以比作一个人的长期记忆。短期记忆专注于即时

工作，但在任何时候都只能保留有限数量的事实。当一个人的短期记

忆填满时，可以用存储在大脑长期记忆中的事实来刷新它。

计算机也可以这种方式工作。如果RAM填满，则计算机的处理器

必须反复访问硬盘，以将RAM中的旧数据与新数据覆盖在一起。此过

程会减慢计算机的运行速度。计算机的硬盘可能会完全充满数据，无

法再容纳更多信息，但RAM不会耗尽内存。但是，RAM和存储内存的

组合可以完全用完。

RAM如何工作：

应用于RAM的术语“随机访问”是由于可以直接访问任何存储

位置（也称为任何内存地址）这一事实。最初，术语“随机访问

内存”用于区分常规核心内存和离线内存。

脱机存储器通常是指磁带，从磁带的开头开始，只能通过顺序

定位地址才能从中访问特定数据。RAM的组织和控制方式使数据可以

直接存储到特定位置或从特定位置直接检索。

其他类型的存储（例如硬盘驱动器和CD-ROM）也可以直接或随机

访问，但是术语“随机访问”并不用来描述这些其他类型的存储。

RAM在概念上类似于一组盒子，其中每个盒子可以容纳0或1。每个

盒子都有一个唯一的地址，该地址是通过对列数和行数进行计数而得

出的。一组RAM盒称为数组，每个盒称为一个单元。

为了找到特定的单元，RAM控制器将列和行地址发送到蚀刻到芯片中

的细电线。RAM阵列中的每一行和每一列都有自己的地址线。读取的

所有数据都会在单独的数据线上流回。

RAM在物理上很小，并且存储在微芯片中。就可容纳的数据量而言，

它也很小。典型的笔记本电脑可能配备8GB的RAM，而硬盘可以容

纳10TB。

RAM微芯片聚集在一起成为内存模块，这些内存模块插入计算机母板

的插槽中。甲总线，或一组的电路径，用于将主板插槽连接到处理器。

另一方面，硬盘驱动器将数据存储在看起来像黑胶唱片的磁化表面

上。另外，与RAM不同，SSD将数据存储在内存芯片中，该内存芯片

是非易失性的，不依赖于恒定功率，并且一旦电源关闭就不会丢失数

据。

大多数PC允许用户添加不超过一定限制的RAM模块。在计算机中拥

有更多的RAM可以减少处理器必须从硬盘读取数据的次数，该操作所

需的时间比从RAM读取数据的时间更长。RAM访问时间以纳秒为单位，

而存储内存访问时间以毫秒为单位。

您需要多少RAM？

所需的RAM量全部取决于用户的操作。例如，在进行视频编辑时，建

议系统至少具有16GB的RAM，但最好有更多的RAM。对于使用

Photoshop进行照片编辑，Adobe建议系统至少具有3GB的RAM才能

在Mac上运行PhotoshopCC。但是，如果用户同时使用其他应用程

序，则即使8GB的RAM也会减慢速度。

RAM类型

RAM有两种主要形式：

动态随机存取存储器（DRAM）构成了典型计算设备的RAM，并且如前

所述，它需要打开电源才能保留存储的数据。

每个DRAM单元在电容器中保持有电荷或没有电荷。必须每隔几毫秒

用电荷不断刷新一次此数据，以补偿电容器的泄漏。晶体管用作栅极，

确定是否可以读取或写入电容器的值。

静态随机存取存储器（SRAM）也需要恒定的功率来保持数据，但是并

不需要像DRAM那样不断刷新。

在SRAM中，晶体管代替开关来保持电荷，晶体管充当开关，一个位

置为1，另一位置为0。与动态RAM相比，静态RAM需要多个晶体管

来保留一位数据。每位晶体管。结果，SRAM芯片比相当数量的DRAM

大得多且昂贵。

但是，SRAM的速度明显快于DRAM，并且功耗比DRAM少。价格和速度

的差异意味着静态RAM主要少量用作计算机处理器内部的高速缓存。

RAM的历史：RAM与SDRAM

RAM最初是异步的，因为RAM芯片的时钟速度与计算机处理器的时钟

速度不同。这是一个问题，因为处理器变得越来越强大，而RAM无法

满足处理器对数据的请求。

在1990年代初期，时钟速度与同步动态RAM或SDRAM的引入同步。

通过将计算机的内存与处理器的输入进行同步，计算机可以更快地执

行任务。

但是，原始的单数据速率SDRAM（SDRSDRAM）很快达到了极限。在

2000年左右，开发了双倍数据速率同步随机存取存储器（DDRSRAM）。

在开始和结束时，这在一个时钟周期内两次移动了数据。

DDRSDRAM已经发展了三倍，分别是DDR2，DDR3和DDR4，并且每次

迭代都带来了更高的数据吞吐速度和更低的功耗。但是，每个DDR版

本都与早期版本不兼容，因为每次迭代中，数据都是以较大的批次进

行处理的。

GDDRSDRAM图形双显卡（GDDR）SDRAM用于图形和视频卡。与DDRSDRAM

一样，该技术使数据可以在CPU时钟周期的各个点移动。但是，它在

更高的电压下运行，并且时序比DDRSDRAM严格。

对于2D和3D视频渲染等并行任务，不需要紧迫的访问时间，而GDDR

可以实现GPU性能所需的更高速度和内存带宽。

与DDR相似，GDDR经过了几代开发，每一代都提供更高的性能和更

低的功耗。GDDR6是最新一代的图形内存。

RAM与虚拟内存

计算机可能会内存不足，尤其是同时运行多个程序时。操作系统可以

通过创建虚拟内存来弥补物理内存不足。

使用虚拟内存时，数据会暂时从RAM传输到磁盘存储中，并使用RAM

中的活动内存和HDD中的非活动内存来增加虚拟地址空间，以形成用

于保存应用程序及其数据的连续地址。使用虚拟内存，系统可以加载

较大的程序或同时运行的多个程序，从而使每个程序都可以像具有无

限内存一样运行，而不必添加更多RAM。

虚拟内存能够处理的内存是RAM的两倍。程序的指令和数据最初存储

在虚拟地址中，一旦执行了程序，这些地址就会变成实际的内存地址。

虚拟内存的一个缺点是，由于数据必须在虚拟内存和物理内存之间进

行映射，因此它可能会降低计算机的速度。仅凭物理内存，程序就可

以直接从RAM运行。

RAM与闪存

闪存和RAM均由固态芯片组成，但由于制造方式，性能规格和成本方

面的差异，它们在计算机系统中扮演着不同的角色。闪存用作存储内

存，而RAM用作活动内存，用于对从存储中检索到的数据进行计算。

RAM和闪存之间的一个重要区别是，必须在整个块中从NAND闪存中

擦除数据，这使其速度比RAM慢，在RAM中，可以逐个位擦除数据。

但是，NAND闪存比RAM便宜，而且也是非易失性的。与RAM不同，

它甚至可以在断电时保存数据。由于闪存速度较慢，非易失性和成本

较低，因此闪存通常用于SSD的存储中。

RAM与ROM

只读存储器或ROM是计算机存储器，其中包含只能读取而不能写入的

数据。ROM包含每次打开计算机时都会使用的启动程序。通常无法更

改或重新编程。

ROM中的数据是非易失性的，并且在关闭计算机电源时也不会丢失。

结果，只读存储器用于永久数据存储。另一方面，随机存取存储器只

能暂时保存数据。ROM通常是几兆字节的存储空间，而RAM是几千兆

字节。

趋势和未来方向

电阻式随机存取存储器（RRAM或ReRAM）是非易失性存储，可以改变

其组成的固体介电材料的电阻。ReRAM器件包含一个忆阻器，当施加

不同的电压时，其电阻会发生变化。

ReRAM会产生氧空位，这是氧化物材料层中的物理缺陷。这些空位代

表二进制系统中的两个值，类似于半导体的电子和空穴。

与其他非易失性存储技术（例如NAND闪存）相比，ReRAM具有更高

的切换速度。它还具有比NAND闪存更高的存储密度和更低的功耗的

前景，使ReRAM成为用于工业，汽车和物联网应用的传感器中内存的

理想选择。

多年来，供应商一直在努力开发ReRAM技术并使芯片投入生产。一些

供应商目前正在运送它们。

英特尔的Optane等3DXPoint技术最终可以填补动态RAM和NAND闪

存之间的空白。3DXPoint具有无晶体管的交叉点架构，其中选择器

和存储单元位于垂直线的交点处。3DXPoint不如DRAM快，但它是

非易失性存储器。就性能和价格而言，3DXPoint技术介于快速但昂

贵的DRAM和较慢且较便宜的NAND闪存之间。随着技术的发展，它可

能会模糊RAM和存储之间的区别。

5G和RAM市场

2019年2月，JEDEC固态技术协会发布了JESD209-5，低功耗双倍

数据速率5（LPDDR5）。LPDDR5最终将以6400MT/s的I/O速

率运行，比第一版LPDDR4的I/O速率高50％，这将显着提高各种

应用程序的存储速度和效率，包括智能手机，平板电脑等移动计算设

备和超薄笔记本电脑。

LPDDR5的数据速率为6400MT/s，而2014年的LPDDR4为3200MT

/s。

在2019年7月，三星电子开始批量生产业界首个12GbLPDDR5移动

DRAM，并表示已对其进行了优化，以在未来的智能手机中实现5G和

AI功能。

RAM成本

到2019年夏季，DRAM价格仍较之前的水平低迷-但仍然不稳定。导

致波动的因素很多，包括供应过剩，韩国和日本（世界上最大的两个

存储芯片制造商三星和SK海力士的所在地）之间的市场紧张局势，

下一代移动芯片LPDDR5的推出。以及越来越多地采用5G技术。影响

价格的因素还有对物联网（IoT）中消费电子的需求的预期增长，例

如使用芯片的汽车和可穿戴设备。