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如果硬碟速度足夠快,記憶體這東西是不是就可以取消了?

2012-07-22知識

挖個墳,8102年了,可以部份反對高贊答 @馮東 和 @肖斌 的回答了。

一句話結論,可能會取消DRAM,也可能會取消外存,但不會取消記憶體。

首先要明確一下記憶體的定義。我們現在常用的電腦、智能電話都屬於馮·諾依曼體系電腦,本文也只討論在馮·諾依曼機中的情況。 在馮·諾依曼結構中,只有一個儲存單元,並沒有主輔內外之分。

自從上世紀七十年代初,DRAM(Dynamic random-access memory,動態隨機存取記憶體)商用後,至今將近半個世紀時間內,幾乎所有的電腦都使用DRAM作為電腦的記憶體。DRAM可以很好的在容量、速度和成本中取得平衡。然而為了兼顧速度,容量和成本都無法滿足實際要求;此外,DRAM是揮發性記憶體,需要透過不斷加電重新整理來保持數據,一旦斷電就會導致數據遺失。所以才需要引入一種容量大、低成本的非揮發性記憶體來進行數據的儲存。為了與馮·諾依曼結構中的儲存單元區分,結構中的儲存單元稱為主記憶體(Main Memory,或者Primary Memory),這種用於輔助儲存的記憶體稱為輔存(Auxiliary Memory,或者Secondary Memory)。輔存在馮·諾依曼體系結構中,同時作為輸入器材和輸出器材存在。

輔存有很多種,磁帶、軟碟、硬碟、光碟、快閃記憶體卡、U槽等等都屬於輔存,這些介質大部份都在電腦外部,或者在電腦內部讀寫,存放到外部。即使是硬碟,早期的硬碟有一個冰箱那麽大,也是放不進電腦內部的,所以根據儲存介質和電腦本身的位置關系,主記憶體又叫記憶體,輔存也叫外存。又因為將近半個世紀以來,都是用DRAM作為實作記憶體的介質,所以DRAM和記憶體往往混用,大家也都不會產生誤解。

對於指定的某一台電腦來說,輔存並不是必須的。 如果有另外一種輸入/輸出器材用於數據和指令的輸入/輸出,完全可以取代輔存的作用——例如網吧的無盤機,沒有安裝硬碟而是使用網卡作為輸入輸出器材。同樣的,如果不考慮速度、成本這兩個因素中的一個,或者兩個因素都不考慮,我們也可以用非揮發性的儲存介質作為記憶體,也就沒有使用輔存的必要了——這可能需要CPU/作業系統做相應的改動。

所以,如果出現一種新的儲存介質,速度和DRAM相近,非揮發性,可以做出很大的容量,成本也很低或者說可以接受。那麽完全可以替代DRAM作為記憶體使用,並且無需使用輔存。 此時,這種記憶體就是記憶體本身。所以,會被取消的,只是輔存本身,記憶體是不會被取消的。

就目前來看,Intel的Optane就有這個傾向。Optan是可以作為記憶體使用的,誠然現在傲騰的效能還比不上DRAM,價格還很高。但可以設想,如果再過幾年,512GB-1TB記憶體形式傲騰的價格可以控制在500~1000之間(就算現在,只要你可以無視480G Optane 5K的售價——DIMM形式的可能更貴點),如果Optane的速度還能進一步提升甚至超過DRAM則直接使用Optane(即使現在Optane還比不上DRAM的效能,也可以同時搭配16~32GB的DRAM作為Cache)。只要CPU、作業系統都對這種方式進行了必要的改動,那麽 有什麽理由一定要給電腦裝上一塊硬碟或者固態硬碟?——這是我反對兩位高贊答主 @馮東 @肖斌 的原因。

最後,又因為現代電腦同時屬於圖靈機,理論上主記憶體的容量是可以無限大的。但主記憶體的容量越大,則需要更多的存取地址進行儲存,也就帶來尋址時間延遲的問題。從這個角度考慮,限制在一定容量範圍內的主記憶體效能會更好。所以也許還是需要有另外一種輔存來儲存存取頻率很低的數據,例如一些歷史數據,需要保存但很少回看的影片照片,備份數據等。但很可能是網盤/分布式儲存,而不一定需要使用類似硬碟這樣的輔存器材。