我尝试从技术和制造的角度来理解这一点。
我看到一些笔记本电脑的价格从 500 加元到 1,000 加元不等,唯一的不同就是:RAM 大小。32GB RAM 笔记本电脑售价 500 加元,而 64GB RAM 笔记本电脑售价 1,000 加元。
如今,数 TB 大小的硬盘价格不到 100 加元,USB 闪存盘和 SD 卡也是如此。
那么为什么 RAM 内存比硬盘等其他内存存储设备的价格要高出 100 倍呢?
在工厂生产 RAM 真的有那么难吗?还是这只是制造商的营销技巧?
答案1
RAM 和硬盘的运行原理完全不同。
硬盘的工作原理是单个磁头在磁化介质上移动,从某个区域读取数据或向某个区域写入数据。因此,访问速度很慢,因为磁头必须先移动到数据所在的位置,然后才能进行有意义的工作。好处是,实际存储数据的介质完全是被动的,不需要任何东西来将数据保存在那里。
RAM 是完全数字的电子设备,使用有源 DRAM 逻辑单元来保存数据。这些单元需要刷新和保存才能保存数据,否则单元的电压水平会消散,数据就会丢失。由于 RAM 是纯电子性质,因此切换区域时不会像磁盘那样出现延迟。每个位置都可以立即访问,但每个内存区域也需要永久供电,这一点与硬盘不同。
因此,与硬盘相比,RAM 所需的每个字节的电量要多得多。
RAM 还需要大量的控制逻辑和直接宽地址总线来访问大量数据。硬盘只需在命令中收到“将数据 x 存储在位置 y”的指令,然后就可以自行决定如何完成任务。
NAND 闪存几乎兼具了两者的优点,但代价是写入耐久性有限。每次擦除 NAND 闪存单元时,都会对其造成微小的损坏。
从实际数据介质的角度来看,硬盘只是旋转盘片上的一层非常精细的磁性涂层,被推入一种或另一种磁性状态。虽然它必须精确且制作精良,但相对而言,它相当简单且易于实现。
相比之下,RAM 是使用光刻技术逐层构建的硅片(带有相关逻辑)。RAM 制造起来非常困难,一个微小的错误或碎片就可能毁掉整块芯片或整批芯片。由于许多层组成了一个巨大的内存阵列,因此要实现可接受的芯片产量,这是一个非常复杂且精细的过程。
DRAM 内存单元可能也比硬盘的物理存储区域大很多,因为单个 DRAM 单元由多个晶体管组成,但我无法轻易找到有关这些尺寸的任何实际细节。从电子学背景来看,我认为这种情况是合理的。
微芯片工艺尺寸的不断减小可能在很大程度上有助于降低内存功率要求以及每个内存芯片所需的物理面积,从而使 32GB 在物理和电气上都变得可行。几十年前,32GB 的 RAM 可能需要自己的电力变电站以及一个大型外壳来容纳它。
虽然它也通过其他方式帮助使硬盘磁头变得更小、更高效,但其带来的好处却不是以同样的方式扩大的。