电脑硬件变革,SSD和内存的前沿分析

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  有人问:如果未来SSD的速度足够快,内存是不是就会消失?

  这问题首先要从计算机体系架构讲起,目前我们所使用的各种计算机,基本上都是冯诺依曼架构,多级存储架构。CPU在运行过程中都要从存储系统中读取指令,读写数据。最高的一级是 CPU内的寄存器,速度等同于CPU。然后是多级Cach,每一级速度略慢。接着就是内存。以上统称为一级存储,通常断电后数据丢失。

  再往下就是硬盘。也就是二级存储,我们的数据大都放在这里,断电也不会丢。而内存和硬盘的区别既是ROM和RAM之分。

冯诺依曼架构的程序运行过程框图

  从上面我们可以知道,CPU的运行速度远远大于硬盘的读写速度。早期的电脑是没有内存的存在,所以经常造成CPU空闲等待状况,为了改善这个问题,人们发现了局部性原理:程序运行过程中,CPU对内存的访问在一段时间内常常集中在一小块连续区域内。只要这一小块数据的访问时间足够快,CPU就不太会碰到空等的情况。于是,内存就应势而生。

  那么SSD速度足够快,就必须达到CPU速度。当前主流是SATA 3.0接口,速度是6Gbps,按8b/10b编码后就是600MB/s,还有其它的损耗等。拿影驰高端品牌的名人堂HOF 256GB来说,连续读取达到520MB/S,已经达到SATA 3.0,传输极限。但是跟CPU的速度比起来,还是鸿沟般的差距。

  所以在速度上,PCIE + NVME接口的SSD已成为SSD重要新生力量,可视为新一代产品方向。假如硬盘像现在的内存一样快,还断电不丢数据的话。理论上是可以把内存去掉程序直接在硬盘上运行!一方面省去的程序和数据载入内存的时间,另外一方面,待机时就不需要耗电来维持内存刷新了,待机时间也会大大延长。

  同时,因为内存的易失性,硬盘起到了一个掉电保存计算机运算结果和保存已经录入计算机的程序的作用。

  如果硬盘足够快,如果是能做到byte级别操作的话,那么这个就是拥有速度快、非易失性特点的内存模块。硬盘这个部件将会从此消失,替代品就是非易失的内存模块。这个模块就会有容量大、寿命长的特点。

  也就是内存和硬盘合二为一。

如果未来SSD的速度足够快,内存是不是就会消失

  总而言之,当硬盘有了内存一样的速度时,内存将会消失。但是应该是以物理的形式消亡。在计算机结构体系内,肯定还会有充当内存的中转桥梁的部分,充当缓冲地带。除非有革命性的全新存储技术被开发出来,否则这种状态在很长一段时间内会持续下去。


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