電腦記憶體

存储器（memory，台湾译记忆体^[1]）是计算机中能接收和存储数据，并能根据控制命令提供所存数据的基本硬件^[2][3]。现代的计算机系统以存储器为中心，故存储器的特性是影响整个计算机系统最大吞吐量的决定性因素^[3]。

存储器又分为主存储器（main memory，简称“主存”，又称“内存储器”、简称“内存”）和辅助存储器（auxiliary memory，简称“辅存”，又称“外存储器”、简称“外存”）^[2][3]。主存储器与中央处理器（CPU）一起构成主机^[3]，用来存放计算机运行时随时需要使用的程序和数据^[4]，一切数据要被CPU操作都必须先装入主存^[2]。主存的工作速度较快，存储容量较小，主要采用半导体存储器^[4]，一般包括随机存储器（RAM）与只读存储器（ROM）^[3]。辅助存储器和输入输出设备都属于外设^[3]，用来存放CPU运行时暂时不用的各种程序和数据^[5]，一般在断电后仍能保存^[2]。辅助存储器的存储容量大，工作速度慢，例子如硬盘、U盘、光盘、磁带等^[5]。

除了可分为主存储器和辅助存储器外，存储器还可按存储介质分为半导体存储器、磁表面存储器、磁芯存储器和光盘存储器等，按存取方式分为随机存储器、只读存储器、串行访问存储器等^[3]。

容量

 

GNOME的系統監視視窗

存储器以二進制計算容量，基本單位是Byte：

• 1 Kilobyte(KB) =1,024B=2¹⁰B
• 1 Megabyte(MB)=1,024KiB=2²⁰B=1,048,576B
• 1 Gigabyte(GB)=1,024MiB=2³⁰B=1,073,741,824B
• 1 Terabyte(TB)=1,024GiB=2⁴⁰B=1,099,511,627,776B
• 1 Petabyte(PB)=1,024TiB=2⁵⁰B=1,125,899,906,842,624B
• 1 Exabyte(EB) =1,024PiB=2⁶⁰B=1,152,921,504,606,846,976B
• 1 Zettabyte(ZB)=1,024EiB=2⁷⁰B
• 1 Yottabyte(YB)=1,024ZiB=2⁸⁰B

根據電氣電子工程師協會（IEEE 1541）和歐洲聯盟(HD 60027-2:2003-03)的標準，二進制乘數詞頭的縮寫為「Ki」、「Mi」、「Gi」，以避免與国际单位制混淆。但二進制乘數詞頭沒有廣泛被製造業和個人採用，標示為4GB的內存實際上已經是4GiB，但標示為4.7GB的DVD實際上是4.37GiB。

對於32位元的作業系統，最多可使用2³²個地址，即是4GiB。物理地址扩展可以讓处理器在32位元作業系統存取超過4GiB記憶體，發展64位元处理器則是根本的解決方法，但作業系統、驅動程式和應用程式都會有相容性問題。

分類

電腦記憶體可以根據儲存能力與電源的關係可以分為以下兩類：

揮發性記憶體

主条目：揮發性記憶體

揮發性記憶體（Volatile memory）是指當電源供應中斷後，記憶體所儲存的資料便會消失的記憶體。主要有以下的類型：

• 隨機存取記憶體
  • 動態隨機存取記憶體，英文缩写写作DRAM，一般每个单元由一个晶体管和一个电容组成（后者在集成电路上可以用两个晶体管模拟）。特点是单元占用资源和空间小，速度比SRAM慢，需要刷新。一般计算机主内存即由DRAM组成。在PC上，DRAM以内存条的方式出现，DRAM颗粒多为4位或8位位宽，而载有多个颗粒的单根内存条的位宽为64位。
  • 靜態隨機存取存儲器，英文缩写写作SRAM，一般每个单元由6个晶体管组成，但近来也出现由8个晶体管构成的SRAM单元。特点是速度快，但单元占用资源比DRAM多。一般CPU的CPU缓存即由SRAM构成。

非揮發性記憶體

主条目：非揮發性記憶體

非揮發性記憶體（Non-volatile memory）是指即使電源供應中斷，記憶體所儲存的資料並不會消失，重新供電後，就能夠讀取記憶體中的資料。 主要種類如下：

• 唯讀記憶體（ROM）
  • 可規化式唯讀記憶體（PROM）
  • 可擦除可規劃式唯讀記憶體（EPROM）
  • 電子抹除式可複寫唯讀記憶體（EEPROM）
  • Flash ROM
• 磁儲存
  • 硬碟
  • 軟碟
  • 磁帶
• 3D XPoint
• 固態硬碟
• 光儲存
  • 光碟

参见

• 虚拟内存
• 記憶體階層

参考文献

1. memory. 樂詞網. 國家教育研究院.  （繁體中文）
2. 全国科学技术名词审定委员会,审定．计算机科学技术名词 [M]. 3版．北京：科学出版社, 2018: 121. 科学文库.
3. 教育部教育考试院．全国计算机等级考试二级教程：公共基础知识 [M]．北京：高等教育出版社, 2022 (2023-05): 3-9.
4. 内存储器 [DB/OL] [2024] // 陈至立．辞海. 7版网络版．上海：上海辞书出版社, 2020.
5. 外存储器 [DB/OL] [2024] // 陈至立．辞海. 7版网络版．上海：上海辞书出版社, 2020.

外部链接

• How Computer Memory Works （页面存档备份，存于互联网档案馆）, by Jeff Tyson