浅析计算机系统的存储类型

易失性VS非易失性。内存，例如随机存取内存(RAM)，是具有易失性的。这意味着当系统断电时，数据就会丢失。与之相反，外部存储是非易失性的，因此即使没有电源，它也能保存数据。

性能和容量。在大多数情况下，外存比内存的速度慢得多。而与外存不同的是，RAM直接通过更宽更快的总线连接到CPU。

计算机内存提供了对数据的快速访问，而外存提供了更大的容量。

下面，让我们仔细看看计算机系统中三个主要的存储类型：主内存、缓存和辅助存储器（secondary memory）——其实“辅助存储器”也可以说就是外部存储器。

主内存（Primary Memory）

主内存是随机存取内存(RAM)，内存芯片接收和处理CPU指令，用于计算和存储命令。处理器寄存器每个都保存少量数据，并与CPU交互执行数学运算以及发出数据操作指令。(只读存储器，或着叫ROM，位于BIOS芯片上。)

主内存是CPU直接访问的易失性内存。这个定义中包括了高速缓存内存，但是主内存是最常用的术语，用来描述通过快速总线连接到CPU的DRAM内存模块。DRAM芯片存储那些用于CPU计算的数据。RAM将计算作为一组指令传递给附加的/网络中的存储媒介。

主内存是依赖于不间断电源的易失性存储，所以当CPU断电时，内存和存储在RAM中的任何数据都会丢失。在启动时，系统访问操作系统并从存储器中启动应用程序，然后重新填充主内存。尽管DRAM比高速缓存内存的SRAM慢，但它的体系结构以及与CPU的直接连接允许它传输数据的速度比辅助内存或存储快得多。

高速缓冲存储器（Cache Memory）

高速缓冲存储器是一种用于高速数据处理的高速缓存。高速缓存内存标识位于主内存中的重复指令和数据，并将其复制到其内存中。CPU不再为相同的指令和数据重复访问较慢的主内存，而是访问更快的缓存。

缓存有时称为CPU内存，通常运行在高性能的SRAM内存模块上。CPU可以访问更快的缓存内存来运行性能敏感的操作。高速缓存内存通常集成在主板下，或者在不同的芯片上，通过总线与CPU互连。

高速缓存存储器存储CPU在计算机操作期间经常访问的指令和数据。CPU可以更快地从高性能高速缓存中检索这些重复信息，而不必从主内存中访问这些信息。

为了达到这种性能水平，当CPU处理数据和指令时，它首先在主内存之前查看缓存内存。缓存内存不是单块的:多级缓存甚至更有效，因为CPU可以在高缓存性能层或低缓存性能层对重复数据和指令进行优先级排序。

辅助存储器（Secondary Memory)

所谓的辅助存储器实际上就是计算机的外部存储器，系统将应用程序和数据保存在非易失性介质上。CPU不能直接读写外存的数据。它向RAM发送一个包含特定存储地址的读/写(或加载/存储)命令，存储控制器接收命令并完成请求。

目前有许多不同类型的存储介质，包括机械硬盘（HDD）、固态硬盘（SSD）、磁带、指状储存器和光盘。磁带在受监管的行业中保持着在主动归档存储和高可用性存储方面的使用价值。但是就目前来看，HDD和SSD是数据中心中最常见的存储类型。

内存和外存之间的关键区别

内存：易失性；内存包括RAM中的缓存和主内存。它正式包括存储器和辅助存储器。与CPU非常接近的高性能数据；SRAM比DRAM更贵；DRAM比外存更贵。可升级的；与外部存储介质相比，价格昂贵。存储CPU指令:使用频繁重复的指令进行缓存以提高效率，主要用于将CPU指令与其他计算机设备和组件进行通信。

外存：非易失性；尽管外存也是一种存储类型，但它与缓存和主内存不同，因为它是非易失性的。速度较慢，但能够以更低的成本获得更高的容量。可升级的；HDD成本在广泛可接受的范围内，而SSD的价格正在逐年降低，与HDD十分接近。

可存储数据，直到预定的数据被移动或删除。没有电源的硬盘和磁带将无限期地保存数据。无电源SSD可以保留数据长达两年，但实际上这段时间要短得多。