电脑突然卡顿,游戏加载缓慢,手机应用闪退——这些让人抓狂的瞬间,背后都藏着一个共同的关键角色。而大多数人对此一无所知。

那是我刚工作时的笔记本电脑,处理稍微大点的设计文件就开始“思考人生”,风扇呼呼作响,屏幕上的光标却一动不动。后来朋友建议我加装内存条,效果立竿见影。这台电脑我至今没舍得换。

后来我才明白,当时的电脑内存其实就是DRAM,动态随机存取存储器的简称-1。它相当于电脑的“临时工作台”,所有正在运行的程序和数据都要先放在这里,CPU才能快速处理-4


01 DRAM基础:不只是“内存条”那么简单

DRAM已经融入我们生活的方方面面。从办公电脑到智能手机,从智能电视到车载系统,它无处不在-3。DRAM的基本原理其实很有趣,它用一个晶体管和一个电容器组成一个存储单元,用电容是否充电来表示1或0-1

但这种设计有个“先天缺陷”——电容会漏电,所以DRAM必须定期刷新,不然数据就丢了-1。这也是它被称为“动态”存储器的原因-1。与静态存储器(SRAM)相比,DRAM虽然速度稍慢,但结构简单,成本低得多,更适合做大容量内存-1

你可能不知道的是,DRAM还分为标准型和利基型。标准型DRAM主要用于我们常见的电脑和服务器,而利基型DRAM则嵌入在各种终端产品中,可以根据不同需求进行定制-3

02 电脑中的隐形助手:DRAM如何改变我们的数字体验

在个人电脑和笔记本电脑中,DRAM的用处简直不要太明显。当你打开一个软件时,操作系统会把需要用到的部分从硬盘调到DRAM中,因为DRAM的读写速度比硬盘快得多-4

电脑中的所有操作几乎都与DRAM有关。我们敲击的每一个字符,游戏中的每一个动作,都暂时存储在DRAM中-4。这也是为什么突然断电时,没保存的工作会消失——DRAM是易失性存储器,断电后数据就没了-1

DRAM的进步直接推动了电脑性能的提升。从早期的SDRAM到现在的DDR5,DRAM的速度和容量都有了质的飞跃-4。特别是游戏本的出现,颠覆了人们“笔记本电脑不适合玩游戏”的印象,这很大程度上归功于DRAM性能的提升-4

03 超越电脑:DRAM用处的多样面孔

大多数人只知道DRAM在电脑中的用处,其实它的应用范围广得多。利基型DRAM至少有五大应用领域,渗透在我们生活的各个方面-3

消费电子产品是DRAM的重要应用领域。从数字电视到机顶盒,从游戏机到智能音箱,这些设备中都有DRAM的身影-3。通讯系统中也少不了DRAM,路由器、调制解调器、基站等设备都依赖它-3

车用电子设备中的DRAM用处经常被忽视。从车载导航到驾驶辅助系统,从仪表盘到车载摄像头,现代汽车的电子功能都需要DRAM提供快速数据存取-3。工业领域同样离不开DRAM,监控系统、POS机、智能仪表等都采用这种存储器-3

04 技术演进:从DDR3到DDR5的跨越

DRAM技术一直在快速发展。DDR3作为一代经典,至今仍在许多工业控制、驾驶监测系统和人机界面中得到应用-5。它相较于前代产品,数据速率和能耗都有显著改善-5

现在主流已逐渐转向DDR4和DDR5。2020年,三星开始使用EUV光刻技术批量生产14nm制程的DDR5 DRAM芯片-4。这项技术大幅提升了产能和良品率,同时降低了成本-4

更令人兴奋的是,科技前进的脚步永远不会停下。据悉三星已经开始研发DDR6 DRAM,虽然具体细节尚未公布,但可以预见其容量和速度将再次刷新我们的认知-4

05 未来展望:DRAM在新兴领域的用处

人工智能和大数据应用的兴起,为DRAM创造了新的需求。在这些需要高速数据处理和低延迟的应用场景中,DRAM有着不可替代的优势-2。特别是HBM(高带宽存储器)等3D堆叠技术的出现,为DRAM在AI领域的应用开辟了新路径-2

自动驾驶是另一个潜力巨大的领域。车载摄像头和传感器产生的高速数据流需要快速处理,这对存储器提出了极高要求-2。DRAM在这方面发挥着重要作用,它帮助驾驶辅助系统实现快速响应-2

物联网设备的普及也给DRAM带来了新机会。低功耗DRAM(LPDDR)特别适合电池供电的移动设备和物联网终端-2。随着5G和边缘计算的发展,对高效能、低功耗存储解决方案的需求将越来越大-3


智能手机滑动时轻微卡顿,电脑多任务处理时开始迟缓,游戏加载界面那几秒的等待——这些数字生活中几乎被忽略的细小裂痕,正在悄悄被修复。

DRAM用处不止于扩容提示。全球芯片制造商已经将电路宽度压缩至14纳米以下,DDR5内存条的数据传输速率比DDR4提高了约50%,而功耗却降低了-4。实验室里,基于3D堆叠的HBM技术正将数据带宽推向每秒数百GB的新高度-2

从个人电脑到自动驾驶汽车,从数据中心到智能手机,DRAM如同数字世界的临时记忆中枢,默默支撑着每一次点击、每一次计算。当三星开始研发DDR6样品时,这个被低估的芯片正在重新定义“够用”的边界。

网友提问

问题一:老听人说DRAM和硬盘都是存储,它们到底有啥本质区别?我该加内存还是换硬盘?

区别可大了!DRAM是内存,硬盘是外存,它俩在电脑里分工完全不同。DRAM相当于你的“临时工作台”,所有正在进行的任务都放在上面,CPU直接从这里取数据干活-4。而硬盘更像是“文件柜”,长期存放你的操作系统、软件和文档-4

举个生活中的例子:你做饭时,厨台上放着你正在切的菜、用的调料(这是DRAM的用处),而冰箱里储存的食材(这是硬盘的用处)。切完菜后,厨台就空了(DRAM断电后数据丢失),但食材还在冰箱里(硬盘断电后数据还在)。

该升级哪个取决于你的痛点。如果你同时开很多软件就卡顿,或者玩大型游戏加载慢,往往是DRAM不够用-4。如果电脑存储空间总是不足,或者传输大文件很慢,就该考虑升级硬盘了。有个简单判断方法:打开任务管理器,看看内存使用率是否经常接近100%。

问题二:为什么手机参数里“内存”越大就越流畅?这和DRAM有什么关系?

你观察得很仔细!手机里的“运行内存”其实就是DRAM-8。它越大,手机能同时流畅运行的APP就越多,切换时也更少出现重新加载的情况。

现在的智能手机其实是一部微型电脑,它的工作原理和电脑类似。当你打开一个APP时,系统会把它从手机存储(相当于硬盘)加载到运行内存(DRAM)中-4。如果运行内存不足,系统就得关闭一些后台APP来腾出空间,你再打开时就得重新加载。

特别是现在的APP越来越复杂,吃内存也越来越多。比如一个社交APP可能就占用几百MB内存,如果你经常在聊天、刷视频、看新闻之间切换,大内存的优势就体现出来了。这也是为什么高端机型普遍配置更大内存的原因。不过内存也不是越大越好,对大多数人来说,8GB或12GB已经绰绰有余了。

问题三:现在有那么多新型存储技术,未来DRAM会不会被取代?

好问题!短期来看,DRAM的地位还是很稳固的。虽然像MRAM、ReRAM这些新型存储器在某些方面有优势,但DRAM在成本、容量和成熟度上依然难以被超越-2

新型存储器往往各有侧重:有的读写速度快但成本高,有的断电后数据不丢失但容量有限。而DRAM经过几十年的发展,已经在成本、性能和容量之间找到了很好的平衡点-1。特别是随着DDR5和未来DDR6的推出,DRAM的性能还在不断提升-4

未来的趋势更像是“共存合作”而非“完全取代”。比如在AI加速器中,可能会用SRAM做高速缓存,用DRAM做主内存,再用NAND闪存做存储,各司其职-2。还有些新技术如存算一体(PIM),试图在DRAM中直接进行计算,这可能会带来架构上的革新-2

所以至少在未来五到十年,DRAM仍会是主流内存技术,但它会不断进化,并与其他存储器技术协同工作,而不是被完全替代。