电脑卡顿让人抓狂,而一种比SSD快上百倍的存储技术正在悄悄改变游戏规则,它的秘密就藏在那个需要不断“刷新”的小电容里。

那天我朋友小张打来电话,声音里满是绝望:“我的电脑又卡死了!做视频渲染的时候,进度条跟蜗牛爬一样,我等的都快能泡碗面了!”作为一个电脑爱好者,我太懂这种感受了。

硬盘读写速度常常是电脑性能的隐形瓶颈,特别是在处理大型文件或者多任务操作时-4。传统的机械硬盘读写速度大概在100-200MB/s,即便是目前主流的SSD,速度也很难突破几千MB/s的大关。

但你知道吗?其实有一种技术可以让你的电脑速度飞起来,那就是DRAM盘-4-6


01 存储瓶颈

计算机系统的发展中,一个不争的事实是:存储速度总是跟不上处理器的步伐。

在过去十几年里,CPU的性能以几何级数增长,内存速度也有了长足进步,但存储设备特别是硬盘,却一直拖着整个系统的后腿-4

当你在玩需要大量加载纹理数据的3D游戏时,当你在处理4K视频编辑时,当你的数据库服务器面临海量随机读写请求时——存储设备的响应时间直接决定了整个系统的流畅度-4

这种瓶颈不是简单的“升级硬件”就能解决的,因为传统存储介质本身就有物理限制。

02 DRAM是什么

想要理解DRAM盘为什么快,咱们得先搞明白DRAM是啥玩意儿。DRAM的全称是“动态随机存取存储器”,通俗点说,就是你家电脑里的内存条-1

DRAM的基本单元是由一个晶体管和一个电容组成的,信息以电荷的形式存储在电容中——有电荷代表“1”,没电荷代表“0”-1

电容有个特点:它会漏电。所以DRAM需要不断地“刷新”,也就是定期读取数据并重新写入,以防止信息丢失-1。这也是它被称为“动态”存储器的原因。

跟静态随机存取存储器(SRAM)相比,DRAM的结构更简单、更便宜,所以适合做大容量的主存储器;而SRAM速度快但贵,一般用作CPU的高速缓存-5

03 DRAM盘速度之秘

DRAM盘,本质上就是把DRAM当作硬盘来使用。你可以把它想象成一个超大号的、可以持久存储数据的内存条-4

为啥它这么快?首先,DRAM的访问速度本来就是SSD中NAND闪存的100倍左右-2。DRAM直接用电荷存储数据,读写过程几乎是瞬间完成的。

而NAND闪存则不同,它必须先擦除整个数据块,然后才能写入新数据,这个过程要慢得多-2

DRAM盘的读写速度能达到什么水平?我们来看个实际测试数据。在2008年的一款DRAM盘产品测试中,平均读取速度达到了178.1MB/s,反应时间只有0.1ms-4

相比之下,当时两个机械硬盘组成的阵列平均读取速度只有123.1MB/s,反应时间则长达15.4ms-4

04 DRAM与SSD对决

现在市面上大多数SSD都带有DRAM缓存,但这跟咱们说的DRAM盘是两码事。带DRAM缓存的SSD,只是用一小块DRAM作为数据中转站;而不带DRAM的SSD,则依赖主机内存或闪存本身来存储映射表-2

DRAM盘则是直接用DRAM作为主要存储介质,所有数据都放在DRAM里。这种方式当然有代价——DRAM是易失性存储器,断电数据就没了-4

为了解决这个问题,DRAM盘通常配有电池或电容,在断电时维持供电,或者把数据备份到非易失性存储介质中-4

05 DRAM盘的那些事

DRAM盘有什么优势?除了速度飞快之外,它的响应时间极短,非常适合需要处理大量零碎文件、随机读写的工作负载-6。对于视频编辑、数据库服务器、高频交易系统等场景,DRAM盘简直是量身定做-2

但它也有明显短板。首先是价格,DRAM比NAND闪存贵得多,所以同样容量的DRAM盘价格可能是指数级增长-2

其次是能耗,DRAM需要持续供电以保持数据和定期刷新,消耗的电量不容小觑-2。再有就是数据易失性的问题,虽然可以通过电池等方案缓解,但仍然存在风险-4

06 选择合适的DRAM

对于普通用户来说,是否需要DRAM盘?我的建议是:看需求。如果你是专业视频编辑师,经常处理4K、8K素材;或者你是数据分析师,要处理海量数据查询;又或者你是硬核游戏玩家,无法忍受任何卡顿——那么投资DRAM盘可能是个好选择。

对于一般用户,日常办公、网页浏览、轻度娱乐,现在的高性能SSD已经绰绰有余。不过,如果你发现自己的电脑在打开多个大型应用程序时明显变慢,或者进行文件传输时等待时间过长,那么也许可以考虑升级到带DRAM缓存的SSD,这能在性能和价格间取得不错平衡-2

未来的DRAM盘会如何发展?随着技术的发展,我们可能会看到更多混合存储方案,将DRAM的速度优势和NAND闪存的非易失性结合起来。

比如有些企业已经在使用DRAM作为一级缓存,SSD作为二级存储,机械硬盘作为归档存储的分层存储方案-6


如今三星、SK海力士和美光三大内存巨头正在竞相研发更先进的DRAM技术-9。DDR5内存已经成为主流,而DDR6也已在路上,预计将提供高达12800 Mbps的传输速度-9

GDDR7显存更是突破了1.5TBps的带宽大关-9。这些技术进步不仅将推动DRAM盘性能的提升,还可能降低其成本。

那个曾经向我抱怨电脑卡顿的朋友,最近又打来电话,这次他的语气里满是兴奋:“我按你说的方案升级后,视频渲染速度提升了三倍不止!早知道这么简单,我就不用忍受那么多年的卡顿了。”


下面是一些网友提出的问题,我来分享一下我的看法:

网友A问:DRAM盘那么贵,真的值得普通用户购买吗?

这个问题很实际。说实话,对于大多数普通用户来说,完整的DRAM盘系统可能确实“杀鸡用牛刀”了。但我可以给你一个更平衡的建议:考虑使用带DRAM缓存的SSD

这种SSD在内部集成了小块DRAM作为缓存,能显著提升读写性能,特别是处理大量小文件时。价格比纯DRAM盘亲民得多,却能在日常使用中带来接近DRAM盘的流畅体验-2

你也可以试试“软”方案——用部分内存创建虚拟硬盘,把浏览器缓存、临时文件放进去,能明显提升系统响应速度。不过记得,这只是利用空闲内存做缓存,不是真正的DRAM盘。

网友B问:我想自己组装一个DRAM盘,有什么需要注意的?

自己组装DRAM盘是个有趣的项目,但有几个关键点必须注意。数据易失性是最大挑战,DRAM断电后数据就没了-4

你需要设计不间断电源系统,最简单的方案是用大电容组,能在断电后维持几秒到几分钟供电,足够把数据转移到闪存中。更可靠的方案是加装锂电池,类似笔记本电池的原理-4

接口选择也很重要,PCIe接口能提供足够带宽充分发挥DRAM速度优势-6。散热也不能忽视,高速运行的DRAM会产生热量,需要安装散热片甚至小风扇。

最重要的是,一定要有定期备份机制,无论你的电源方案多可靠,都可能出故障。可以把关键数据定时备份到机械硬盘或云存储。

网友C问:DRAM盘的未来发展趋势是什么?

从技术趋势看,DRAM盘正朝着更高速度、更低功耗、更大容量方向发展。DDR5已经普及,DDR6也在路上,预计传输速度将再次翻倍-9

新型非易失性内存如英特尔傲腾虽然暂缓发展,但其思路——结合DRAM速度和闪存非易失性——可能会以其他形式继续演进。

价格下降是必然趋势。随着3D堆叠等技术成熟,单位容量成本会逐渐降低,使DRAM盘从专业领域走向高端消费领域-9

未来可能会出现更智能的分层存储系统,自动将热点数据放在DRAM盘中,冷数据移至廉价存储,在速度和成本间取得最佳平衡-6。这种混合架构可能成为数据中心标配。