电脑用久了开始卡顿,游戏加载慢得像蜗牛,你以为是CPU老了,其实可能错怪了它——真正拖后腿的可能是那个叫做DRAM的家伙。

翻开计算机的机箱,除了CPU风扇的喧嚣,内存条可能是最不起眼的配件。这个不起眼的配件撑起了电脑运行的半壁江山。

这个小家伙每天承担着无数数据的暂存与流通,却因为一个“天生缺陷”,每过几毫秒就会忘记一切。这就是今天咱们要好好唠唠的动态随机存取存储器——DRAM-3


01 寻找电脑卡顿的元凶

我们都有这样的体验:新买的电脑快到飞起,开了几十个浏览器标签都不卡。用了一两年后,却感觉它越来越“力不从心”了。

你开始清理C盘、卸载软件,甚至重装系统,但效果寥寥。电脑爱好者可能会建议:“加根内存条试试”。这个建议的背后逻辑,其实直指DRAM定义的核心——它是电脑的短期记忆体。

DRAM(动态随机存取存储器)可不是什么神秘的东西。它就是咱们平时说的“内存”的主要成员-5。电脑处理器需要快速访问数据时,不会去硬盘那个大仓库里慢慢翻找,而是从DRAM里直接获取。

简单来说,DRAM就像是CPU的“临时办公桌”,把当前需要处理的文件都铺开,随时取用-8

02 DRAM到底为何物?

DRAM的全称是Dynamic Random Access Memory,中文翻译成“动态随机存取存储器”-3。这个名称里的每个词都大有深意。

“动态”指的是它储存数据的方式。DRAM用微小的电容器来存储数据,电荷代表1,无电荷代表0。但电容器会漏电,所以需要定时刷新电荷,否则数据就“忘”了-1

这就像用沙漏计时,沙子会不断漏掉,必须时不时把它翻过来重新开始。“随机存取”意味着CPU可以直接跳到任何位置获取数据,而不必按顺序查找-2

最颠覆认知的是,DRAM定义里最关键的“动态”特性,恰恰也是它最大的“缺陷”。DRAM单元由单个晶体管和电容组成-1

电容需要每隔64毫秒就刷新一次,否则数据就会因电荷泄漏而丢失-1。这也是DRAM被称为“动态”存储器的原因-3

03 内存市场的新变革

你可能听过DDR4、DDR5这些术语,它们都是DRAM的“升级版本”。DDR代表“双倍数据速率”,意味着每个时钟周期可以传输两次数据-5

从DDR4到DDR5,不仅仅是速度的提升。DDR5内存模块的电源管理从主板转移到内存模块本身,并支持更高的密度和更低的功耗-5

标准也在不断进化。JEDEC(内存产业标准机构)大约每7年会推出新的DDR世代,规划未来电脑所需的速度、密度和配置-5

市场调研机构的数据显示,全球DRAM市场规模在2023年第三季度达到了134.8亿美元,季度环比增长18%-6。三星电子和SK海力士两大巨头在DRAM市场的竞争激烈,2023年第三季度他们的市场份额差距已缩小至4.4%-6

04 SRAM与DRAM的兄弟之争

在存储器的世界里,DRAM不是唯一的选择。它还有个“堂兄弟”叫SRAM(静态随机存取存储器)。SRAM不需要刷新,只要通电就能保持数据-3

为什么电脑不用SRAM做内存呢?答案是成本与密度。DRAM每个存储单元只需要1个晶体管和1个电容,而SRAM需要4-6个晶体管-7

这意味着同样大小的芯片,DRAM可以存储比SRAM多4-6倍的数据-7。对于追求大容量的电脑内存来说,DRAM无疑是更经济的选择。

SRAM也有自己的主战场,它们多用于对速度要求极高的场景,比如CPU的高速缓存-7。而DRAM则成为大容量内存需求的首选。

05 DRAM如何工作?

要理解DRAM的工作方式,可以想象一个巨大的网格。每个交叉点就是一个存储单元,由晶体管开关和小电容组成-1

当需要读取数据时,字线(Word Line)被激活,整行的晶体管开关打开。每个单元的电容器与位线(Bit Line)连接,根据是否有电荷,产生微弱的电压变化-1

这些微弱信号会被“读出放大器”检测和放大,然后才能被处理器识别-1。有趣的是,读取过程本身会消耗电容的电荷,所以DRAM必须在读取后立即重写相同的数据,这个过程被称为“再生”-1

写入数据则相对简单:通过位线施加电压,对电容充电或放电,然后关闭晶体管开关,数据就被“记住”了-1

06 DRAM在SSD中的应用争议

近年来,一个热门话题是SSD是否应该内置DRAM。带DRAM的SSD使用DRAM作为缓存,存储FTL(闪存转换层)映射表,能显著提高读写性能-4

不带DRAM的SSD则将这些映射表存储在闪存本身或主机内存中,成本更低,功耗更少,但性能可能有所下降-4

Phison公司的数据显示,DRAM比NAND闪存快大约100倍-4。这意味着使用DRAM缓存的SSD在性能上有天然优势。

对于那些高性能应用——比如视频编辑、大型游戏或数据库管理——带DRAM的SSD仍然是首选-4。但对于日常办公和网页浏览,无DRAM的SSD也能提供足够的性能。

DRAM定义在这里得到了延伸:它不仅是系统内存,也成为存储设备性能的关键因素。这个认知帮助我们理解为什么高端SSD和低端SSD在价格和性能上有如此大的差异。

07 人工智能时代的DRAM

AI的兴起正在重塑DRAM市场。生成式人工智能和大型语言模型需要大量内存来存储参数和中间计算结果,这推动了对高带宽DRAM的需求-6

传统的DDR DRAM正面临新挑战。像美光这样的公司已经推出了基于32Gb单裸片的128GB DDR5 RDIMM内存,速率高达8,000 MT/s,专为AI和内存数据库等任务关键型应用设计-6

移动设备也不甘落后。随着AI应用在手机上普及,2024年手机内存容量已经迈入20GB时代-6。这一趋势显示,DRAM需求正在从传统的PC和数据中心向更广泛的AI驱动设备扩展。


DRAM的价格与供应周期性波动,取决于全球半导体市场的供需关系。2023年第四季度,移动DRAM合约价预计上涨13-18%,这是市场回暖的信号-6

DRAM与NAND闪存这对存储领域的“难兄难弟”,协同推动着整个存储产业的发展-6

当你看着电脑里那几根不起眼的内存条时,不妨想一想——没有这些每64毫秒就要“复习”一遍自己工作的DRAM芯片,我们那些复杂的操作系统、华丽的游戏和即时的网页响应,都将成为泡影。

也许我们会对这个“记性不好”的临时工多一些敬意,正是它默默的高速运转,支撑起了我们数字生活的每一个瞬间。


网友常见问题解答

问题一:听说DRAM和手机流畅度有关系,到底是怎么回事?

这个说法很有道理!手机的流畅度确实和DRAM息息相关。你可以把DRAM想象成手机的工作台——工作台越大,你能同时展开的工作就越多。当你在手机上切换应用时,如果DRAM足够大,前一个应用的状态就能完整保留,切换回去时无需重新加载,体验自然流畅。

如今的智能手机DRAM容量越来越大,8GB已经是起步配置,旗舰机型普遍达到12GB甚至16GB-6。这背后的驱动力正是我们日益增长的手机使用需求:多任务处理、高画质游戏、AI拍照处理等都需要大量DRAM空间。

除了容量,DRAM的类型也很重要。现在手机普遍使用LPDDR5或更新的LPDDR5X,它们比前代产品速度更快、功耗更低-6。这意味着你的手机不仅能同时运行更多应用,还能在提供强大性能的同时保持更长的续航时间。

问题二:DDR5内存有必要升级吗?能带来多大提升?

DDR5内存是目前的主流选择,如果你还在使用DDR3甚至更早的内存,升级到DDR5确实能带来明显提升。DDR5的起跳速度是4800MT/s,比DDR4常见的3200MT/s快了50%-5

更实际的好处是,DDR5内存在高负载场景下表现更出色。比如玩游戏时,更快的DRAM可以提供更高的帧率和更流畅的体验;处理大型文件或视频编辑时,也能感受到速度差异。

不过要注意兼容性问题:DDR5内存无法安装在DDR4的主板上,因为它们的插槽设计不同-5。所以升级DDR5通常意味着需要同时更换主板和CPU。

对于大多数普通用户,如果你现在的电脑运行良好,可能不需要立刻升级。但如果你是游戏爱好者、内容创作者或需要处理大型数据的专业人士,DDR5带来的性能提升是值得投资的。

问题三:为什么我的电脑内存使用率总是很高,加内存真的有用吗?

电脑内存使用率高是很常见的情况。现代操作系统会尽可能利用可用内存来缓存数据,提高系统响应速度。即使显示使用率超过80%,只要不频繁使用虚拟内存,系统运行仍然流畅。

但如果你经常遇到系统卡顿、程序响应慢,或者硬盘指示灯频繁闪烁,这可能表明内存确实不足。当物理内存不足时,系统会将部分数据转移到硬盘上的“虚拟内存”,而硬盘的速度比DRAM慢得多-5,这会导致明显的性能下降。

加内存是否有用,取决于你的使用模式。如果你经常同时运行多个应用程序,或者使用内存密集型软件(如Photoshop、视频编辑软件等),增加内存容量通常会带来明显的改善。你可以通过任务管理器观察内存使用情况,如果经常接近100%,那么升级内存确实会有所帮助。