Почему ОЗУ гораздо дороже, чем на жестком диске?
Я пытаюсь понять это с технической и производственной точек зрения.
Я вижу, что некоторые ноутбуки стоят от 500 до 1000 (канадских) долларов дополнительно за одну разницу: размер оперативной памяти. 500 долларов за ноутбук с 32 ГБ ОЗУ против 1000 долларов за ноутбук с 64 ГБ.
В настоящее время жесткие диски размером в терабайты стоят менее 100 долларов (канадские), и то же самое относится и к USB-флеш-накопителям, а также к SD-картам.
Почему же оперативная память примерно в 100 раз дороже, чем другая память, такая как жесткие диски?
Это так сложно производить оперативную память на заводе или это только маркетинговый ход производителей?
1 ответ
Оперативная память и жесткие диски работают по совершенно другим принципам.
Жесткие диски работают, имея одну головку, которая перемещается по намагниченному носителю для чтения или записи данных из или в область. Поскольку такой доступ медленный, потому что руководитель должен переместиться туда, где находятся данные, прежде чем он сможет выполнять значимую работу. Положительным моментом является то, что фактический носитель, на котором хранятся данные, полностью пассивен и ему не нужно ничего для хранения данных.
RAM - полностью цифровая электроника, использующая активные логические ячейки DRAM для хранения данных. Эти ячейки необходимо обновить и удерживать для хранения данных, иначе уровень напряжения ячейки рассеется и данные будут потеряны. Из-за их чисто электронной природы нет никаких задержек в переключении областей оперативной памяти, как для дисков. Каждое место доступно сразу, но в отличие от жесткого диска каждая область памяти также должна быть постоянно включена.
В результате ОЗУ требует гораздо больше энергии, байта за байтом, чем жесткий диск.
ОЗУ также требует много логики управления и прямой адресной шины для доступа к большому количеству данных. Жестким дискам просто говорят "сохранить данные x в местоположении y" в команде и оставляют их на собственные устройства относительно того, как выполнить задачу.
Флэш-память NAND несколько приближает нас к тому, чтобы дать нам лучшее из обоих миров, но с ценой ограниченной выносливости записи. Каждый раз, когда вы стираете флэш-ячейку NAND, вы наносите ей небольшой урон.
С точки зрения реального носителя данных жесткий диск - это просто очень тонкое магнитное покрытие на вращающемся блюде, толкаемое в одно или другое состояние магнетизма. Хотя она должна быть точной и хорошо сделанной, она, относительно говоря, довольно проста и легко достижима.
ОЗУ, напротив, представляет собой кремниевый чип (со связанной логикой), построенный послойно с использованием фотолитографических методов. RAM кропотливо сложен в изготовлении, и одна крошечная ошибка или кусочек мусора может испортить весь чип или пакет. Из-за того, что многие слои образуют огромный массив памяти, это очень сложный и деликатный процесс для достижения приемлемой производительности микросхем.
Ячейки памяти DRAM также, вероятно, намного больше, чем физическая область памяти жесткого диска, из-за того, что несколько транзисторов используются для создания одной ячейки DRAM, но я не могу легко найти какие-либо фактические данные об этих размерах. С точки зрения электроники это имеет смысл для меня.
Продолжающийся процесс сокращения размеров процессов для микросхем, вероятно, очень помог уменьшить требования к энергопотреблению памяти, а также физическую область, требуемую для каждого чипа памяти, до уровня, когда 32 ГБ физически и электрически осуществимы. Десятки лет назад 32 ГБ оперативной памяти вполне могли нуждаться в собственной электрической подстанции, а также в большом корпусе для ее размещения.
Несмотря на то, что это также помогло уменьшить размеры жестких дисков и повысить их эффективность в других отношениях, преимущества не масштабируются одинаково.