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手機記憶體科普:你說的“記憶體”,其實不是記憶體?

很長一段時間以來,普通使用者對“記憶體”和“快閃記憶體”都不甚瞭解,在日常交流中常常會出現一些交流的困難。今年,旗艦手機基本都標配了UFS 3。0(或3。1)、LPDDR5,普通使用者對這些名詞大概更是一頭霧水。今天,我們就來簡單聊一下手機記憶體和儲存,釐清一些常見的誤區,同時,也為不太瞭解這些知識的使用者提供一些購機參考。

記憶體、儲存,傻傻分不清楚

小白使用者問:“我想要一部記憶體大點的手機,該怎麼選?”這個時候,對手機有一定了解的人通常會進一步瞭解他的意思,也許他是想要一部儲存空間更大的手機,也許他就是想要一部大記憶體的手機。對“記憶體”這個詞的誤用,確實會影響到溝通。而且,這種誤用並不罕見,在今日頭條“手機記憶體”的相關文章中,一些科技自媒體也會誤用“記憶體”這個詞,這讓“記憶體”變得更為混亂。

手機記憶體科普:你說的“記憶體”,其實不是記憶體?

想要不因為誤用造成溝通上的困難,分清“記憶體”和“快閃記憶體”的關係就顯得尤為重要,下面簡單介紹一下手機的記憶體和快閃記憶體。手機其實也是個基礎的計算機裝置,因此,記憶體和快閃記憶體的概念也來自計算機系統,下面的說法部分參考計算機系統。

記憶體和快閃記憶體都屬於儲存器,它們分屬不同的儲存器層次。下圖是儲存器的金字塔式結構,摘自權威教材《深入理解計算機系統(第三版)》,手機的記憶體,也就是圖中的主存,快閃記憶體類似於本地磁碟,而快取記憶體一般存在於CPU中(可以在CPU晶片上,也可以在片下)。它們之間的關係,簡單地說是這樣的:CPU從記憶體中讀取資料,而記憶體從快閃記憶體中載入資料。

手機記憶體科普:你說的“記憶體”,其實不是記憶體?

手機的記憶體是什麼?

記憶體,英文縮寫為RAM(Random Access Memory,隨機存取儲存器),記憶體又稱主存(Main memory),即手機(電腦)內部最主要的儲存器,記憶體從磁碟(也就是手機中的快閃記憶體)中載入各種應用和資料,而CPU需要從記憶體中讀出程式才能執行。一般來說,儲存在磁碟中的程式必須載入到記憶體中才能執行。(下圖摘自《程式是怎樣跑起來的》一書)

手機記憶體科普:你說的“記憶體”,其實不是記憶體?

事實上RAM分為兩類:靜態RAM(SRAM)和動態RAM(DRAM),這當中涉及到比較複雜的原理,但我們可以理解的是,SRAM的訪問速度比DRAM更快,但也貴得多,所以SRAM被用於快取記憶體中(見上文中提到的儲存器層次結構圖),手機和電腦記憶體用的都是DRAM。

手機記憶體科普:你說的“記憶體”,其實不是記憶體?

DRAM的種類也有很多,我們比較常見的是雙倍資料速率同步DRAM(Double Data-Rate Synchronous DRAM, DDR SDRAM),也就是所謂的DDR記憶體。智慧手機上使用的是專門的移動DDR,也就是各種手機引數中提到的LPDDR,即Low Power DDR,是一種低電壓的DDR。

隨著處理器的速度不斷提升,記憶體廠商也會不斷對記憶體進行升級,今年旗艦機標配的LPDDR5,就是手機上的第五代記憶體。LPDDR5的相關標準由JEDEC固態技術協會於2019年2月19日製定,該標準規定LPDDR5的I / O速率比上一代LPDDR4高50%,並降低功耗。比如三星生產的LPDDR5,速度比上代快1。5倍,功耗卻降低了20%。

手機記憶體科普:你說的“記憶體”,其實不是記憶體?

普通使用者想要了解手機的記憶體大小,可以參看包裝盒上的配置資訊,同時,在很多手機中,開啟後臺也能看到記憶體的佔用情況。不過,目前手機的記憶體已經基本夠用,所以日常使用中沒有必要不斷清理記憶體。對於iPhone使用者,根據蘋果官方的說法,經常清理iPhone的後臺可能還會影響手機的續航。

手機記憶體科普:你說的“記憶體”,其實不是記憶體?

手機的快閃記憶體是什麼?

實際上我們剛才已經提到過,記憶體和快閃記憶體都屬於儲存器,CPU一般需要透過記憶體讀取資料才能執行程式,而內又存需要從儲存中載入資料。所以,手機的快閃記憶體實際上就是用來儲存各種應用程式和資料的儲存器。

既然都是儲存器,為什麼不直接使用記憶體來儲存資料呢?

首先當然是因為貴,記憶體的價格是遠遠高於快閃記憶體的。市面上主流廠商一條8GB的記憶體條,最起碼也要200元以上,而比較好的500GB固態硬碟,價格一般也不會超過1000,可以算一下,1GB記憶體和快閃記憶體的價格差距有多大?回到手機,一部8GB+128GB的手機,相同價位下,你可以得到128GB的快閃記憶體,但是記憶體只有可憐的8GB。

更關鍵的是,記憶體不能長時間儲存資料。SRAM由一系列電晶體構成,而DRAM由電容器構成(下圖是兩種RAM的基本單元)。無論是SRAM還是DRAM,它們都需要通電來儲存資料,一旦切斷電源,它們儲存的所有資料都會消失,這類儲存器又被稱為易失性儲存器(Volatile memory)。

手機記憶體科普:你說的“記憶體”,其實不是記憶體?

為了長時間儲存資料,就需要用到非易失性儲存器(Non-volatile memory),這樣即使電源斷開,儲存在儲存器中的資料也不會丟失,重新供電以後,這些資料依然可以讀取。非易失性儲存器有ROM、固態硬碟、光儲存(光碟)、磁儲存(硬碟、軟盤、磁帶)等。我們手機使用的記憶體,就屬於ROM的一種。

ROM是英語Read-Only Memory的縮寫,翻譯為“只讀儲存器”,由於歷史原因,雖然ROM被稱為“只讀儲存器”,但有的型別是既可以讀也可以寫的,常見的ROM有以下幾類:

PROM(Programmable ROM,可程式設計ROM):只能被程式設計一次

EPROM(Erasable Programmable ROM, 可擦寫可程式設計ROM):EPROM 能夠被擦除和重程式設計的次數的數量級可以達到 1000 次。

快閃記憶體(flash memory):):是一類非易失性儲存器,基於 EEPROM,它已經成為了一種重要的儲存技術。

手機記憶體科普:你說的“記憶體”,其實不是記憶體?

智慧手機上使用的就是快閃記憶體技術,2016年以前,智慧手機和平板電腦都使用的是一種叫做eMMC(Embedded Multimedia Card,嵌入式多媒體卡)的技術,智慧手機上使用的最後一個版本是2015年2月釋出的eMMC 5。1版本。2016年起UFS逐漸佔領市場,eMMC逐漸淡出我們的視野。

UFS(英文:Universal Flash Storage),即通用快閃記憶體儲存,是一種設計用於數字相機、智慧電話等消費電子產品使用的快閃記憶體儲存規範。2011年,JEDEC固態技術協會(JEDEC)研發了UFS 1。0標準,到2020年1月30日,這個協議已經發展到了UFS 3。1。

手機記憶體科普:你說的“記憶體”,其實不是記憶體?

今年釋出的大部分旗艦手機,都搭載了UFS 3。0的快閃記憶體,有的甚至已經用上了UFS 3。1。從eMMC 5。1到今天的UFS 3。0,手機快閃記憶體的讀寫速度已經發生了翻天覆地的變化,而且,快閃記憶體的效能變得更強,功耗卻在逐漸降低。

手機記憶體科普:你說的“記憶體”,其實不是記憶體?

“記憶體”和“運存”可能都是錯誤用法

我們在開頭提到過,許多科技自媒體都誤用了“記憶體”這個詞,在他們的語境裡,“記憶體”成了快閃記憶體的代稱。這基本上可以說是錯誤的叫法,因為這個來自計算機系統的詞彙,從一開始就指的是作為隨機儲存器的記憶體。現在放到同屬計算機的智慧手機身上,很容易形成誤導。至於將記憶體稱呼為“運存”,應該也是不太嚴謹的說法,我在可信度較高的維基百科,以及權威的大學教材上,都找不到“運存”的說法。

手機記憶體科普:你說的“記憶體”,其實不是記憶體?

記憶體和儲存空間越大,手機越流暢?

除了對手機記憶體的誤解,很多人還常常誤以為認為記憶體和儲存空間越大,手機就越流暢,手機賣場裡也常常充斥著類似的說法。實際上影響手機流暢程度的因素主要來自軟體最佳化和硬體配置。就硬體配置來說,也不是記憶體和儲存空間越大,手機越流暢。

記憶體、儲存和處理器可能是影響手機流暢程度最關鍵的三個硬體因素,以倉庫貨運作為類比,儲存相當於倉庫,記憶體相當於工人用的手推車,而處理器就類似工人,倉庫,也就是儲存決定了貨物(也就是應用和資料)的總量;手推車(相當於記憶體)決定了工人一次可以搬運多少貨物;工人本身的素質(也就是CPU)決定了你搬運貨物的效率。

手機記憶體科普:你說的“記憶體”,其實不是記憶體?

倉庫(儲存)和手推車(記憶體)再大,工人能力有限,搬運貨物的速度也不會太快。而且,可能工人(CPU)對效率的影響才是決定性的,記憶體和儲存空間的影響相對反而小一些。所以,在購機時,還是不用盲目最求大記憶體和多儲存空間,平衡自己的需求才是最重要的。

好了,今天的科普就做到這裡,希望這篇短文能夠讓大家對手機的記憶體和儲存空間有一個相對科學的認知。同時也希望能夠幫助大家在以後的購機過程中,做出明智的選擇,而不是盲目追求某些自己不太需要的高配置。