Die Unterschiede zwischen Flash-Memory und RAM

Wer über Flash-Memory vs. RAM diskutiert, läuft Gefahr, beide aufgrund ihrer Ähnlichkeiten in einen Topf zu werfen. Während die Technologien aus Halbleiterchips, also Solid-State, bestehen und in die Kategorie der Halbleiterspeicher fallen, verleihen ihnen die Art und Weise, wie sie hergestellt werden, ihre Leistungsmerkmale und die relativen Kosten völlig unterschiedliche Rollen in einem Computersystem.

Flash-Memory wird hauptsächlich für die Speicherung verwendet, während der RAM (Random Access Memory) Berechnungen der aus dem Speicher abgerufenen Daten durchführt. Flash-Speicher und RAM sind von Natur aus schneller als Speicheralternativen wie Festplatte und Band.

In Bezug auf Flash-Speicher vs. RAM-Geschwindigkeit ist RAM die schnellere Technologie der beiden, aber auch teurer. Es gibt zwei Arten von RAM, die häufig in einem Computersystem verwendet werden: Dynamischer RAM (DRAM) und Statischer RAM (SRAM). SRAM ist nicht nur die schnellste Option, sondern auch viel teurer als DRAM, so dass es hauptsächlich als Cache-Speicher innerhalb des integrierten Schaltkreises verwendet wird, die die CPU eines Computers ist. DRAM wird hauptsächlich als primärer Arbeitsspeicher verwendet, der das Betriebssystem und die Anwendungen ausführt.

Noch günstiger ist der Flash-Speicher. Der Flash-Memory ist nichtflüchtig und kann im Gegensatz zum RAM auch ohne Stromversorgung Daten speichern. Im Vergleich zu beiden Arten von RAM ist die Flash-Speichergeschwindigkeit deutlich geringer. Aufgrund seines reduzierten Stromverbrauchs, seiner Langlebigkeit und seiner geringeren Kosten wird Flash als Speichermedium in Geräten wie SD-Karten, USB-Laufwerken und SSDs verwendet.

So funktioniert RAM

Auf einer grundlegenden Ebene ermöglicht RAM den Benutzern das Lesen von jedem oder Schreiben auf jedes Element des Speichers in beliebiger Reihenfolge. Dies unterscheidet es von Band- und Festplattenspeicher, bei denen der Zugriff auf Laufwerke in einer bestimmten Reihenfolge erforderlich ist.

SRAM ist in eine CPU integriert und kann vom Benutzer nicht angepasst werden, also lassen Sie uns einen genaueren Blick darauf werfen, wie DRAM funktioniert, um den RAM besser zu verstehen. DRAM verwendet Speicherzellen, die aus einem Kondensator und einem Transistor bestehen. Der DRAM-Speicher ist dynamisch – er benötigt alle paar Millisekunden eine neue elektronische Ladung, um Ladungsverluste des Kondensators auszugleichen. Diese Speicherzellen werden in einen Halbleiterchip eingebaut, und diese Chips werden in das bekannte rechteckige RAM-Modul gesammelt, das in die RAM-Anschlüsse auf dem Motherboard eines Computers eingesetzt wird.

Das Computer-Betriebssystem, das im RAM läuft, fordert bei Bedarf Daten aus dem Speicher an, und die Bits, aus denen sich diese Daten zusammensetzen, werden in den Speicherzellen gehalten, bis das Betriebssystem oder die Anwendung verlangt, dass sie wieder in den Speicher geschrieben werden.

So funktioniert der Flash-Speicher

Der Flash-Speicher besteht aus Halbleiterchips, in denen die Transistoren angeschlossen sind, so dass sie ähnlich wie der Logic-Gate-Typ NAND funktionieren. NAND wurde entwickelt, um die Kosten für Flash-Speicher pro Bit zu senken und die Chipkapazität zu erhöhen. Diese Entwicklungen haben dazu beigetragen, dass der Flash-Speicher eine wettbewerbsfähige Alternative zu billigeren Festplattenspeicheroptionen auf dem Markt bietet.

Daten müssen in ganzen Blöcken aus dem NAND-Flash-Speicher gelöscht werden – auch wenn Sie nur wenige Datenbits im Block löschen müssen – im Gegensatz zu einzelnen Bits, wie es beim RAM der Fall ist. Neben der Möglichkeit, den Flash-Speicher langsamer als den RAM zu machen, führten frühe Flash-Anforderungen zum Löschen von Daten in ganzen Blöcken auch zu einem schnelleren Verschleiß als der RAM-Speicher.

Heute hält der Flash-Speicher aufgrund von Softwarefunktionen wie zum Beispiel Wear Leveling viel länger. Wear Leveling kann die Lebensdauer des Flash-Speichers verlängern, indem er die Daten so anordnet, dass sie gleichmäßiger verteilt werden. Dadurch werden einzelne Blöcke aus einer hohen Konzentration von Schreibzyklen vermieden, was zu einem frühen Ausfall führen kann.