Разница сводится к тому, что происходит при отключении питания, но это лишь часть того, как работает современная память.
В спецификациях компьютеров слово «память» часто используется для обозначения нескольких совершенно разных технологий, из-за чего энергозависимая и энергонезависимая память могут казаться сложнее, чем есть на самом деле. Главное различие заключается в том, сохраняются ли данные после отключения питания.
Энергозависимой памяти требуется постоянное питание для хранения содержимого, в то время как энергонезависимая память сохраняет данные и после его отключения. Именно поэтому обычная системная оперативная память стирается при выключении компьютера, а файлы, сохраненные на SSD, остаются на месте при следующем его запуске.
Понятие энергозависимости описывает лишь то, что происходит с данными при отключении питания. Само по себе оно не говорит о том, насколько память быстра, каков ее объем и какие задачи она выполняет.
К энергозависимой памяти относятся DRAM и SRAM
Когда в характеристиках ноутбука или настольного ПК указано 16 ГБ или 32 ГБ оперативной памяти (RAM), речь идет о динамической памяти с произвольным доступом, или DRAM. Это основная рабочая память компьютера, в которой хранятся данные во время работы программ. DDR5 — один из современных стандартов DRAM в компьютерах, в то время как в телефонах и других мобильных устройствах обычно используется энергоэффективная DRAM, например LPDDR5X.
Каждая ячейка DRAM хранит бит с помощью конденсатора и транзистора. Электрический заряд в конденсаторе со временем утекает, поэтому DRAM должна неоднократно обновлять (регенерировать) свое содержимое во время работы системы. Как только питание отключается и эти циклы обновления прекращаются, сохраненные данные исчезают.
DRAM может выпускаться не только в виде съемных планок, привычных по настольным ПК. Например, чипы AMD Ryzen AI Max могут работать с объемом унифицированной памяти до 128 ГБ. Базовой задачей по-прежнему остается временное хранение рабочих данных, даже если физическая компоновка отличается от традиционного модуля DIMM (съемной печатной платы в форме планки с чипами памяти, которая вставляется в слот материнской платы).
Статическая память с произвольным доступом, или SRAM, также является энергозависимой. Термин «статическая» означает, что SRAM способна сохранять свое состояние без периодических циклов обновления, необходимых для DRAM, до тех пор, пока подается питание. SRAM использует триггерные схемы (latching circuitry) с несколькими транзисторами на бит, что обеспечивает более быстрый доступ по сравнению с ячейкой DRAM из конденсатора и транзистора.
Благодаря этому SRAM отлично подходит для процессорных кэшей, где относительно небольшие объемы часто используемых данных могут располагаться в непосредственной близости от ЦП. Ryzen 9 9950X3D (наш обзор) — необычный пример процессора с огромным кэшем, суммарный объем кэш-памяти L2 и L3 которого составляет 144 МБ. Это все равно крошечный объем по сравнению с гигабайтами DRAM, используемой в качестве основной памяти, что наглядно демонстрирует принципиально разное назначение этих двух энергозависимых технологий.
Энергонезависимая память сохраняет данные после выключения
Энергонезависимая память отвечает за информацию, которая должна оставаться доступной при потере питания устройством. Самый привычный пример в современной потребительской электронике — это NAND-флеш-память, используемая для постоянного хранения данных в SSD, планшетах, USB-накопителях и картах памяти.
SSD состоит из двух основных частей: флеш-памяти, которая хранит ваши данные даже при выключенном питании, и контроллера, управляющего записью и чтением этих данных. Контроллер также помогает исправлять ошибки и распределяет операции записи по разным ячейкам памяти, а не производит запись постоянно в одни и те же места. Это помогает предотвратить преждевременный износ одних ячеек по сравнению с другими. Данная базовая схема применима как к SATA, так и к NVMe SSD.
NOR-флеш — это другой тип энергонезависимой памяти, но она обычно используется для хранения кода, а не крупных файлов. Устройства могут использовать ее для хранения микропрограммного обеспечения (прошивки), запускающего аппаратное обеспечение и загружающего операционную систему, а также другого программного кода, который должен оставаться доступным после выключения. NOR-флеш особенно полезна в специализированных (embedded) устройствах, поскольку процессор часто может выполнять этот код напрямую из флеш-чипа, без предварительного копирования в оперативной памяти.
Таким образом, точно так же, как DRAM и SRAM являются энергозависимыми, но служат для разных целей, NAND и NOR показывают, что термин «энергонезависимая» описывает свойство, а не какой-то один тип компонента.
Современные устройства перемещают данные между обоими типами памяти
Запуск и использование приложения для редактирования фотографий отлично иллюстрирует работу иерархии памяти. Само приложение и сохраненное фото изначально находятся на энергонезависимом накопителе. По мере их использования система загружает необходимый код и данные в DRAM. Затем процессорные кэши сохраняют копии часто используемой информации ближе к ЦП, сокращая количество обращений к основной памяти.
Ни одна из этих временных копий не должна переживать штатное выключение. Главное, чтобы сделанные вами изменения в итоге попали на энергонезависимый накопитель.
Режим гибернации делает это различие особенно наглядным. Windows может записать содержимое энергозависимой памяти в файл гибернации на энергонезависимом накопителе перед отключением питания DRAM. При возобновлении работы Windows считывает этот файл и восстанавливает содержимое памяти. Это отличается от спящего режима (sleep mode), при котором ваша сеансовая информация хранится в ОЗУ и теряется в случае отключения питания.
Именно поэтому спецификация ноутбука вроде «16 ГБ памяти | 512 ГБ SSD» описывает два независимых ресурса. Первая цифра показывает, сколько рабочего пространства у системы есть для активных задач. Вторая говорит о том, сколько постоянного места на накопителе доступно для операционной системы, приложений и файлов, которые должны сохраниться после выключения питания.















