現(xiàn)行的電腦記憶體，存在著巨大的鴻溝。DRAM讀寫資料的延遲，僅有數(shù)納秒。而NAND Flash的延遲，卻有數(shù)微秒，差距達1,000～10,000倍左右。為了弭平兩者間的差距，新的技術(shù)，NVDIMM發(fā)表！借由結(jié)合DRAM以及NAND Flash的優(yōu)點，填補記憶體科技的鴻溝。

　　電腦里面主要有兩個重要的元件，分別為電腦處理器還有記憶體。電腦處理器就像是電腦的大腦一樣，電腦運作速度的快慢，由電腦處理器的好壞決定。記憶體則像是電腦的記憶神經(jīng)，越大的記憶體象征著電腦可以記下更多的資料；越快的記憶體，則影響著電腦的記憶速度的快慢。

　　在電腦領(lǐng)域中，Intel共同創(chuàng)辦者Gordon E.Moore所宣示的摩爾定律，如同產(chǎn)業(yè)的燈塔，指示著電腦處理器的效能的發(fā)展方向。在過去的50年里，電腦處理器的發(fā)展如同其預(yù)測，迅速的提升。然而，和處理器一樣重要的記憶體，卻沒有享有快速成長。此外，部分運行快速的電腦記憶體，依舊具有斷電資料便消失的特性。拖慢電腦的發(fā)展速度。

　　這個情形，就像是我們有很好的大腦，在短時間內(nèi)可以想出很多東西，但是因為記憶力不好，所以需要額外花費相當(dāng)大量的時間，將結(jié)果記錄下來，拖慢工作效率。此外，斷電資料便消失的特性，就像是睡個覺起來，前一天所做的東西便忘得一乾二凈。

　　因此，工程師開始將注意力移轉(zhuǎn)到記憶體，想盡可能的改善記憶體善忘的問題，并提升電腦的儲存速度。

　　現(xiàn)行的記憶體種類，DRAM和NAND Flash

　　在現(xiàn)行的電腦記憶體中，有兩種主要的記憶體種類，分別為DRAM以及儲存記憶體。

　　DRAM擁有讀取速度快的特性，因此，當(dāng)電腦在運行時，新的資料都會先寫入這個DRAM，之后再由電腦執(zhí)行的情況判斷何時要將資料寫進下一層的記憶體里面。然而，DRAM卻有當(dāng)電腦斷電后，資料會消失的缺點。

　　至于儲存記憶體則有和DRAM截然不同的特性，儲存記憶體中主要有兩種，分別為HDD和NAND Flash（如果不認識這兩種記憶體的話，先前有分別介紹過HDD和NAND Flash）。當(dāng)電腦將資料存進此類記憶體之后，資料不會因電腦斷電而消失，和DRAM有著截然不同的特性。

　　NAND Flash已經(jīng)漸漸地成為市場的主流，下表是DRAM和NAND Flash的比較。

　　做為因應(yīng)DRAM斷電時資料會消失的特性，一些商用電腦會額外加上不斷電系統(tǒng)。借由安裝這一套系統(tǒng)，當(dāng)電腦斷電時可以提供一段時間的電力，讓電腦可以再多運行一段時間或是將資料儲存起來。然而，如要安裝不斷電系統(tǒng)，需要額外的空間放這些電池，相當(dāng)?shù)牟环奖恪４送猓F(xiàn)行的不斷電系統(tǒng)多采用鋰電池做電源供應(yīng)，但鋰電池有使用的壽命限制，并非完美的解決方案。

　　因此，工程師最后想出比較好的解決方案。何不將DRAM和NAND Flash結(jié)合在一起？

　　NVDIMM，混合兩者優(yōu)點的解決方案

　　當(dāng)我們將DRAM和NAND Flash的優(yōu)點結(jié)合在一起，也就是讓記憶體擁有和DRAM一樣的讀取時間，但是當(dāng)斷電時，資料卻又不會消失。這將是相當(dāng)優(yōu)秀的記憶體解決方案，然而要如何才能制作出這個產(chǎn)品？

　　目前，NVDIMM有3種方案，分別為NVDIMM-N、NVDIMM-F、NVDIMM-P。這三者規(guī)格如下：

　　從表格中可以清楚地知道NVDIMM-F是最單純的應(yīng)用，因為它沒辦法享有原本DRAM的讀寫時間，只是運行更快的儲存記憶體。此外，現(xiàn)行的NAND Flash壽命無法和DRAM相比，頻繁的更動記憶體有機會讓NAND Flash在幾個月內(nèi)壞掉。因此，除非有新的記憶體科技投入商業(yè)應(yīng)用，目前先不多做說明。

　　目前市場主流的產(chǎn)品為NVDIMM-N，記憶體大廠如SK海力士，美光等皆有發(fā)表此類商品。它主要的運行方式是將DRAM和NAND放在同一張里。運作時，是以DRAM做資料儲存，NAND Flash則閑置于旁。因此，此種NVDIMM將擁有原本DRAM的效能。

　　當(dāng)電腦斷電時，將有額外的超級電容組供應(yīng)電能。此外，因為DRAM和NAND Flash是共用控制器而且距離相當(dāng)?shù)慕?，NVDIMM不需要相當(dāng)多的電量，就能將所有資料從DRAM寫至NAND Flash。采用這個方案的優(yōu)點便是電容的壽命比鋰電池還要長，而且超級電容組的大小僅約2.5寸硬盤，大幅降低維護的成本較低以及節(jié)省空間。

　　▲從上圖可以看到在記憶體外面再額外將上一個超級電容，借此供給NVDIMM在斷電時，有充足的電力可以將資料從DRAM寫進NAND Flash。

　　閑置的NAND Flash，該如何充分利用？

　　如果使用NVDIMM-N，在平常運行的時候，NAND Flash將靜置，等待電斷時的工作到來。然而，從商業(yè)的角度來看，這樣相當(dāng)?shù)睦速M資源。需要一份多余NAND Flash做備份。是否可以在平常就使用此塊NAND Flash做主記憶體，并在斷電時將重要的資料保存在NAND Flash里？

　　因此，NVDIMM-P的想法因應(yīng)而生。主要的想法，就是將整塊記憶體當(dāng)做系統(tǒng)的主記憶體，同時可以在N型和F型的NVDIMM做切換?；蚴?，以電腦的系統(tǒng)做預(yù)測，推測出哪些資料是重要的，哪些不是。并在一開始便將重要資料寫入NAND Flash，如此，將能充分利用此類記憶體。

　　然而，目前記憶體規(guī)格制定組織JEDEC，尚未有明確的NVDIMM-P的規(guī)范以及實作方法。畢竟NVDIMM的概念是這幾年內(nèi)提出的，難度較高的P型自然無法取得較好定義。同時，DRAM和NAND Flash的效能差距過于龐大，如果將兩者混合使用，在沒有優(yōu)良的軟硬件協(xié)助下，將有可能導(dǎo)致硬件的儲存效能大幅地低于NVDIMM-N。

　　至于，NVDIMM這個產(chǎn)品會怎么發(fā)展，要等到3D Xpoint等新型的記憶體正式在市場上販?zhǔn)?，再做討論吧。畢竟NVDIMM的產(chǎn)品規(guī)格以及主要市場，和3D Xpoint有所重疊。此外，NVDIMM內(nèi)部的NAND Flash也可以3D Xpoint取代。接下來的走向?qū)⑷绾?？不妨讓子彈飛一會兒。