第二百七十七章 馮諾依曼架構的侷限

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Am。為了更加方便的理解儲存晶片的作用，我們可以用吃花生來做說明，你口裡吃花生就好比cpU在處理資料，硬碟容量大小就是你的口袋大小（能放多少花生），記憶體大小就是你的手的大小（一次能抓多少出來）。”

辛佟點了點頭。

“儲存行業興起於上個世紀六十年代，到目前為止已經經歷了三個發展階段，1990年以前，dRAm（dynamic Random Access memory）為儲存晶片市場上主要的產品，不過dRAm有很大的侷限性，只能將資料保持很短的時間，為了解決長期儲存資料的問題，美國 intel公司1988年開發出了NoR flash技術，到了1990年，NoR Flash擁有非易失性、超高讀取速度、可片上執行等特性，得到了市場的認可，不過NoR Flash也有明顯的短板，例如寫入速度慢、價格昂貴，這就決定了它不適合做大容量儲存，提到NoR flash，不得不提一下兆易創新，這家公司的老闆朱一明也是清華大學畢業的，去年他們推出了國內首款SpI NoR Flash產品，現在已經量產了！”

聽到這裡，辛佟豎起了大拇指。

“不過NoR flash顯然不是最佳的解決方案，科學家們不斷在探索，早在1989年，日本東芝公司發表了NANd flash結構，Nand-flash儲存器具有容量較大，改寫速度快等優點，是高資料儲存密度的理想解決方案，適用於大量資料的儲存，2000年以後，NANd Flash開始了爆發式增長。”

“這麼說人類已經找到了最佳的資料儲存方式了！”聽了路教授講敘儲存晶片的發展歷史，辛佟如同醍醐灌頂一般。

“No!我認為還沒有！”路教授搖了搖頭。

“為什麼啊？”辛佟打破砂鍋問到底，跟大師在一起，只有連續問五個why，才能得到真知。

“當前主流的計算系統都是採用馮諾依曼架構，馮諾依曼架構消除了原始計算機體系中只能依靠硬體控制程式的狀況，將程式編碼儲存在儲存器中，與運算控制單元相分離，實現了可程式設計的計算機功能，大大促進了計算機的發展。”

辛佟點了點頭。

“目前這種架構也有一定的侷限性，為了滿足速度和容量的需求，現代計算系統通常採取快取記憶體(SRAm)、主存(dRAm)、外部儲存(NANd Flash)的三級儲存結構，SRAm響應時間通常在納秒級，dRAm則一般為100納秒量級，NANd Flash更是高達 100微秒級，當資料在這三級儲存間傳輸時，響應時間的差異形成‘儲存牆’，dRAm和NANd Flash受限於本身的物理特性，難以突破‘儲存牆’，這就需要我們尋找一種新型儲存的特殊材料和結構，如果這種新型儲存晶片同時具備dRAm的讀寫速率與壽命以及NANd Flash的非易失特性，理論上可以簡化儲存架構將當前的記憶體和外存合併為持久記憶體，從而有望消除或縮小記憶體與外存間的‘儲存牆’。”

路教授說到這裡，陷入到了沉思之中。