Volatile memory là gì?

Bộ nhớ khả biến (volatile memory) là loại bộ nhớ chỉ lưu trữ dữ liệu của nó trong khi thiết bị được cấp nguồn điện. Nếu nguồn điện bị ngắt vì bất kỳ lý do gì, dữ liệu sẽ bị mất. Bộ nhớ khả biến (volatile memory) được sử dụng rộng rãi trong máy tính, từ máy chủ (server) đến máy tính xách tay (laptop) cũng như trong các thiết bị khác, chẳng hạn như máy in (printer), màn hình LCD, router, điện thoại di động (cell phone), thiết bị đeo tay (wearable device) được và thiết bị y tế.

Trong máy tính, bộ nhớ khả biến (volatile memory) thường được sử dụng cho bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên của hệ thống (RAM), cả bộ nhớ chính (main memory) và bộ nhớ đệm L1 (L1 cache), L2 (L2 cache) và L3 (L3 cache) của bộ xử lý. (processor) Nó được phân biệt với thiết bị lưu trữ không khả biến (nonvolatile storage device) chẳng hạn như ổ đĩa thể rắn (SSD), ổ đĩa cứng (HDD) hoặc đĩa quang (optical disk) bởi thực tế là các thiết bị không khả biến vẫn lưu giữ dữ liệu của chúng ngay cả khi nguồn điện của chúng bị cắt.

Bộ nhớ khả biến (volatile memory) của máy tính đôi khi được gọi là bộ nhớ chính (primary storage), trái ngược với bộ nhớ thứ cấp (secondary storage), thường được tạo thành từ các thiết bị lưu trữ không khả biến. Tuy nhiên, ý nghĩa của bộ nhớ chính và bộ nhớ thứ cấp đã phát triển qua nhiều năm và các thuật ngữ hiện nay thường được sử dụng khi mô tả lưu trữ theo cấp (tiered storage), mặc dù cách sử dụng ban đầu vẫn tồn tại.

Bộ nhớ khả biến (volatile memory) được sử dụng cho RAM của máy tính vì nó đọc và ghi vào đó nhanh hơn nhiều so với các thiết bị lưu trữ không khả biến hiện nay. Ngay cả SCM mới nhất như Intel Optane cũng không thể sánh được với hiệu suất của các mô-đun RAM (RAM module) hiện tại, đặc biệt là bộ nhớ đệm của bộ xử lý. Tuy nhiên, dữ liệu trong RAM chỉ ở đó khi máy tính đang chạy và khi máy tính tắt, RAM sẽ mất dữ liệu.

Vì lý do này, RAM thường được sử dụng cùng với bộ nhớ không khả biến (nonvolatile memory), bộ nhớ này không bị mất dữ liệu khi nguồn điện của máy tính bị tắt hoặc thiết bị lưu trữ bị ngắt kết nối khỏi nguồn điện. Bộ nhớ không khả biến cũng không cần nội dung bộ nhớ của nó được làm mới (refresh) định kỳ như một số bộ nhớ khả biến Ngoài ra, bộ nhớ không khả biến rẻ hơn và có thể chứa nhiều dữ liệu hơn.

Hầu hết các máy tính hiện nay sử dụng RAM động (DRAM) cho bộ nhớ chính và RAM tĩnh (SRAM) cho bộ nhớ đệm của bộ xử lý. DRAM hỗ trợ mật độ lớn hơn SRAM và nó rẻ hơn. Tuy nhiên, DRAM cũng đòi hỏi nhiều điện hơn và không hoạt động tốt như SRAM. Một trong những thách thức lớn nhất với DRAM là các tụ điện được sử dụng để lưu trữ dữ liệu có xu hướng bị rò rỉ điện tử và mất điện tích của chúng. Điều này có nghĩa là các thiết bị bộ nhớ DRAM cần được làm mới định kỳ để giữ lại dữ liệu của chúng, điều này có thể ảnh hưởng đến tốc độ truy cập và tăng mức sử dụng điện năng.