什麼是快閃記憶體?
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想要加快開機速度的人到處都有，網路上也可以找到一些優化系統的小程式，但若不從根本改善，這些動作到最後還是會失效的。微軟跟英特爾對這方面有不少研究，甚至其他公司也有參與，上個月我們介紹了數位家庭市場對快閃記憶體發展的影響，接著這次介紹快閃記憶體應用於改善電腦開機速度的設計。雖然上一期已經說了很多這方面的解釋，在這邊還是幫各位讀者稍稍複習一番。電腦中的記憶體分為兩大類，一種是關閉電源後就消失記憶的揮發性記憶體(volatile memory)，一般電腦上安裝的512MB DDR記憶體屬於這種；另一種是關閉電源仍然會保存記憶的非揮發性記憶體(non-volatile memory)，快閃記憶體Flash Memory(大陸稱為「閃存」)是箇中代表，市售的MP3隨身聽大部分使用快閃記憶體，安裝微型硬碟的也不在少數，由於硬碟也是關電之後會保留寫入的資訊，廣義上來說也算是非揮發性記憶體的一種。
將廉價NAND應用在電腦上
由於數位家庭市場的興起，手機、MP3隨身聽、PDA裝置都需要大容量的快閃記憶體來儲存影音資料，因此刺激NAND記憶體技術飛快成長，現在NAND聲勢已經在NOR之上。同樣價位時，NAND的容量比NOR多上許多，導致儲存完影音資料後，還可以找空間塞入程式碼。一些數位裝置只有NAND，搭配DRAM來補其不足，根本不再另外安裝NOR。
既然數位家庭的發展影響了半導體技術與市場，當然也會連帶影響到現有的資訊科技，畢竟資訊科技是根基在半導體技術上，想實現某種功能，必定是因為可以獲得廉價而可靠的晶片技術。換個方向來看，如果有一些晶片變得相當便宜，一些有創意的點子就會冒出來。
NAND Flash的特徵是哪些呢？儲存量大到以100MB為單位也沒問題，關電也不流失資料，讀取速度比硬碟快，但是比DRAM慢。根據這些特性，工程師想到用NAND Flash來加快開機速度。致力於這種技術的廠商主要有三間，Intel英特爾、Microsoft微軟與Samsung三星電子，我們先從三星電子的點子開始介紹起。
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緩衝記憶體有效加速硬碟存取資料
三星電子的產品包山包海包硬碟，價格比起主流幾大品牌則低了些。他們的工程師想出混合硬碟Hybrid的招數，同時增加兩種產品的銷量。這點子說起來簡單：在硬碟中安裝快閃記憶體，作為資料緩衝使用。這並不是全新的點子，現在硬碟都有緩衝記憶體，以2MB到8MB之間最常見，將整塊資料預先讀取後，下次CPU需要時可以快速供應。安裝這些記憶體可以有效彌補硬碟讀取速度的不足，相信對電腦有些了解的讀者一定知道緩衝記憶體大小對於系統性能的影響。
英特爾的Robson Technology
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英特爾的Intel Robson Technology與三星的設計很類似，但是實踐方式則有差異。設計理念是將容量以GB為單位的NAND快閃記體結合取代電腦的主硬碟機，由於容量有限，只打算安置作業系統與常用的應用程式，有空間的話常用的資料檔也會塞進去。如此一來，電腦啟動後將從NAND之中直接讀取必要資料，以最快速度完成開機程序，如果使用者需要啟動其他應用程式，再去傳統硬碟中讀取就好。
這樣做的好處與三星的混合硬碟是相同的，但一邊是128MB，另一邊是幾GB，當然是花得起價錢的一方可以享受更多的加速囉。由於NAND的價位現在還沒便宜到可以隨手買個幾GB回家的地步，所以Robson技術出現在市售電腦上還要一段時間，在此之前想嘗鮮的人倒是可以試試看M-Systems的FFD快速快閃硬碟，用快閃記憶體加上控制晶片模擬現有的PATA界面硬碟機。
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微軟的Superfetch
Winodws Vista裡有個技術稱為Superfetch，不只可以改善這個問題，甚至可以增加開機速度。在Winodws XP之下其實已經有prefetch機制，與Superfetch一樣都是加速應用程式啟動的速度，當電腦的主記憶體夠大時，作業系統會使用一部份來模擬硬碟，將常用的程式與函示庫預先載入，需要時就不用重新等待硬碟尋找資料。現在還沒有Superfetch的使用報告出現，從電腦架構來看有幾件事等著微軟證明。首先是快閃記憶體的壽命問題，一些比較低階的產品只有十萬次的寫入壽命，這樣操作對荷包有點傷；另一個是電腦可用的記憶體有限，有些被superfetch拿來預存資料，就少了一些可以作為現有系統的緩衝，除非Superfetch的猜測每次都命中，不然對系統性能一定有影響。如果要讓Superfetch的猜測命中率提高，會需要複雜的演算法，不過演算法太複雜，還是會降低系統性能。
NAND Flash改變個人電腦
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上面介紹了三星、英特爾與微軟加速開機的想法，前兩者與NAND快閃記憶體的降價有直接關係，微軟的想法則是有間接關係，與前兩者也不衝突，可以一起混用；至於軟硬體一起加速對系統的幫助是否會加成，今年年底時我們應該就知道了。
除了以上的用途之外，NAND Flash對於電腦的影響還在許多方面出現。而且這股風潮還會繼續影響電腦，尤其是筆記型電腦。從很久以前就有個問題，什麼時候DRAM會取代硬碟？這一天如果到來，會是很類似技嘉電腦i-RAM的方式，一大排DRAM加上備用電池。現在NAND Flash技術高速成長，對於DRAM的期待改由Flash來實現，NEC已經推出沒有傳統硬碟機的筆電，改用3GB的NAND Flash，大幅增加抗震能力。以莫爾定律推估，在2007年時，NAND flash會比微型硬碟便宜，屆時我們將會看到更多NAND Flash在資訊設備上的應用。
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