Источник
Random-access memory
Устройство RAM и ключевые свойства оперативной памяти.
Оперативная память (RAM) — быстрый, но volatile слой хранения, который нужен процессору для работы с активными данными. Постоянные носители (HDD/SSD) гораздо медленнее, но сохраняют данные между перезапусками.
RAM vs persistent storage
Как устроена RAM
- DRAM организована в матрицы ячеек (строки и столбцы), адресуемые контроллером памяти
- Доступ по адресу — random access, но обращения в пределах одной строки быстрее из-за row buffer
- Память требует периодического refresh, поэтому есть фоновые задержки
- CPU работает через кеши L1/L2/L3, скрывая часть латентности RAM
Как устроено постоянное хранение
- Устройства хранения работают как блочные: чтение/запись происходит страницами и блоками
- HDD добавляет механический seek, SSD работает с NAND-страницами и стиранием блоков
- Производительность зависит от очередей I/O, параллелизма и размера блоков
- Файловые системы и СУБД строят поверх этого свои структуры и журналы
RAM
- Volatile: данные исчезают при отключении питания
- Очень низкая задержка доступа
- Высокая скорость чтения/записи
- Относительно высокая цена за ГБ
Persistent storage
- Persistent: данные сохраняются без питания
- Заметно выше задержки доступа
- Вместимость на порядки больше
- Ниже стоимость за ГБ
Порядок задержек доступа (примерно)
RAM
десятки наносекундSSD
сотни микросекундHDD
миллисекундыRAM быстрее persistent storage на порядки, поэтому горячие данные и индексы держат в памяти.
Источник
Hard disk drive
Механический диск и его особенности.
HDD vs SSD
Многие СУБД по-разному проявляют себя на HDD и SSD: на HDD случайные операции дороги, поэтому больше ценится последовательный доступ, батчинг и крупные страницы. SSD заметно лучше переносит random I/O и позволяет раскрывать параллелизм и высокие IOPS.
HDD
- Механические компоненты и вращающиеся диски
- Высокая задержка из-за seek time
- Большая емкость и низкая цена
- Хорошо для больших архивов
SSD
- Флеш-память без движущихся частей
- Низкая задержка и высокие IOPS
- Лучше для случайного доступа
- Ограниченный ресурс записи
Источник
Solid-state drive
SSD, флеш-память и характеристики производительности.
Почему это важно для System Design
- RAM определяет latency для hot data, persistent storage — ёмкость и долговечность.
- Разница HDD и SSD влияет на выбор баз данных, кэширование и требования к IOPS.
- Понимание иерархии памяти помогает проектировать кеши, буферы и стратегии восстановления.
Для системного дизайна важно уметь отвечать: какие данные должны жить в RAM, какие на SSD, где допустим HDD и как это влияет на стоимость и скорость.