RAM盘

RAM 盘，也称为 RAM 驱动器，是计算机主存储器 (RAM) 中的虚拟和临时数据载体。 用于现场系统、机器重启时的安装介质（操作系统的安装）、其他物理存储介质对于特定目的来说速度太慢时，或者用于 SSD 等存储介质以减少磨损并在高写入任务期间撕裂。

在创建主内存的定义部分时，通常会为 RAM 静态保留（“拆分”），并像硬盘一样寻址或通常像额外的驱动器一样，用文件系统格式化并最终安装。

RAM 盘是在软件中创建和管理的 - 因此实施在很大程度上取决于该软件，例如电脑的UEFI等固件、操作系统本身，以及第三方设备驱动程序或程序。

随机存取存储器，简称 RAM，通常被计算机主要用作物理存储器。 在一些为小 RAM 设计但安装的 RAM 远远超过所需的系统中，RAM 盘在 1980 年代被开发为虚拟驱动器，以便能够使用这个原本未使用且大部分相对较快的内存作为额外的数据存储。 设备驱动程序访问操作系统中的访问例程，从而创建一个访问路径，允许访问主内存中为 RAM 保留的部分，并使操作系统中的该内存区域像另一个常规驱动器一样可访问。 RAM 的大小最初在初始化时是固定的，后来才开发出存储容量可变的 RAM。

在某些变体中，RAM 的内容完全集成到操作系统的虚拟内存管理中，因此也可以换出。 当操作系统需要其他程序的工作内存时，就会自动发生这种情况。 但是，这种 RAM 盘与将数据一直保存在内存中的概念相矛盾。 另一方面，这样可以防止整个系统在写入RAM盘的数据越来越多，直到主存用完时卡住； 在这种情况下，部分 RAM 被简单地换出，系统继续运行。

较旧和较简单的 RAM 仅创建虚拟驱动器； 为了能够使用它，必须首先使用操作系统支持的文件系统之一对其进行格式化。 用于创建 RAM 盘的现代程序和驱动程序通常会在创建时自动执行此操作，但对于较旧和更简单的实现，此步骤必须由用户手动完成。

更好的 RAM 盘程序还可以在卸载前将虚拟驱动器的内容保存到硬盘上的一个文件中（例如，在关闭时，或安全地移除或弹出虚拟数据介质时），并在重建 RAM 盘时自动恢复。

RAM 盘主要用于直播媒体。 它通常从只能读取的存储介质（例如从 CD-ROM）开始。 然而，现代操作系统需要一个可以存储临时文件的区域 - 这是由实时操作系统中的 RAM 提供的。

使用 RAM 盘的实时系统包括： 大多数 Linux 发行版和 Microsoft 的 Windows PE。 大量现代操作系统在安装操作系统时都会使用 RAM。

常见的操作系统也提供驱动程序来创建 RAM 盘。 对于 DOS、Mac OS（Classic 和 macOS）或 Windows 等常见操作系统，曾经或现在有许多第三方软件产品提供 RAM 并添加有用的功能，从而使它们与操作系统中集成的功能区分开来。 例如，RAM 的内容可以在计算机关闭时或每分钟备份到硬盘中，并且通常还可以设置灵活的 RAM 大小（内存容量）。

一些操作系统从一个初始 RAM 盘启动，但这个在启动后又被删除了。例如，大多数 Linux 发行版中的 initrd 或更现代的 initramfs 就是这种情况，但 Linux 内核本身也可以在没有这个初始 RAM 盘的情况下启动。

如果只读介质上的文件系统或有意用作只读的文件系统要在现代操作系统下使用，则可以通过 RAM 盘覆盖实现读写访问。 在这种情况下，只有修改后的数据块使用写时复制（COW）保存到 RAM 中，因此整个文件系统看起来是可写的。 但是，重新启动后所有更改都会再次消失。 这通常用于实时系统。

或者，可写数据存储器（例如硬盘驱动器或 SSD）或其上的分区之一可以用作 COW 存储器，从而暂时保留更改。 这样一来，一方面可以从原始状态即写保护文件系统中衍生出几种不同的COW状态，另一方面也可以很容易地通过对COW数据介质进行复位来恢复原始状态。

由于主存太昂贵且速度太快而无法闲置，现代操作系统使用输入/输出缓存，或简称 I/O 缓存，用于缓冲 RAM（主存）中每个空闲块的读写操作。 结果，RAM 在每次读取过程中稳定地填满。 如果一个进程需要再次访问一个文件并且数据已经在缓存中，操作系统会从较慢的存储介质（如硬盘）中保存一个新的读取过程，因为数据已经在快速 RAM 中并超过I/O 缓存立即可用。

但是，如果另一个进程需要主内存并且没有剩余可用内存，则部分 I/O 缓存将按照一定的逻辑被丢弃。 一个简单的逻辑是 FIFO 策略，其中最旧的缓冲数据被丢弃。 请参阅缓存逐出策略。

使用 RAM 盘通常只是个人喜好问题。 许多程序宣传其上存储（甚至安装）的程序和数据的启动时间更快。 然而，应该始终注意的是，使用 RAM 盘不仅有好处。

今天的现代操作系统通常包括缓存管理，其中操作系统独立使用当前可用的内存来缓存数据。