หน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน ( NVM ) หรือหน่วยเก็บข้อมูลแบบไม่ลบเลือน เป็น หน่วยความจำคอมพิวเตอร์ประเภทหนึ่งที่สามารถเก็บรักษาข้อมูลที่จัดเก็บไว้ได้แม้หลังจากตัดกระแสไฟแล้ว ในทางตรงกันข้ามหน่วยความจำแบบลบเลือนจำเป็นต้องใช้พลังงานอย่างต่อเนื่องเพื่อเก็บรักษาข้อมูล

หน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน (Non-volatile memory) โดยทั่วไปหมายถึงหน่วยเก็บข้อมูลในชิปหน่วยความ จำ ซึ่งเก็บข้อมูลในเซลล์หน่วยความจำ แบบ ฟลัวเกต ที่ประกอบด้วย ทรานซิสเตอร์ MOSFET ( metal–oxide–semiconductor field-effect transistors ) แบบฟลัวเกต รวมถึงหน่วยเก็บข้อมูลหน่วยความจำแฟลชเช่นNAND flashและไดรฟ์โซลิดสเตท (SSD)

ตัวอย่างอื่นๆ ของหน่วยความจำแบบไม่ระเหย ได้แก่หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว (ROM), EPROM ( ROM ที่ลบและตั้งโปรแกรม ได้ ) และEEPROM (ROM ที่ลบและตั้งโปรแกรมได้ด้วยไฟฟ้า), RAM แบบเฟอร์โรอิเล็กทริก , อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ (เช่น ที่เก็บข้อมูลแบบดิสก์ , ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ , แผ่นดิสก์แบบออปติคอล , ฟลอปปี้ดิสก์และเทปแม่เหล็ก ) และวิธีการจัดเก็บข้อมูลคอมพิวเตอร์ยุคแรก เช่นเทปเจาะรูและการ์ด^{[ 1 ]}

หน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน (Non-volatile memory) โดยทั่วไปใช้สำหรับจัดเก็บข้อมูลสำรองหรือจัดเก็บข้อมูลระยะยาว หน่วย ความจำแบบ ลบเลือน (Volatile RAM) เป็นหน่วยความจำหลักที่ ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ซึ่งหมายความว่าเมื่อ ปิด เครื่องคอมพิวเตอร์ข้อมูลที่อยู่ใน RAM จะหายไปทั้งหมด อย่างไรก็ตาม หน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนส่วนใหญ่มีข้อจำกัดที่ทำให้ไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานเป็นหน่วยความจำหลัก โดยทั่วไปแล้ว หน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนมีราคาสูงกว่า ประสิทธิภาพต่ำกว่า หรือมีอายุการใช้งานจำกัดกว่าหน่วยความจำแบบลบเลือน

การจัดเก็บข้อมูลแบบไม่ระเหยสามารถแบ่งออกเป็นระบบที่ใช้ไฟฟ้าในการเข้าถึง เช่นหน่วยความจำแฟลชและหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวและระบบที่ใช้กลไกในการเข้าถึง ( ฮาร์ดดิสก์ดิสก์ออปติคัลเทปแม่เหล็กหน่วยความจำโฮโลแกรมและอื่นๆ) ^{[ 2 ] [ 3 ]}โดยทั่วไปแล้ว ระบบที่ใช้ไฟฟ้าในการเข้าถึงจะมีราคาแพงและมีความจุจำกัด แต่มีความเร็ว ในขณะที่ระบบที่ใช้กลไกในการเข้าถึงมีราคาต่อบิตต่ำกว่า แต่ช้ากว่า

หน่วยความจำเซมิคอนดักเตอร์แบบไม่ลบเลือนที่ควบคุมด้วยไฟฟ้า สามารถแบ่งประเภทได้ตามกลไกการเขียนข้อมูล

หน่วยความจำแบบ Mask ROMสามารถตั้งโปรแกรมได้เฉพาะจากโรงงานเท่านั้น และโดยทั่วไปจะใช้สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาณการผลิตสูง ซึ่งไม่จำเป็นต้องอัปเดตหลังจากการผลิตอุปกรณ์หน่วยความจำเสร็จสิ้นแล้ว

หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่ตั้งโปรแกรมได้ (PROM) สามารถแก้ไขได้เพียงครั้งเดียวหลังจากการผลิตอุปกรณ์หน่วยความจำโดยใช้โปรแกรมเมอร์ PROMการตั้งโปรแกรมมักทำก่อนติดตั้งอุปกรณ์ในระบบเป้าหมาย ซึ่งโดยทั่วไปคือระบบฝังตัวการตั้งโปรแกรมนั้นถาวร และการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมต้องเปลี่ยนอุปกรณ์ใหม่ ข้อมูลจะถูกจัดเก็บโดยการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ (การเขียน) ตำแหน่งจัดเก็บข้อมูลในอุปกรณ์

EPROM คือ ROM ที่ลบได้ ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงข้อมูลได้มากกว่าหนึ่งครั้ง อย่างไรก็ตาม การเขียนข้อมูลใหม่ลงใน EPROM จำเป็นต้องใช้วงจรโปรแกรมเมอร์พิเศษ EPROM มีหน้าต่างควอตซ์ที่ช่วยให้สามารถลบข้อมูลได้ด้วยแสงอัลตราไวโอเลต แต่ข้อมูลทั้งหมดในอุปกรณ์จะถูกล้างในครั้งเดียวอุปกรณ์ที่ตั้งโปรแกรมได้ครั้งเดียว (OTP) อาจถูกสร้างขึ้นโดยใช้ชิป EPROM ที่ไม่มีหน้าต่างควอตซ์ ซึ่งมีต้นทุนการผลิตต่ำกว่า หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่ลบและตั้งโปรแกรมได้ด้วยไฟฟ้า ( EEPROM)ใช้แรงดันไฟฟ้าในการลบข้อมูล หน่วยความจำที่ลบได้เหล่านี้ต้องใช้เวลานานพอสมควรในการลบข้อมูลและเขียนข้อมูลใหม่ โดยปกติแล้วจะไม่ถูกกำหนดค่าให้ตั้งโปรแกรมโดยโปรเซสเซอร์ของระบบเป้าหมาย ข้อมูลจะถูกจัดเก็บโดยใช้ทรานซิสเตอร์แบบฟล็อมมิ่งเกตซึ่งต้องการแรงดันไฟฟ้าในการทำงานพิเศษเพื่อดักจับหรือปล่อยประจุไฟฟ้าบนเกตควบคุมที่เป็นฉนวนเพื่อจัดเก็บข้อมูล

หน่วยความจำแฟลชเป็นชิปโซลิดสเตทที่เก็บรักษาข้อมูลที่จัดเก็บไว้โดยไม่ต้องใช้แหล่งพลังงานภายนอก มันเป็นญาติใกล้ชิดกับ EEPROM แต่แตกต่างกันตรงที่การลบข้อมูลต้องทำเป็นบล็อก และมีความจุมากกว่า EEPROM อย่างมาก อุปกรณ์หน่วยความจำแฟลชใช้เทคโนโลยีสองแบบที่แตกต่างกัน คือ NOR และ NAND ในการแมปข้อมูล แฟลช NOR ให้การเข้าถึงแบบสุ่มความเร็วสูง อ่านและเขียนข้อมูลในตำแหน่งหน่วยความจำเฉพาะ สามารถดึงข้อมูลได้น้อยที่สุดเพียงหนึ่งไบต์ แฟลช NAND อ่านและเขียนตามลำดับด้วยความเร็วสูง จัดการข้อมูลเป็นบล็อก อย่างไรก็ตาม การอ่านจะช้ากว่าเมื่อเทียบกับ NOR แฟลช NAND อ่านได้เร็วกว่าการเขียน สามารถถ่ายโอนข้อมูลทั้งหน้าได้อย่างรวดเร็ว เทคโนโลยี NAND มีราคาถูกกว่าแฟลช NOR ที่ความหนาแน่นสูง และให้ความจุที่สูงกว่าสำหรับซิลิคอนขนาดเดียวกัน^{[ 4 ]}

หน่วยความจำแบบเฟอร์โรอิเล็กทริก ( FeRAM , F-RAMหรือFRAM ) เป็น หน่วยความจำแบบเข้าถึงโดยสุ่มชนิดหนึ่งที่มีโครงสร้างคล้ายกับDRAMโดยทั้งสองชนิดใช้ตัวเก็บประจุและทรานซิสเตอร์ แต่แทนที่จะใช้ ชั้น ไดอิเล็กทริก ธรรมดาในตัวเก็บ ประจุ เซลล์ F-RAM จะประกอบด้วยฟิล์มเฟอร์โรอิเล็กทริกบางๆ ของตะกั่วเซอร์โคเนตไททาเนต[Pb(Zr,Ti)O3 _]ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่า PZT อะตอม Zr/Ti ใน PZT จะเปลี่ยนขั้วในสนามไฟฟ้า ทำให้เกิดสวิตช์ไบนารี เนื่องจากผลึก PZT รักษาขั้วไว้ได้ F-RAM จึงยังคงเก็บข้อมูลไว้ได้แม้ในขณะที่ปิดเครื่องหรือไฟดับ

เนื่องจากโครงสร้างผลึกนี้และวิธีการที่ได้รับอิทธิพลจากโครงสร้างผลึกนี้ F-RAM จึงมีคุณสมบัติที่แตกต่างจากหน่วยความจำแบบไม่ระเหยอื่นๆ รวมถึงความทนทานที่สูงมาก แม้จะไม่ใช่แบบไม่มีที่สิ้นสุด (เกิน 10 ¹⁶รอบการอ่าน/เขียนสำหรับอุปกรณ์ 3.3 V) การใช้พลังงานต่ำมาก (เนื่องจาก F-RAM ไม่ต้องการปั๊มประจุเหมือนหน่วยความจำแบบไม่ระเหยอื่นๆ) ความเร็วในการเขียนรอบเดียว และความทนทานต่อรังสีแกมมา^{[ 5 ]}

หน่วยความจำต้านทานแม่เหล็ก (Magnetoresistive RAM) เก็บข้อมูลในองค์ประกอบการจัดเก็บข้อมูลแม่เหล็กที่เรียกว่าจุดเชื่อมต่ออุโมงค์แม่เหล็ก (Magnetic Tunnel Junctions: MTJs) หน่วยความจำต้านทานแม่เหล็ก (MRAM) รุ่นแรก เช่น 4 Mbit ของ Everspin Technologiesใช้การเขียนแบบเหนี่ยวนำด้วยสนามแม่เหล็ก รุ่นที่สองได้รับการพัฒนาโดยหลักผ่านสองแนวทาง ได้แก่ การสลับด้วยความร้อน ( Thermal-assisted switching : TAS) ^{[ 6 ]}ซึ่งกำลังได้รับการพัฒนาโดยCrocus Technologyและแรงบิดการถ่ายโอนสปิน (Spin-transfer torque : STT) ซึ่งCrocus , Hynix , IBMและบริษัทอื่นๆ อีกหลายแห่งกำลังพัฒนาอยู่^{[ 7 ]}

หน่วยความจำแบบเปลี่ยนเฟสเก็บข้อมูลในแก้วแคลโคเจไนด์ซึ่งสามารถเปลี่ยนเฟสระหว่างสถานะอสัณฐานและสถานะผลึก ได้แบบย้อนกลับ โดยการให้ความร้อนและทำให้แก้วเย็นลง สถานะ ผลึกมีความต้านทานต่ำ และเฟสอสัณฐานมีความต้านทานสูง ซึ่งทำให้สามารถเปิดและปิดกระแสไฟฟ้าเพื่อแสดงสถานะดิจิทัล 1 และ 0 ได้^{[ 8 ] [ 9 ]}

หน่วยความจำ FeFETใช้ทรานซิสเตอร์ที่มี วัสดุ เฟอร์โรอิเล็กทริกเพื่อรักษาสถานะไว้อย่างถาวร

RRAM (ReRAM) ทำงานโดยการเปลี่ยนแปลงความต้านทานของวัสดุโซลิดสเตตที่เป็นฉนวน ซึ่งมักเรียกว่าเมมริสเตอร์ ReRAM เกี่ยวข้องกับการสร้างข้อบกพร่องในชั้นออกไซด์บางๆ ที่เรียกว่าช่องว่างออกซิเจน (ตำแหน่งพันธะออกไซด์ที่ออกซิเจนถูกกำจัดออกไป) ซึ่งสามารถเกิดประจุและเคลื่อนที่ได้ภายใต้สนามไฟฟ้า การเคลื่อนที่ของไอออนออกซิเจนและช่องว่างในออกไซด์จะคล้ายคลึงกับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนและโฮลในสารกึ่งตัวนำ

แม้ว่า ReRAM จะถูกมองว่าเป็นเทคโนโลยีทดแทนหน่วยความจำแฟลชในตอนแรก แต่ต้นทุนและประสิทธิภาพของ ReRAM ก็ยังไม่เพียงพอสำหรับบริษัทต่างๆ ที่จะดำเนินการทดแทนต่อไป เห็นได้ชัดว่าสามารถใช้วัสดุได้หลากหลายชนิดสำหรับ ReRAM อย่างไรก็ตาม การค้นพบ^{[ 10 ]}ว่าไดอิเล็กทริกเกตที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสูงอย่าง HfO2 _{สามารถ}ใช้เป็น ReRAM แรงดันต่ำได้นั้น ได้กระตุ้นให้นักวิจัยสำรวจความเป็นไปได้เพิ่มเติม

Mechanically addressed systems use a recording head to read and write on a designated storage medium. Since the access time depends on the physical location of the data on the device, mechanically addressed systems may be sequential access. For example, magnetic tape stores data as a sequence of bits on a long tape; transporting the tape past the recording head is required to access any part of the storage. Tape media can be removed from the drive and stored, giving indefinite capacity at the cost of the time required to retrieve a dismounted tape.^[11][12]

Hard disk drives use a rotating magnetic disk to store data; access time is longer than for semiconductor memory, but the cost per stored data bit is very low, and they provide random access to any location on the disk. Formerly, removable disk packs were common, allowing storage capacity to be expanded. Optical discs store data by altering a pigment layer on a plastic disk and are similarly random access. Read-only and read-write versions are available; removable media again allows indefinite expansion, and some automated systems (e.g., optical jukebox) were used to retrieve and mount disks under direct program control.^[13][14][15]

Domain-wall memory (DWM) stores data in a magnetic tunnel junctions (MTJs), which works by controlling domain wall (DW) motion in ferromagnetic nanowires.^[16]

Thinfilm produces rewriteable non-volatile organic ferroelectric memory based on ferroelectric polymers. Thinfilm successfully demonstrated roll-to-rollprinted memories in 2009.^[17][18][19] In Thinfilm's organic memory the ferroelectric polymer is sandwiched between two sets of electrodes in a passive matrix. Each crossing of metal lines is a ferroelectric capacitor and defines a memory cell.

Non-volatile main memory (NVMM) is primary storage with non-volatile attributes.^[20] This application of non-volatile memory presents security challenges.^[21]NVDIMM is one example of the non-volatile main memory.

• การสนับสนุนระบบไฟล์ในหน่วยความจำถาวร , LWN.net , 2 กันยายน 2014, โดย Jonathan Corbet
• บทความวิจัยเกี่ยวกับการใช้งานที่เป็นไปได้ของตัวนำแสงแม่เหล็กในการจัดเก็บข้อมูลแบบแม่เหล็กไฟฟ้า