Typy paměti RAM, které fungují v dnešních počítačích

Potřebuje téměř každé výpočetní zařízení RAM. Podívejte se na své oblíbené zařízení (např. chytré telefony, tablety, stolní počítače, notebooky, grafické kalkulačky, HDTV, kapesní herní systémy atd.) a měli byste najít nějaké informace o paměti RAM. Ačkoli všechny RAM v zásadě slouží ke stejnému účelu, dnes se běžně používá několik různých typů:

• Statická RAM (SRAM)
• Dynamická RAM (DRAM)
• Synchronní dynamická RAM (SDRAM)
• Synchronní dynamická RAM s jednou rychlostí přenosu dat (SDR SDRAM)
• Synchronní dynamická RAM s dvojnásobnou rychlostí přenosu dat (DDR SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4)
• Grafika Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM (GDDR SDRAM, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5)
• Flash paměť

Co je RAM?

RAM je zkratka pro Random Access Memory a poskytuje počítačům virtuální prostor potřebný ke správě informací a řešení problémů v daném okamžiku. Můžete si to představit jako opakovaně použitelný stírací papír, na který byste psali poznámky, čísla nebo kresby tužkou. Pokud vám dojde místo na papíře, vyděláte více tím, že vymažete to, co už nepotřebujete; RAM se chová podobně, když potřebuje více prostoru pro práci s dočasnými informacemi (tj. spuštěný software/programy). Větší kusy papíru vám umožní načmárat více (a větších) nápadů najednou, než je budete muset mazat; více RAM uvnitř počítačů sdílí podobný efekt.

RAM má různé tvary (tj. způsob, jakým se fyzicky připojuje k počítačovým systémům nebo jak se s nimi propojuje), kapacity (měřené v MB nebo GB), rychlosti (měřeno v MHz nebo GHz), a architektury. Tyto a další aspekty je důležité vzít v úvahu při upgradu systémů s RAM, protože počítačové systémy (např. hardware, základní desky) musí dodržovat přísná pravidla pro kompatibilitu. Například:

• Je nepravděpodobné, že by počítače starší generace vyhovovaly novějším typům technologie RAM
• Paměť notebooku se nevejde do stolních počítačů (a naopak)
• RAM není vždy zpětně kompatibilní
• Systém obecně nemůže kombinovat různé typy/generace paměti RAM dohromady

Statická RAM (SRAM)

• Čas na trhu: 90. léta do současnosti 
• Oblíbené produkty využívající SRAM: Digitální fotoaparáty, routery, tiskárny, LCD obrazovky

SRAM vyžaduje jeden ze dvou základních typů paměti (druhý je DRAM). konstantní tok energie aby mohl fungovat. Kvůli nepřetržitému napájení nemusí být SRAM „obnovována“, aby si pamatovala uložená data. To je důvod, proč se SRAM nazývá „statický“ – není potřeba žádná změna ani akce (např. obnovení), aby data zůstala nedotčená. SRAM je však volatilní paměť, což znamená, že všechna data, která byla uložena, se po přerušení napájení ztratí.

Výhody použití SRAM (vs. DRAM) mají nižší spotřebu energie a vyšší přístupové rychlosti. Nevýhody použití SRAM (vs. DRAM) jsou menší kapacity paměti a vyšší výrobní náklady. Kvůli těmto vlastnostem se SRAM obvykle používá v:

• Mezipaměť CPU (např. L1, L2, L3)
• Vyrovnávací paměť/mezipaměť pevného disku
• Zapnuty digitálně-analogové převodníky (DAC). grafické karty

Dynamická RAM (DRAM)

• Čas na trhu: 70. léta až polovina 90. let
• Oblíbené produkty využívající DRAM: Videoherní konzole, síťový hardware

DRAM vyžaduje jeden ze dvou základních typů paměti (druhý je SRAM). periodické ‚obnovení‘ moci aby mohl fungovat. Kondenzátory, které ukládají data do DRAM, postupně vybíjejí energii; žádná energie znamená ztrátu dat. To je důvod, proč se DRAM nazývá „dynamická“ – aby data zůstala nedotčená, je potřeba neustálá změna nebo akce (např. obnovování). DRAM je také volatilní paměť, což znamená, že všechna uložená data se po přerušení napájení ztratí.

Výhody použití DRAM (vs. SRAM) jsou nižší výrobní náklady a větší paměťové kapacity. Nevýhody použití DRAM (vs. SRAM) jsou pomalejší přístupové rychlosti a vyšší spotřeba energie. Kvůli těmto vlastnostem se DRAM obvykle používá v:

• Systémová paměť
• Video grafická paměť

v 90. letech Extended Data Out Dynamic RAM (EDO DRAM) byl vyvinut, následoval jeho vývoj, Praskla EDO RAM (BEDO DRAM). Tyto typy pamětí byly přitažlivé díky zvýšenému výkonu/efektivitě při nižších nákladech. Tato technologie však byla zastaralá vývojem SDRAM.

Synchronní dynamická RAM (SDRAM)

• Čas na trhu: 1993 do současnosti
• Oblíbené produkty využívající SDRAM: Počítačová paměť, videoherní konzole

SDRAM je klasifikace DRAM, která pracuje v synchronizaci s hodinami CPU, což znamená, že čeká na hodinový signál, než zareaguje na vstup dat (např. uživatelské rozhraní). Naproti tomu DRAM je asynchronní, což znamená, že okamžitě reaguje na vstupní data. Ale výhodou synchronního provozu je, že CPU může zpracovávat překrývající se instrukce paralelně, známé také jako „pipelining“ – schopnost přijmout (přečíst) novou instrukci před úplným vyřešením předchozí instrukce (napsat).

Ačkoli zřetězení neovlivňuje čas potřebný ke zpracování instrukcí, umožňuje dokončení více instrukcí současně. Zpracovává se jedno přečtení a jedna instrukce zápisu na hodinový cyklus má za následek vyšší celkovou rychlost přenosu/výkonu CPU. SDRAM podporuje pipelining díky způsobu, jakým je její paměť rozdělena do samostatných bank, což vedlo k její rozšířené preferenci před základní DRAM.

Synchronní dynamická RAM s jednou rychlostí přenosu dat (SDR SDRAM)

• Čas na trhu: 1993 do současnosti
• Oblíbené produkty využívající SDR SDRAM: Počítačová paměť, videoherní konzole

SDR SDRAM je rozšířený termín pro SDRAM – dva typy jsou stejné, ale nejčastěji se označují pouze jako SDRAM. „Jedna datová rychlost“ udává, jak paměť zpracovává jednu čtecí a jednu zapisovací instrukci za cyklus hodin. Toto označení pomáhá objasnit srovnání mezi SDR SDRAM a DDR SDRAM:

• DDR SDRAM je v podstatě vývojem druhé generace SDR SDRAM

Synchronní dynamická RAM s dvojnásobnou rychlostí přenosu dat (DDR SDRAM)

• Čas na trhu: 2000 do současnosti
• Oblíbené produkty využívající DDR SDRAM: Paměť počítače

DDR SDRAM funguje jako SDR SDRAM, pouze dvakrát rychleji. DDR SDRAM je schopna zpracovat dva pokyny pro čtení a dva pro zápis za hodinový cyklus (odtud „dvojnásobek“). Přestože je funkce DDR SDRAM podobná, má fyzické rozdíly (184 kolíků a jeden zářez na konektoru) oproti SDR SDRAM (168 kolíků a dva zářezy na konektoru). DDR SDRAM také funguje při nižším standardním napětí (2,5 V z 3,3 V), což zabraňuje zpětné kompatibilitě s SDR SDRAM.

• DDR2 SDRAM je evoluční upgrade na DDR SDRAM. Zatímco stále dvojnásobná rychlost přenosu dat (zpracování dvou čtecích a dvou zápisových instrukcí na hodinový cyklus), DDR2 SDRAM je rychlejší, protože může běžet při vyšších rychlostech hodin. Standardní (ne přetaktováno) Paměťové moduly DDR dosahují maximální frekvence 200 MHz, zatímco standardní paměťové moduly DDR2 dosahují maximální frekvence 533 MHz. DDR2 SDRAM běží při nižším napětí (1,8 V) s více kolíky (240), což zabraňuje zpětnému chodu kompatibilita.
• DDR3 SDRAM zlepšuje výkon oproti DDR2 SDRAM díky pokročilému zpracování signálu (spolehlivost), větší kapacita paměti, nižší spotřeba energie (1,5 V) a vyšší standardní frekvence hodin (až 800 Mhz). Přestože DDR3 SDRAM sdílí stejný počet pinů jako DDR2 SDRAM (240), všechny ostatní aspekty brání zpětné kompatibilitě.
• DDR4 SDRAM zlepšuje výkon oproti DDR3 SDRAM díky pokročilejšímu zpracování signálu (spolehlivost), dokonce větší kapacita paměti, ještě nižší spotřeba energie (1,2 V) a vyšší standardní frekvence hodin (až 1600 Mhz). DDR4 SDRAM využívá 288pinovou konfiguraci, která také zabraňuje zpětné kompatibilitě.

Grafika Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM (GDDR SDRAM)

• Čas na trhu: 2003 do současnosti
• Oblíbené produkty využívající GDDR SDRAM: Video grafické karty, některé tablety

GDDR SDRAM je typ DDR SDRAM, který je speciálně navržen pro vykreslování video grafiky, obvykle ve spojení s vyhrazeným GPU (grafická procesorová jednotka) na grafické kartě. Je známo, že moderní počítačové hry posouvají hranice s neuvěřitelně realistickým prostředím s vysokým rozlišením, často vyžadují náročné systémové specifikace a nejlepší hardware grafické karty, aby bylo možné hrát (zejména když použitím Displeje s vysokým rozlišením 720p nebo 1080p).

• Podobně jako DDR SDRAM má GDDR SDRAM svou vlastní evoluční řadu (zlepšující výkon a snižování spotřeby energie): GDDR2 SDRAM, GDDR3 SDRAM, GDDR4 SDRAM a GDDR5 SDRAM.

Přestože sdílí velmi podobné vlastnosti s DDR SDRAM, není GDDR SDRAM úplně stejná. Existují značné rozdíly ve způsobu fungování GDDR SDRAM, zejména pokud jde o to, jak je upřednostňována šířka pásma před latencí. Očekává se, že GDDR SDRAM bude zpracovávat obrovské množství dat (šířka pásma), ale ne nutně nejvyšší rychlostí (latence); vzpomeňte si na 16proudou dálnici nastavenou na 55 MPH. Ve srovnání s tím se očekává, že DDR SDRAM bude mít nízkou latenci, aby mohla okamžitě reagovat na CPU; představte si 2proudou dálnici nastavenou na 85 MPH.

Flash paměť

• Čas na trhu: 1984 do současnosti
• Oblíbené produkty využívající flash paměť: Digitální fotoaparáty, chytré telefony/tablety, ruční herní systémy/hračky

Flash paměť je typ nevolatilní paměťové médium, které uchovává všechna data i po odpojení napájení. Navzdory názvu se flash paměti blíží formou i ovládáním (tedy ukládáním a přenosem dat). disky SSD než výše uvedené typy RAM. Flash paměť se nejčastěji používá v:

• USB flash disky
• Tiskárny
• Přenosné přehrávače médií
• Paměťové karty
• Malá elektronika/hračky

Často kladené otázky

• Existuje nejlepší typ paměti RAM? Není, protože různé druhy paměti RAM mají často velmi odlišné aplikace. Ale pro uživatele domácích počítačů je dnes zdaleka nejlepší volbou DDR4.
• Co je nejrychlejší: DDR2. DDR3. nebo DDR4? Každá generace paměti RAM se oproti předchozí vylepšuje a přináší vyšší rychlosti a větší šířku pásma. Nejrychlejší RAM v kontextu domácího počítání je snadno DDR4.