Tänapäeva arvutites töötavate RAM-i tüübid

Peaaegu iga andmetöötlusvõimeline seade vajab RAM. Heitke pilk oma lemmikseadmele (nt nutitelefonid, tahvelarvutid, lauaarvutid, sülearvutid, graafikakalkulaatorid, HDTV-d, pihuarvutimängusüsteemid jne) ja peaksite leidma teavet RAM-i kohta. Kuigi kogu RAM teenib põhimõtteliselt sama eesmärki, kasutatakse tänapäeval tavaliselt mõnda erinevat tüüpi:

• Staatiline RAM (SRAM)
• Dünaamiline RAM (DRAM)
• Sünkroonne dünaamiline RAM (SDRAM)
• Ühe andmeedastuskiirusega sünkroonne dünaamiline RAM (SDR SDRAM)
• Kahe andmeedastuskiirusega sünkroonne dünaamiline RAM (DDR SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4)
• Graafika kahe andmeedastuskiirusega sünkroonne dünaamiline RAM (GDDR SDRAM, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5)
• Välkmälu

Mis on RAM?

RAM tähendab muutmälu ja see annab arvutitele virtuaalse ruumi, mis on vajalik teabe haldamiseks ja probleemide lahendamiseks. Võite seda pidada korduvkasutatavaks kriimustuspaberiks, millele kirjutaksite pliiatsiga märkmeid, numbreid või jooniseid. Kui teil saab paberil ruumi otsa, teenite rohkem, kustutades selle, mida te enam ei vaja; RAM käitub samamoodi, kui see vajab ajutise teabega tegelemiseks (st tarkvara/programmide käitamiseks) rohkem ruumi. Suuremad paberitükid võimaldavad teil enne kustutamist korraga rohkem (ja suuremaid) ideid välja kritseldada; rohkem RAM-i arvutites jagab sarnast mõju.

RAM on erineva kujuga (st viis, kuidas see füüsiliselt arvutisüsteemidega ühendub või nendega liidestub), võimsusega (mõõdetuna MB või GB), kiirused (mõõdetuna MHz või GHz) ja arhitektuurid. Neid ja muid aspekte on RAM-iga süsteemide täiendamisel oluline arvestada, kuna arvutisüsteemid (nt riistvara, emaplaadid) peavad järgima rangeid ühilduvusjuhiseid. Näiteks:

• Tõenäoliselt ei sobi vanema põlvkonna arvutid uuemat tüüpi RAM-tehnoloogiaga
• Sülearvuti mälu ei mahu lauaarvutitesse (ja vastupidi)
• RAM ei ole alati tagasiühilduv
• Süsteem ei saa üldiselt kombineerida ja sobitada erinevaid RAM-i tüüpe/põlvkondi

Staatiline RAM (SRAM)

• Aeg turul: 1990ndatest tänapäevani 
• Populaarsed SRAM-i kasutavad tooted: Digikaamerad, ruuterid, printerid, LCD-ekraanid

SRAM vajab ühte kahest põhimälutüübist (teine ​​on DRAM). pidev jõuvool toimimiseks. Pideva toite tõttu ei pea SRAM-i salvestatavate andmete meeldejätmiseks "värskendama". Seetõttu nimetatakse SRAM-i staatiliseks – andmete puutumatuks hoidmiseks pole vaja mingeid muudatusi ega toiminguid (nt värskendamist). SRAM on aga muutlik mälu, mis tähendab, et kõik salvestatud andmed lähevad pärast toite väljalülitamist kaotsi.

SRAM-i kasutamise eelised (vs. DRAM) on madalam energiatarve ja kiirem juurdepääsukiirus. SRAM-i kasutamise puudused (vs. DRAM) on väiksem mälumaht ja kõrgemad tootmiskulud. Nende omaduste tõttu kasutatakse SRAM-i tavaliselt:

• CPU vahemälu (nt L1, L2, L3)
• Kõvaketta puhver/vahemälu
• Digitaal-analoogmuundurid (DAC) on sisse lülitatud videokaardid

Dünaamiline RAM (DRAM)

• Aeg turul: 1970ndatest kuni 1990ndate keskpaigani
• Populaarsed DRAM-i kasutavad tooted: Videomängukonsoolid, võrguriistvara

DRAM vajab ühte kahest põhimälutüübist (teine ​​on SRAM). perioodiline võimsuse "värskendamine". toimimiseks. DRAM-i andmeid salvestavad kondensaatorid tühjendavad järk-järgult energiat; energia puudumine tähendab, et andmed kaovad. Seetõttu nimetatakse DRAM-i dünaamiliseks – andmete puutumatuks säilitamiseks on vaja pidevat muutmist või tegevust (nt värskendamist). DRAM on ka muutlik mälu, mis tähendab, et kõik salvestatud andmed lähevad pärast toite väljalülitamist kaotsi.

DRAM-i kasutamise eelised (vs. SRAM) on madalamad tootmiskulud ja suurem mälumaht. DRAM-i kasutamise puudused (vs. SRAM) on aeglasema juurdepääsukiiruse ja suurema energiatarbimisega. Nende omaduste tõttu kasutatakse DRAM-i tavaliselt:

• Süsteemi mälu
• Videograafika mälu

1990. aastatel Laiendatud andmeväljundi dünaamiline RAM (EDO DRAM) töötati välja, millele järgnes selle areng, EDO RAM-i sarivõte (BEDO DRAM). Need mälutüübid olid atraktiivsed tänu suuremale jõudlusele/tõhususele madalamate kuludega. SDRAM-i arendamine muutis tehnoloogia aga aegunuks.

Sünkroonne dünaamiline RAM (SDRAM)

• Aeg turul: 1993 kuni praeguseni
• Populaarsed SDRAM-i kasutavad tooted: Arvutimälu, videomängukonsoolid

SDRAM on DRAM-i klassifikatsioon, mis töötab sünkroonis protsessori kellaga, mis tähendab, et see ootab enne andmesisendile (nt kasutajaliidesele) reageerimist kellasignaali. Seevastu DRAM on asünkroonne, mis tähendab, et see reageerib andmete sisestamisele kohe. Kuid sünkroonse töö eeliseks on see, et protsessor suudab paralleelselt töödelda kattuvaid juhiseid, mida tuntakse ka kui "konveier" – võimalus saada (lugeda) uus käsk enne, kui eelmine käsk on täielikult lahendatud (kirjutada).

Kuigi torujuhtmete ühendamine ei mõjuta juhiste töötlemiseks kuluvat aega, võimaldab see täita rohkem juhiseid üheaegselt. Ühe lugemise töötlemine ja üks kirjutamiskäsk taktitsükli kohta suurendab CPU üldist edastus-/jõudlust. SDRAM toetab torujuhtmete ühendamist, kuna selle mälu on jagatud eraldi pankadeks, mis viis selle laialdase eelistamiseni põhi-DRAM-ile.

Ühe andmeedastuskiirusega sünkroonne dünaamiline RAM (SDR SDRAM)

• Aeg turul: 1993 kuni praeguseni
• Populaarsed SDR SDRAM-i kasutavad tooted: Arvutimälu, videomängukonsoolid

SDR SDRAM on SDRAM-i laiendatud termin – need kaks tüüpi on üks ja sama, kuid enamasti nimetatakse neid lihtsalt SDRAM-iks. "Ühekordne andmeedastuskiirus" näitab, kuidas mälu töötleb ühte lugemis- ja ühte kirjutamiskäsku taktitsükli kohta. See märgistus aitab selgitada SDR SDRAM-i ja DDR SDRAM-i võrdlusi:

• DDR SDRAM on sisuliselt SDR SDRAM-i teise põlvkonna arendus

Kahe andmeedastuskiirusega sünkroonne dünaamiline RAM (DDR SDRAM)

• Aeg turul: 2000 kuni praeguseni
• Populaarsed tooted, mis kasutavad DDR SDRAM-i: Arvuti mälu

DDR SDRAM töötab nagu SDR SDRAM, ainult kaks korda kiiremini. DDR SDRAM on võimeline töötlema kaks lugemis- ja kaks kirjutamisjuhist kella tsükli kohta (seega "topelt"). Kuigi funktsioonilt sarnane, on DDR SDRAM-il füüsilisi erinevusi (184 kontakti ja üks sälk pistikul) võrreldes SDR SDRAM-iga (168 viiku ja kaks sälku pistikul). DDR SDRAM töötab ka madalama standardpingega (2,5 V 3,3 V asemel), mis takistab tagasiühilduvust SDR SDRAM-iga.

• DDR2 SDRAM on DDR SDRAM-i evolutsiooniline täiendus. Kuigi DDR2 SDRAM on endiselt kahekordne andmeedastuskiirus (töötleb kahte lugemis- ja kahte kirjutamiskäsku kellatsükli kohta), on DDR2 SDRAM kiirem, kuna see võib töötada suurema taktsagedusega. Standardne (mitte ülekiirendatud) DDR-mälumoodulite maksimaalne sagedus on 200 MHz, standardsete DDR2-mälumoodulite puhul aga 533 MHz. DDR2 SDRAM töötab madalama pingega (1,8 V) rohkemate kontaktidega (240), mis takistab tagasiliikumist ühilduvus.
• DDR3 SDRAM parandab jõudlust võrreldes DDR2 SDRAM-iga tänu täiustatud signaalitöötlusele (usaldusväärsus), suurem mälumaht, väiksem energiatarve (1,5 V) ja suurem standardne taktsagedus (kuni 800 Mhz). Kuigi DDR3 SDRAM jagab sama arvu kontakte kui DDR2 SDRAM (240), takistavad kõik muud aspektid tagasiühilduvust.
• DDR4 SDRAM parandab jõudlust võrreldes DDR3 SDRAM-iga tänu täiustatud signaalitöötlusele (usaldusväärsus), isegi suurem mälumaht, veelgi väiksem energiatarve (1,2 V) ja suurem standardne taktsagedus (kuni 1600 Mhz). DDR4 SDRAM kasutab 288-pin konfiguratsiooni, mis takistab ka tagasiühilduvust.

Graafika kahekordse andmeedastuskiirusega sünkroonne dünaamiline RAM (GDDR SDRAM)

• Aeg turul: 2003 kuni praeguseni
• Populaarsed tooted, mis kasutavad GDDR SDRAM-i: Videograafikakaardid, mõned tahvelarvutid

GDDR SDRAM on teatud tüüpi DDR SDRAM, mis on spetsiaalselt loodud videograafika renderdamiseks, tavaliselt koos videokaardil oleva spetsiaalse GPU-ga (graafikaprotsessoriga). Teadaolevalt pakuvad kaasaegsed arvutimängud uskumatult realistlikku kõrglahutusega keskkonda, sageli nõuavad mängimiseks kopsakad süsteemispetsifikatsioonid ja parimat videokaardi riistvara (eriti kui kasutades 720p või 1080p kõrge eraldusvõimega ekraanid).

• Sarnaselt DDR SDRAM-ile on ka GDDR SDRAM-il oma evolutsiooniline rida (parandab jõudlust ja vähendab energiatarbimist): GDDR2 SDRAM, GDDR3 SDRAM, GDDR4 SDRAM ja GDDR5 SDRAM.

Vaatamata sellele, et GDDR SDRAM jagab DDR SDRAM-iga väga sarnaseid omadusi, pole see täpselt sama. GDDR SDRAM-i toimimises on märkimisväärseid erinevusi, eriti seoses sellega, kuidas ribalaiust eelistatakse latentsusele. Eeldatakse, et GDDR SDRAM töötleb tohutul hulgal andmemahtusid (ribalaius), kuid mitte tingimata kõige kiirematel kiirustel (latentsus); mõtle 16-realisele kiirteele, mille kiirus on 55 miili tunnis. Võrreldes eeldatakse, et DDR SDRAM-i latentsusaeg on CPU-le koheselt reageerimiseks väike; mõelge 2-realisele kiirteele, mille kiirus on 85 MPH.

Välkmälu

• Aeg turul: 1984 kuni praeguseni
• Populaarsed välkmälu kasutavad tooted: Digikaamerad, nutitelefonid/tahvelarvutid, käeshoitavad mängusüsteemid/mänguasjad

Välkmälu on teatud tüüpi mittelenduv salvestusmeedium, mis säilitab pärast toite väljalülitamist kõik andmed. Vaatamata nimele on välkmälu vormilt ja toimimise (st salvestuse ja andmeedastuse) poolest lähemal pooljuhtdraivid kui eelnimetatud RAM-i tüübid. Välkmälu kasutatakse kõige sagedamini:

• USB-mälupulgad
• Printerid
• Kaasaskantavad meediumipleierid
• Mälukaardid
• Väike elektroonika/mänguasjad

Korduma kippuvad küsimused

• Kas on olemas parimat tüüpi RAM? Ei ole, sest erinevat tüüpi RAM-il on sageli väga erinevad rakendused. Kuid kodusele arvutikasutajale on tänapäeval parim valik DDR4.
• Mis on kiireim: DDR2. DDR3. või DDR4? Iga RAM-i põlvkond täiustab eelmist, tuues lauale suurema kiiruse ja suurema ribalaiuse. Koduse andmetöötluse kontekstis on kiireim RAM lihtsalt DDR4.