Typy pamięci RAM, które działają na dzisiejszych komputerach

Prawie każde urządzenie zdolne do komputerów potrzebuje pamięci RAM. Spójrz na swoje ulubione urządzenie (np. Smartfony, tablety, komputery stacjonarne, laptopy, kalkulatory graficzne, telewizory HD, przenośne systemy do gier itp.) I powinieneś znaleźć informacje na temat pamięci RAM. Chociaż cała pamięć RAM służy temu samemu celowi, istnieje kilka różnych typów, które są obecnie powszechnie stosowane:

Statyczna pamięć RAM (SRAM)
Dynamiczna pamięć RAM (DRAM)
Synchroniczna dynamiczna pamięć RAM (SDRAM)
Pojedyncza synchronizacja danych Dynamiczna pamięć RAM (SDR SDRAM)
Dynamiczna pamięć RAM z podwójną przepływnością danych (DDR SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4)
Synchroniczna dynamiczna pamięć RAM z podwójną przepływnością danych (GDDR SDRAM, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5)
Pamięć flash

Co to jest RAM?

RAM oznacza Random Access Memory i daje komputerom wirtualną przestrzeń potrzebną do zarządzania informacjami i rozwiązywania problemów w danym momencie. Możesz myśleć o nim jak o papierowym papierze do wielokrotnego użytku, na którym można pisać notatki, cyfry lub rysunki ołówkiem. Jeśli zabraknie miejsca na papierze, robisz więcej, kasując to, czego już nie potrzebujesz; Pamięć RAM zachowuje się podobnie, gdy potrzebuje więcej miejsca, aby poradzić sobie z tymczasowymi informacjami (np. Z uruchomionym oprogramowaniem / programami). Większe kawałki papieru pozwalają na skrobanie więcej (i większych) pomysłów na raz, zanim zostaną usunięte; więcej pamięci RAM wewnątrz komputerów ma podobny efekt.

Pamięć RAM ma różne kształty (tj. Sposób, w jaki fizycznie łączy się z interfejsami lub systemy komputerowe), pojemności (mierzone w MB lub GB), prędkości (mierzone w MHz lub GHz) i architektury. Te i inne aspekty są ważne do rozważenia przy uaktualnianiu systemów z pamięcią RAM, ponieważ systemy komputerowe (na przykład sprzęt, płyty główne) muszą być zgodne ze ścisłymi wytycznymi dotyczącymi kompatybilności. Na przykład:

Komputery starszej generacji raczej nie przyjmą nowszych typów technologii RAM
Pamięć laptopa nie pasuje do komputerów (i na odwrót)
Pamięć RAM nie zawsze jest kompatybilna wstecz
System ogólnie nie może łączyć ze sobą różnych typów / generacji pamięci RAM

Statyczna pamięć RAM (SRAM)

Czas na rynku: Lata 90. do chwili obecnej
Popularne produkty korzystające z SRAM: Cyfrowe aparaty fotograficzne, routery, drukarki, ekrany LCD

Jeden z dwóch podstawowych typów pamięci (drugi to DRAM), wymaga SRAM stały przepływ mocy w celu funkcjonowania. Ze względu na ciągłą moc, SRAM nie musi być "odświeżany", aby zapamiętać przechowywane dane. Z tego powodu SRAM nazywa się "static" - nie ma potrzeby zmiany ani działania (np. Odświeżania), aby dane pozostały nienaruszone. Jednak SRAM jest pamięcią ulotną, co oznacza, że wszystkie dane, które zostały zapisane, gubią się po odcięciu zasilania.

Zaletami korzystania z SRAM (w porównaniu z DRAM) są mniejsze zużycie energii i szybsze prędkości dostępu. Wadami korzystania z SRAM (w porównaniu z DRAM) są mniejsze pojemności pamięci i wyższe koszty produkcji. Ze względu na te cechy SRAM jest zwykle używany w:

Pamięć podręczna procesora (np. L1, L2, L3)
Bufor dysku twardego / pamięć podręczna
Przetworniki cyfrowo-analogowe (DAC) na kartach graficznych

Dynamiczna pamięć RAM (DRAM)

Czas na rynku: Od lat 70. do połowy lat 90
Popularne produkty korzystające z DRAM: Konsole do gier wideo, sprzęt sieciowy

Jeden z dwóch podstawowych typów pamięci (drugi to SRAM), wymaga DRAM okresowe "odświeżanie" mocy w celu funkcjonowania. Kondensatory przechowujące dane w pamięci DRAM stopniowo rozładowują energię; brak energii oznacza utratę danych. Z tego powodu DRAM nazywa się "dynamiczną" - konieczna jest stała zmiana lub działanie (na przykład odświeżanie) w celu zachowania danych w stanie nienaruszonym. DRAM to również pamięć ulotna, co oznacza, że wszystkie zapisane dane zostają utracone po odcięciu zasilania.

Zaletami korzystania z DRAM (w porównaniu z SRAM) są niższe koszty produkcji i większa pojemność pamięci. Wadami korzystania z DRAM (w porównaniu z SRAM) są wolniejsze prędkości dostępu i wyższe zużycie energii. Ze względu na te cechy DRAM jest zwykle używany w:

Pamięć systemowa
Pamięć grafiki wideo

W latach dziewięćdziesiątych, Extended Data Out Dynamic RAM (EDO DRAM) został opracowany, a następnie jego ewolucja, Burst EDO RAM (BEDO DRAM). Te typy pamięci były atrakcyjne ze względu na zwiększoną wydajność / wydajność przy niższych kosztach. Jednak technologia ta stała się przestarzała przez rozwój SDRAM.

Synchroniczna dynamiczna pamięć RAM (SDRAM)

Czas na rynku: 1993 do zaprezentowania
Popularne produkty korzystające z SDRAM: Pamięć komputera, konsole do gier wideo

SDRAM jest klasyfikacją DRAM, która działa w zsynchronizowaniu z zegarem procesora, co oznacza, że oczekuje na sygnał zegara przed odpowiedzią na wprowadzanie danych (np. Interfejs użytkownika). Natomiast pamięć DRAM jest asynchroniczna, co oznacza, że reaguje natychmiast na wprowadzanie danych. Ale zaletą operacji synchronicznej jest to, że procesor może przetwarzać nakładające się instrukcje równolegle, znane również jako "pipelining" - zdolność do odbierania (odczytywania) nowej instrukcji, zanim poprzednia instrukcja zostanie w pełni rozwiązana (zapis).

Mimo że potokowanie nie ma wpływu na czas potrzebny na przetworzenie instrukcji, umożliwia jednoczesne wykonywanie większej liczby instrukcji. Przetwarzanie przeczytane i jedna instrukcja zapisu na cykl zegara powoduje wyższe ogólne szybkości transferu / wydajności procesora. SDRAM wspiera potokowanie ze względu na sposób, w jaki jego pamięć jest podzielona na osobne banki, co doprowadziło do powszechnej preferencji w stosunku do podstawowej pamięci DRAM.

Pojedyncza synchronizacja danych Dynamiczna pamięć RAM (SDR SDRAM)

Czas na rynku: 1993 do zaprezentowania
Popularne produkty korzystające z SDRAM SDRAM: Pamięć komputera, konsole do gier wideo

SDR SDRAM jest rozszerzonym terminem dla SDRAM - dwa typy są jednym i tym samym, ale najczęściej nazywane właśnie SDRAM. "Pojedyncza szybkość transmisji danych" wskazuje, w jaki sposób pamięć przetwarza jedną odczytaną i jedną instrukcję zapisu na cykl zegara. To oznaczenie pomaga wyjaśnić porównania między SDR SDRAM i DDR SDRAM:

DDR SDRAM to zasadniczo rozwój SDR SDRAM drugiej generacji

Podwójna szybkość transmisji danych Synchroniczna dynamiczna pamięć RAM (DDR SDRAM)

Czas na rynku: 2000 do zaprezentowania
Popularne produkty korzystające z DDR SDRAM: Pamięć komputera

DDR SDRAM działa jak SDR SDRAM, tylko dwa razy szybciej. DDR SDRAM może przetwarzać dwie instrukcje odczytu i dwie instrukcje zapisu na cykl zegara (stąd "podwójny"). Pomimo podobnej funkcji, DDR SDRAM ma fizyczne różnice (184 styki i jedno wycięcie na złączu) w porównaniu do SDR SDRAM (168 styków i dwa nacięcia na złączu). DDR SDRAM działa również przy niższym standardzie napięcia (2,5 V od 3,3 V), uniemożliwiając kompatybilność wsteczną z SDR SDRAM.

DDR2 SDRAM to ewolucyjna aktualizacja do DDR SDRAM. Przy wciąż podwójnej szybkości transmisji danych (przetwarzanie dwóch instrukcji odczytu i dwóch instrukcji zapisu na cykl zegara) pamięć DDR2 SDRAM jest szybsza, ponieważ może pracować z wyższymi prędkościami zegara. Standardowe (nie przetaktowane) moduły pamięci DDR osiągają 200 MHz, podczas gdy standardowe moduły pamięci DDR2 osiągają 533 MHz. DDR2 SDRAM działa przy niższym napięciu (1,8 V) z większą liczbą pinów (240), co zapobiega kompatybilności wstecznej.
DDR3 SDRAM poprawia wydajność w porównaniu z DDR2 SDRAM dzięki zaawansowanemu przetwarzaniu sygnału (niezawodność), większej pojemności pamięci, niższemu poborowi mocy (1,5 V) i wyższym standardowym zegarem (do 800 Mhz). Chociaż SDRAM DDR3 ma taką samą liczbę pinów, jak DDR2 SDRAM (240), wszystkie pozostałe aspekty uniemożliwiają kompatybilność wsteczną.
DDR4 SDRAM poprawia wydajność w porównaniu z DDR3 SDRAM dzięki bardziej zaawansowanemu przetwarzaniu sygnału (niezawodność), jeszcze większej pojemności pamięci, jeszcze niższemu poborowi mocy (1,2 V) i wyższym standardowym zegarem (do 1600 Mhz). DDR4 SDRAM wykorzystuje konfigurację 288-pinową, która zapobiega również kompatybilności wstecznej.

Synchroniczna dynamiczna pamięć RAM podwójnej szybkości danych (GDDR SDRAM)

Czas na rynku: 2003 do przedstawienia
Popularne produkty korzystające z GDDR SDRAM: Karty graficzne, niektóre tablety

GDDR SDRAM to typ DDR SDRAM, który został specjalnie zaprojektowany do renderowania grafiki wideo, zwykle w połączeniu z dedykowanym GPU (procesorem graficznym) na karcie graficznej. Współczesne gry PC są znane z tego, że przesuwają kopertę w niesamowicie realistycznych środowiskach wysokiej rozdzielczości, często wymagając mocnych specyfikacji systemu i najlepszego sprzętu do karty graficznej, aby móc je odtwarzać (szczególnie w przypadku wyświetlaczy o wysokiej rozdzielczości 720p lub 1080p).

Podobnie jak DDR SDRAM, GDDR SDRAM ma własną linię ewolucyjną (poprawiającą wydajność i obniżającą zużycie energii): SDRAM GDDR2, SDRAM GDDR3, SDRAM GDDR4 i SDRAM GDDR5.

Pomimo, że dzielą się bardzo podobnymi cechami z DDR SDRAM, GDDR SDRAM nie jest dokładnie taki sam. Istnieją znaczne różnice w sposobie działania GDDR SDRAM, szczególnie w odniesieniu do tego, w jaki sposób przepustowość jest lepsza niż opóźnienie. Oczekuje się, że GDR SDRAM przetwarza ogromne ilości danych (szerokość pasma), ale niekoniecznie w najszybszych prędkościach (opóźnienie) - pomyśl o 16-pasmowej autostradzie ustawionej na 55 MPH. Porównawczo oczekuje się, że pamięć DDR SDRAM będzie miała małe opóźnienie, aby natychmiast reagować na procesor - pomyśl o dwupasmowej autostradzie ustawionej na 85 mph.

Pamięć flash

Czas na rynku: 1984 do chwili obecnej
Popularne produkty korzystające z pamięci flash: Cyfrowe aparaty fotograficzne, smartfony / tablety, przenośne konsole do gier / zabawki

Pamięć flash jest rodzajem nielotne Nośnik pamięci przechowujący wszystkie dane po odcięciu zasilania. Pomimo nazwy, pamięć flash jest bliższa formie i działaniu (tj. Przechowywaniu i przesyłaniu danych) do dysków półprzewodnikowych niż wspomniane wcześniej typy pamięci RAM. Pamięć flash jest najczęściej używana w: