Typy RAM: vše, co potřebujete vědět o hlavní paměti

La RAM počítače je jedním z nejdůležitějších a nejvyhledávanějších prvků, protože přináší do vašeho systému rychlost. Kromě toho existuje mnoho typů RAM a každá z nich má určité vlastnosti, které musí uživatel sledovat, aby věděl, zda je modul kompatibilní nebo ne s jejich zařízením, nebo zda bude poskytovat více či méně výkon. Mnoho z těchto technických vlastností je většině uživatelů zcela neznámých.

Z tohoto důvodu vám v tomto článku ukážu vše, co potřebujete vědět o paměti RAM, takže při příštím zakoupení modulu pro rozšíření paměti vašeho počítače pro vás nebude mít žádná tajemství. Jestli chceš stát se opravdovým „expertem“ na paměť Typ RAM, pokračujte ve čtení ...

Trocha historie

Pozadí

the počítače potřebují paměť ukládat programy (data a pokyny). Na začátku používali počítače ve 30. letech děrné štítky. Byly to listy z lepenky nebo jiného materiálu s otvory vytvořenými strategicky, aby počítač mohl tyto otvory interpretovat jako binární kód. Tímto způsobem byly načteny programy. Byla to žena, která konkrétně přišla s těmito děrovkami Ada LovelaceAda Byron. Ada byla považována za první programátor historii, za jeho práci při prosazování slavného analytického nástroje Charlese Babbage.

Postupně se stroje vyvíjely. S příchodem ENIAC, v roce 1946, to využilo vakuové ventily stavět vzpomínky se žabkami. Tyto ventily způsobily mnoho problémů kvůli jejich nespolehlivosti, jejich architektura byla podobná žárovkám a vyhořely jako tyto, takže musely být často vyměňovány. Kromě toho byly zahřívány a spotřebovávaly velké množství energie.

Bylo potřeba něco jiného Elektronické pokud jste chtěli postupovat. V roce 1953 se začaly používat feritové paměti. A až v roce 1968 společnost IBM navrhla první polovodičová paměť. Tato polovodičová paměť vyřešila problémy předchozích, poskytla větší spolehlivost, odolnost a rychleji. Mělo 64bitovou kapacitu, ale nejzajímavější je, že zde zůstaly první paměťové čipy.

Po většinu historie různé formáty paměti, jako jsou magnetické pásky, diskety, optická média (CD, DVD,…), první magnetické pevné disky (HDD), polovodičové paměti (SSD, RAM, registry, vyrovnávací paměť / mezipaměť, ROM,…) atd.

V tomto bodě je třeba říci, že v minulosti jen jeden úroveň paměti. Centrální paměť, která byla tam, kde byl program. Ale jak se výpočet vyvíjel, byly zahrnuty i další programovatelné paměti různých typů, dokud se neobjevily rychlé paměti, jako je RAM.

Příchod RAM

Když přišla RAM, počítače začaly mít dvě úrovně paměti. Na jedné straně byla paměť větší kapacity, nižší rychlosti a levnější sekundární paměť. Tato sekundární paměť je pevný disk, který se aktuálně vyvinul z magnetických pevných disků (HDD) na současné pevné disky založené na polovodičích nebo SSD.

Zatímco hlavní nebo primární paměť je to, čemu říkáme RAM (Paměť s náhodným přístupem nebo Paměť s náhodným přístupem). Tato paměť je několikrát rychlejší než sekundární paměť, ale její kapacita je podstatně nižší, protože její cena je vyšší a nebylo praktické mít velmi velké kapacity.

Doplněním velkokapacitní sekundární paměti pro ukládání našich programů a dat s rychlejší mezilehlou pamětí mezi sekundární a procesorovou jednotkou lze zajistit další rychlost bez obětování vysoké kapacity. V RAM půjdou načítání pokynů a dat ze spuštěných procesů nebo programů takže CPU k nim může přistupovat bez přístupu k sekundární paměti, což by bylo mnohem pomalejší.

RAM je také typ volatilní paměť Pokud je odpojen napájecí zdroj, ztrácí svůj obsah. Nebylo by praktické mít pouze tento typ paměti, protože při každém vypnutí zařízení by se všechno ztratilo. Proto jsou sekundární paměti stále tak nutné. Jsou to trvalé paměti, které k ukládání hodnot nepotřebují stálé napájení.

Pokud máte rádi historii, Časová osa RAM shrnuto je:

• Jednou z prvních pamětí RAM byla paměť magnetické jádro z roku 1949. Každý bit byl uložen v toroidu feromagnetického materiálu. Každý kus měl průměr několik milimetrů, a proto zabíral spoustu místa a omezoval kapacitu. Ale pro tento typ paměti s náhodným přístupem to bylo rozhodně lepší než relé a zpožďovací linky.
• V roce 1969 přijdou první RAM vytvořené pomocí polovodičů Intel. S čipy, jako je 3101 64bitová verze. Následující rok představil Paměť DRAM 1 kB (čip 1103), položení základů aktuálních pamětí s náhodným přístupem. Ve skutečnosti by se DRAM stala standardem, takže vynález IBM převzal toto odvětví.
• O několik let později budou pokračovat v miniaturizaci, s čipy se zvyšující se kapacitou a výkonem, dokud nebudou SIPP a DIP zahozeny, aby začaly používat ty současné. Moduly SIMM (Single In-line Memory Module), tj. Moduly se všemi kontakty na jedné straně. Díky tomu bylo snadné vyměnit RAM a přidat je, jako by to byly rozšiřující karty.
• Na konci 80. let XNUMX. století díky procesorové technologii byly procesory mnohem rychlejší než RAM, což vedlo k významným úzká místa. Bylo nutné zvýšit šířku pásma a rychlost přístupu zaostávajících paměťových čipů.
• Četné technologie začaly přicházet, aby minimalizovaly toto úzké místo, jako je technologie FPM RAM (Fast Page Mode RAM), inspirovaná Burst režimem Intel 80486. Režim adresování, který zlepšil přístup, s přístupovými dobami 70 nebo 60 ns.
• EDORAM, o Rozšířený datový výstup, přijde v roce 1994 s přístupovými dobami 40 nebo 30 ns. Zlepšením založeným na tomto bylo BEDO, Burst EDO, dosahující 50% zlepšení oproti EDO.
• the rychlejší vzpomínky šlo o mikroprocesory, jako jsou buněčné registry SRAM (statická RAM). Ale dosáhnout s nimi skvělých schopností je extrémně nákladné, takže navzdory ohromnému výkonu, který mají, nebyly praktické. Proto byli zařazeni do malých vyrovnávacích pamětí nebo velmi malých registrů CPU. Z tohoto důvodu byly EDO, BEDO, FPM stále typu DRAM.
• V roce 1992 společnost Samsung vytváří první komerční čip SDRAM (Synchronous Dynamic RAM), aktuální standard.
• Od této chvíle byly všechny RAM založeny na paměťových buňkách SDRAM. Jeden z prvních, kdo se objevil, byl Rambus od společnosti Intel, která bez bolesti a slávy přešla před levnější SDR RAM (Single Data Rate RAM).
• Chcete-li zlepšit výkon předchozích a nezvyšovat cenu jako v případě Rambus, DDR dorazí (Dual Data Rate). DDR umožňovaly přenos na dvou kanálech současně v každém hodinovém cyklu, čímž se výkon SDR zdvojnásobil.
• A z DDR víte, jak historie pokračovala s výskytem DDR2, DDR3, DDR4, DDR5, ...

... ale to nestačilo

Výpočet vyžaduje vyšší výkon. The HDD se vyvinuly na SSD mnohem rychlejší. A mikroprocesory začaly zahrnovat své vlastní rychlé paměti mezi funkčními jednotkami a RAM. Tímto způsobem je mohou načíst daty a pokyny pro mnohem okamžitější přístup, místo aby museli jít přímo do paměti RAM pokaždé, když něco potřebují.

Tyto vzpomínky, na které odkazuji, jsou mezipaměť, vyrovnávací paměť, která funguje jako vyrovnávací paměť mezi CPU a RAM. Je třeba říci, že v minulosti jste si mohli koupit moduly mezipaměti, jako je RAM, a které jste mohli přidat, pokud jste chtěli do svého týmu. Něco jako staré koprocesory nebo FPU, které nebyly integrovány do samotného čipu CPU. Postupem času však byly integrovány do samotného procesoru (viz například Intel Pentium Pro) a nakonec se staly součástí stejného IC jako v současných mikroprocesorech.

Tyto mezipaměti rostou na úrovních, jako je aktuální L1 (jednotná nebo samostatná pro instrukce / data), sjednocená L2, L3 atd. A nejen to, mimo mikroprocesor se také pracuje na nějakém urychlení přístupu k datům a instrukcím, jako jsou moduly Intel Octant a další typy vyrovnávacích pamětí, ale toto je další příběh ...

DDR SDRAM

Když jste se dostali do pozadí, již znáte cestu, kterou jste šli, až do příjezdu aktuální DDR SDRAM. Nyní uvidíme typy, které existují, a jejich vlastnosti. Je třeba říci, že ve srovnání s procesorem Intel Pentium 4, který používal hlavně RAMBUS, byly AMD Athlon první, které podporovaly levnější DDR. Tváří v tvář prodeji a výkonu počítačů založených na AMD byl Intel nucen přijmout také DDR ...

Typ

Podle verze DDR

the Verze DDR povolit různorodé návraty:

• DDR: PC-xxxx označuje šířku pásma modulu, pokud je to například PC-1600, je to výsledkem vynásobení 100.000.000 100 2 hz (8 Mhz sběrnice) x 1600 (což je duální datový tok) x 1.6 bajtů = XNUMX MB / s nebo XNUMX GB / s převod.
  • DDR-200 (PC-1600): se 100 Mhz sběrnicí a 200 Mhz I / O Jeho název pochází z přenosu 1600 MB / s nebo 1.6 GB / s.
  • DDR-266 (PC-2100): se sběrnicí 133 Mhz a 266 Mhz I / O. S přenosovou kapacitou 2.1 GB / s.
  • DDR-333 (PC-2700): s 166 Mhz sběrnicí a 333 Mhz I / O. S přenosovou kapacitou 2.7 GB / s.
  • DDR-400 (PC-3200): s 200 Mhz sběrnicí a 400 Mhz I / O S celkovým maximálním přenosem 3.2 GB / s.
• DDR2: pracuje se 4 bity na cyklus, tj. 2 probíhající a 2 zpět. To zlepšuje potenciál předchozí DDR1.
  • Z DDR2-333 (PC2-2600): pracuje se základní sběrnicí 100 Mhz a 166 Mhz I / O, což jí dává přenosovou kapacitu 2.6 GB / s. 10 ns přístupová doba.
  • Až DDR2-1200 (PC2-9600): sběrnice dosahuje až 300MHz, 600MHz pro I / O a přenos 9.6GB / s. 3,3 ns přístupová doba.
• DDR3: umožňuje vyšší přenosovou rychlost a pracovní rychlost ve srovnání s DDR2, i když latence je vyšší.
  • Z DDR3-1066 (PC3-8500): sběrnice 133 Mhz, 533 Mhz I / O, přenosy 8.5 GB / s. Přístupová doba 7.5 ns.
  • Až DDR3-2200 (PC3-18000): sběrnice 350 Mhz, 1100 Mhz I / O a přenosy 18 GB / s. 3.3 ns přístupová doba.
• DDR4: nižší napájecí napětí a vyšší přenosová rychlost ve srovnání s předchozími. Bohužel má vyšší latenci, což snižuje jeho výkon, všechny ostatní věci jsou stejné.
  • Z DDR4-1600 (PC4-12800): s 200 Mhz základní sběrnicí, 1600 Mhz I / O a přenosy 12.8 GB / s.
  • Až DDR4-2666 (PC4-21300): se základní sběrnicí 333 Mhz, 2666 Mhz I / O a přenosy 21.3 GB / s.
• DDR5, DDR6, DDR7 ...: blízká budoucnost.

Podle typu modulu

L Moduly SIMM se vyvinuly na současné moduly DIMM, které se dělí na:

• DIMM (duální řadový paměťový modul): paměťový modul s kontakty na obou stranách, umožňující větší počet kontaktů. Jsou to ty, které používají stolní počítače.
• SO-DIMM (malý obrysový DIMM)- Toto je zmenšená verze běžných modulů DIMM, tj. Kratších modulů pro menší počítače. Používají se v notebookech, základních deskách pro miniPC s malými rozměry, jako je mini-ITX atd.

Ať už se jedná o moduly DIMM nebo SO-DIMM, mohou mít různé kapacity, vlastnosti a typy, které jsou vidět výše. To nic nemění.

Podle kanálů

Paměťové moduly RAM lze seskupit s jedním nebo více autobusy:

• Jeden paměťový kanál: všechny paměťové moduly jsou seskupeny do jedné banky slotů a sdílejí stejnou sběrnici.
• Duální paměťový kanál- Má dvě samostatné banky slotů paměti na základní desce. Moduly lze vložit do těchto dvou kanálů se dvěma samostatnými sběrnicemi, které poskytují větší šířku pásma a tím i výkon. Například pokud máte APU nebo Intel s integrovaným GPU, mohlo by to přinést velké výhody tím, že umožníte CPU MMU přístup k jedné sběrnici, zatímco řadič paměti GPU přistupuje k druhé bez vzájemného ovlivňování ...
• Quad paměťový kanálKdyž jsou požadavky na přístup mnohem vyšší, je možné najít základní desky se čtyřmi kanály, ačkoli mít čtyři kanály nemusí vždy poskytovat očekávaný výkon, pokud tato kapacita není skutečně využívána.

Latence

A konečně, pokud chcete rozšířit paměť RAM, existuje řada funkcí, kromě toho, co již bylo vidět, které vás mohou zmást při nákupu té správné. Myslím latence, CAS, RAS atd. Pokud jde o napětí a typ modulu, pravdou je, že to bude záviset na kompatibilitě vaší základní desky a zvoleném typu paměti. Měli byste si přečíst příručky vaší základní desky, abyste věděli, jakou paměť podporuje vaše čipová sada a jaký typ modulu máte.

Můžete se také podívat na paměťový modul nebo moduly, které jste již nainstalovali, abyste věděli, jak získat podobný modul pro jeho rozšíření, a že má stejné vlastnosti a je kompatibilní.

Rychlost paměti RAM vždy souvisí se dvěma faktory, jedním je taktovací frekvence a druhou je latence. Latence je čas potřebný k přístupu (zápisu nebo čtení). Může existovat stejný typ modulu s různými latencemi, a to je místo, kde jsou uživatelé zmateni přesvědčením, že pokud nainstalují modul s jinou latencí, nebude kompatibilní, nebo pokud to ovlivní nebo ne ... To je co se pokusím objasnit zde.

Nejprve musíte mít jasno v tom, jak funguje RAMKdyž je vyžadován přístup k určitému paměťovému bloku, tj. Části paměti, kde jsou uložena data, je paměť rozdělena do řádků a sloupců. Aktivací příslušných řádků pro výběr řádků a sloupců můžete psát nebo číst, co chcete. Aby ale k těmto operacím přístupu mohlo dojít, musí projít několika cykly, aby provedly akce, které operaci zpozdí. To je latence.

Jak poznám latenci modulu? Možná jste si všimli, že moduly mají typ značky 16-18-18-35 nebo podobný, to jsou latence v nanosekundách. Každé číslo má svůj význam podle pozice, kterou zaujímá:

• 16: První hodnota se může také zobrazit jako CL nebo CAS Latency, zhruba označuje čas, který uplyne mezi procesorem požadujícím data z RAM a vyhledá a odešle jej.
• 18: Druhé číslo lze najít jako latenci TRCD nebo RAS to CAS, toto číslo představuje čas mezi umístěním a aktivací paměťové linky (RAS) a sloupce (CAS), pamatujte, že paměť je organizována, jako by šachovnice.
• 18: Třetí číslo lze nalézt jako TRP nebo RAS Precharge a odkazuje na čas potřebný k paměti, aby se zalomil řádek, tj. Deaktivovat datový řádek, který právě používáte, a aktivovat nový řádek.
• 35: Čtvrtá hodnota konečně označuje, co se může zobrazit jako TRAS, Aktivní nebo Aktivní k předplnění. Představuje čas čekání, než paměť může znovu získat přístup k datům.

Kdy čím nižší čísla, tím lépejak rychlejší to bude. Pokud máte modul DDR4 s moduly CL11 a CL9, bude tento modul nepochybně mnohem rychlejší.

Můžete kombinovat moduly s různými latencemi?

Odtud to pochází otázka stoletía zmatek mnoha uživatelů. Odpověď je ano. Pokud máte modul DDR4 se stejnou taktovací frekvencí, ale s konkrétním modulem CL nainstalovaným v počítači a kupujete jiný se stejnými vlastnostmi, ale s jiným modulem CL, na tom nezáleží. Bude to fungovat, nebudou nekompatibilní, váš tým to neodmítne. Latence je jako kapacita nebo značka, může se mezi moduly lišit, aniž by se cokoli stalo.

Pak? Jediná věc, kterou možná nedosáhnete optimálního výkonu, nebo se možná trochu sníží v závislosti na vašem výběru. Vysvětlím vám to na příkladu. Představte si praktický případ, že máte v počítači nainstalován modul Kingston DDR4 8 GB při 2400 Mhz a CL14. Chcete však rozšířit RAM a koupit si Corsair DDR4 8 GB při 2800 MHz a CL16. Měli byste dva moduly, které jsou plně kompatibilní, váš tým to bude tolerovat, nepřestane fungovat. Měli byste 16 GB RAM funkční. Ale ... mohlo by se stát několik věcí:

1. Oba moduly RAM snižují svou frekvenci na výchozí profily standardu JEDEC, například 2133 Mhz. To znamená, že vaše paměť by se poněkud zpomalila snížením její taktovací frekvence a tím i její přenosové rychlosti.
   
2. Další možností je, aby modul odpovídal stávajícímu modulu v latenci a frekvenci. V tomto případě by místo 2800 2400 MHz fungovaly oba při XNUMX XNUMX Mhz a na nejvyšší CL.

Kdy byste měli problémy? Když používáte dvoukanálový nebo čtyřkanálový. V takových případech je lepší koupit stejné moduly, pokud jde o vlastnosti (kapacita a značka výrobce se mohou lišit).

Kolik RAM potřebuji?

Když to shrneme záleží na potřebách každého uživatele. Například pokud budete chtít používat kancelářský software, procházet atd., Stačí asi 4–8 GB. Ale pokud chcete hrát, možná budete potřebovat 8-16 GB. Pokud se chystáte implementovat několik virtuálních strojů, možná budete potřebovat 32 GB nebo více ... je to něco velmi osobního. Neexistuje žádný magický vzorec pro to, kolik potřebujete.

Je velmi důležité vidět doporučené požadavky na software, který budete pravidelně používat, abyste si mohli dobře vybrat svůj hardware ...

Existuje vzorec, který vám pomůže vybrat minimální základní paměť, abyste neinstalovali méně, než byste měli. A prochází vynásobte 2 GB pro každé jádro nebo jádro, které má váš procesor. Pokud tedy máte čtyřjádro, měli byste mít alespoň 8 GB.