Typer RAM: alt hvad du behøver at vide om hovedhukommelsen

La RAM på en computer er et af de vigtigste og mest eftertragtede elementer, da det bringer hastighed til dit system. Derudover er der mange typer RAM, og hver har visse egenskaber, som brugeren skal overvåge for at vide, om modulet er kompatibelt eller ikke med deres udstyr, eller om det giver mere eller mindre ydeevne. Mange af disse tekniske egenskaber er helt ukendte for de fleste brugere.

Derfor viser jeg dig i denne artikel alt hvad du behøver at vide om RAM-hukommelse, så næste gang du køber et modul til at udvide hukommelsen på din computer, har det ingen hemmeligheder for dig. Hvis du vil blive en sand hukommelse "ekspert" RAM-type, fortsæt med at læse ...

Lidt historie

Baggrund

den computere har brug for hukommelse at gemme programmerne (data og instruktioner). I begyndelsen brugte computere i 30'erne hulkort. De var ark af pap eller andet materiale med huller lavet strategisk, så computeren kunne fortolke disse huller som binær kode. På den måde blev programmerne indlæst. Det var en kvinde, der specifikt kom med disse hulkort Ada LovelaceAda Byron. Ada blev betragtet som den første programmør historie, for hans arbejde med at gøre Charles Babbages berømte analytiske motor nyttig.

Lidt efter lidt udviklede maskinerne sig. Med ankomsten af ​​ENIAC i 1946 brugte den vakuumventiler at bygge minder med flip-flops. Disse ventiler forårsagede mange problemer på grund af deres upålidelighed, deres arkitektur lignede pærer, og de brændte som disse, så de måtte udskiftes ofte. Derudover blev de opvarmet og brugte store mængder energi.

Der var brug for noget andet Det elektroniske hvis du ville komme videre. I 1953 begyndte ferritminder at blive brugt. Og det var først i 1968, at IBM designede første halvlederbaserede hukommelse. Denne solid state-hukommelse løste de tidligere problemer, hvilket gav større pålidelighed, holdbarhed og hurtigere. Det havde en 64-bit kapacitet, men det mest interessante er, at de første hukommelseschips var kommet for at blive.

For meget af historien, forskellige hukommelsesformater, såsom magnetbånd, disketter, optiske medier (CD, DVD, ...), de første magnetiske harddiske (HDD), halvlederhukommelser (SSD, RAM, registre, buffer / cache, ROM, ...) osv.

På dette tidspunkt skal det siges, at der tidligere kun var én hukommelsesniveau. En central hukommelse, der var, hvor programmet var. Men da computeren udviklede sig, blev andre programmerbare minder af forskellige typer også inkluderet indtil fremkomsten af ​​hurtige minder som RAM.

Ankomsten af ​​RAM

Da RAM kom, begyndte computere at have to niveauer af hukommelse. På den ene side var der en hukommelse med større kapacitet, lavere hastighed og billigere, som sekundær hukommelse. Denne sekundære hukommelse er harddisken, som i øjeblikket har udviklet sig fra magnetiske harddiske (HDD) til nuværende solid state-harddiske baseret på halvledere eller SSD'er.

Mens hoved- eller primærhukommelse er det, vi kalder RAM (Hukommelse med tilfældig adgang eller hukommelse med tilfældig adgang). Denne hukommelse er flere gange hurtigere end sekundær hukommelse, men dens kapacitet er betydeligt lavere, da prisen er højere, og det ikke var praktisk at have meget store kapaciteter.

Som supplement til den sekundære hukommelse med høj kapacitet til lagring af vores programmer og data med en hurtigere mellemhukommelse mellem den sekundære og processorenheden, kan der gives ekstra hastighed uden at ofre den høje kapacitet. I RAM vil de gå indlæsningsinstruktioner og data fra kørende processer eller programmer så CPU'en kan få adgang til dem uden adgang til sekundær hukommelse, hvilket ville være meget langsommere.

RAM er også en type flygtig hukommelse Det mister sit indhold, hvis strømforsyningen fjernes. Det ville ikke være praktisk kun at have denne type hukommelse, da hver gang udstyret slukkes, ville alt gå tabt. Dette er grunden til, at sekundære minder stadig er så nødvendige. De er permanente minder, der ikke behøver at have en konstant strømforsyning for at gemme værdierne.

Hvis du kan lide historie, RAM-tidslinje opsummeret er:

• En af de første RAM-minder var den magnetisk kerne af 1949. Hver bit blev opbevaret i en toroid af ferromagnetisk materiale. Hvert stykke havde et par millimeter i diameter og tog derfor meget plads og begrænsede kapaciteten. Men det var bestemt bedre end relæer og forsinkelseslinjer for denne type tilfældig adgangshukommelse.
• I 1969 ville de første RAM'er oprettet med Intel-halvledere komme. Med chips som 3101 64-bit. Det følgende år præsenterede han DRAM-hukommelse på 1 KB (chip 1103), der lægger grundlaget for de nuværende hukommelser for tilfældig adgang. Faktisk ville DRAM blive standarden, så IBMs opfindelse havde overtaget branchen.
• År senere ville de fortsat være miniaturiserede med chips med stigende kapacitet og ydeevne, indtil SIPP'er og DIP'er begyndte at blive kasseret for at begynde at bruge de nuværende. SIMM-moduler (Single In-line Memory Module), dvs. moduler med alle kontakter på den ene side. Det gjorde det let at ændre RAM og tilføje dem som om de var udvidelseskort.
• I slutningen af ​​80'erne gjorde processorenes teknologi dem meget hurtigere end RAM'erne, hvilket genererede vigtig flaskehalse. Det var nødvendigt at øge båndbredden og adgangshastigheden for de hængende hukommelseschips.
• Talrige teknologier begyndte at ankomme for at minimere denne flaskehals, såsom FPM RAM (Fast Page Mode RAM) teknologi, inspireret af Burst Mode fra Intel 80486. En adresseringstilstand, der forbedrede adgangen med adgangstider på 70 eller 60 ns.
• EDORAM, o Udvidet dataoutput, ville komme i 1994 med adgangstider på 40 eller 30 ns. En forbedring baseret på dette var BEDO, Burst EDO, der opnåede en 50% forbedring i forhold til EDO.
• den hurtigere minder de var dem af mikroprocessorer, såsom cellebaserede registre SRAM (Static RAM). Men de er ekstremt dyre for at opnå gode muligheder med dem, så de var ikke praktiske på trods af den enorme ydeevne, de har. Derfor blev de henvist til små buffere eller meget små CPU-registre. Af denne grund var EDO, BEDO, FPM stadig af typen DRAM.
• I 1992 oprettede Samsung den første kommercielle chip SDRAM (Synkron dynamisk RAM), den nuværende standard.
• Herfra var alle RAM'er baseret på SDRAM-hukommelsesceller. En af de første der dukkede op var Rambus fra Intel, der gik uden smerte eller ære foran den billigere SDR RAM (Single Data Rate RAM).
• For at forbedre de foregående præstationer og ikke hæve prisen som i tilfældet med Rambus, DDR ville ankomme (Dual Data Rate). DDR tillod overførsel på to kanaler på samme tid i hver urcyklus og fordoblede ydelsen af ​​SDR.
• Og fra DDR ved du, hvordan historien er fortsat med udseendet af DDR2, DDR3, DDR4, DDR5, ...

... men det var ikke nok

Computing kræver mere og mere ydeevne. Det HDD'er er udviklet til SSD'er meget hurtigere. Og mikroprocessorer begyndte at inkludere deres egne hurtige minder mellem funktionelle enheder og RAM. På den måde kan de indlæse dem med data og instruktioner for meget mere øjeblikkelig adgang i stedet for at skulle gå direkte til RAM hver gang de har brug for noget.

Disse minder, som jeg henviser til, er cache-hukommelse, en buffer, der fungerer som en buffer mellem CPU'en og RAM. Det skal siges, at du tidligere kunne købe cachemoduler som RAM, og at du kunne tilføje, hvis du ville have dit team. Noget som de gamle coprocessorer eller FPU'er, som ikke var integreret i selve CPU-chippen. Men over tid blev de integreret i selve processorpakken (se for eksempel Intel Pentium Pro) og blev endelig en del af den samme IC som i de nuværende mikroprocessorer.

Disse cache-minder har vokset i niveauer, såsom den aktuelle L1 (samlet eller separat for instruktioner / data), den samlede L2, L3 osv. Og ikke kun det, uden for mikroprocessoren, arbejdes der også på en eller anden måde for at fremskynde adgangen til data og instruktioner, såsom Intel Octant-moduler og andre typer buffere, men det er en anden historie ...

DDR SDRAM

Efter at have sat dig i baggrunden kender du allerede den vej, der er taget indtil ankomsten af den nuværende DDR SDRAM. Nu skal vi se de typer, der findes, og deres egenskaber. Det skal siges, at sammenlignet med Intel Pentium 4, der hovedsageligt brugte deres RAMBUS, var AMD Athlon de første til at understøtte den billigere DDR. Konfronteret med salget og ydeevnen af ​​AMD-baserede computere blev Intel også tvunget til at adoptere DDR ...

Typer

I henhold til DDR-versionen

den DDR-versioner tillad forskellige returneringer:

• DDR: PC-xxxx angiver modulets båndbredde, hvis det f.eks. Er PC-1600, resulterer dette i at multiplicere 100.000.000 hz (100 Mhz bus) x 2 (dvs. Dual Data Rate) x 8 bytes = 1600 MB / s eller 1.6 GB / s overførsel.
  • DDR-200 (PC-1600): med 100 MHz bus og 200 MHz I / O. Dets navn kommer fra dens 1600 MB / s eller 1.6 GB / s overførsel.
  • DDR-266 (PC-2100): med 133 MHz bus og 266 MHz I / O. Med overførselskapacitet på 2.1 GB / s.
  • DDR-333 (PC-2700): med 166 MHz-bus og 333 MHz I / O. Med en overførselskapacitet på 2.7 GB / s.
  • DDR-400 (PC-3200): med 200 MHz bus og 400 MHz I / O. Med i alt 3.2 GB / s maksimal overførsel.
• DDR2: arbejder med 4 bits pr. cyklus, dvs. 2 går og 2 tilbage. Det forbedrer potentialet i den tidligere DDR1.
  • Fra DDR2-333 (PC2-2600): den fungerer med 100 MHz basisbus med 166 MHz I / O, hvilket giver den en overførselskapacitet på 2.6 GB / s. 10 ns adgangstid.
  • Op til DDR2-1200 (PC2-9600): bussen går op til 300 MHz, 600 MHz til I / O og 9.6 GB / s overførsel. 3,3ns adgangstid.
• DDR3: tillader højere overførselshastighed og arbejdshastighed sammenlignet med DDR2, selvom latenstiden er højere.
  • Fra DDR3-1066 (PC3-8500): 133 MHz-bus, 533 MHz I / O, 8.5 GB / s-overførsler. 7.5 ns adgangstid.
  • Op til DDR3-2200 (PC3-18000): 350 MHz bus, 1100 MHz I / O og 18 GB / s overførsler. 3.3 ns adgangstid.
• DDR4: lavere forsyningsspænding og højere overførselshastighed sammenlignet med de foregående. Desværre har den højere ventetid, hvilket reducerer dens ydeevne alt andet lige.
  • Fra DDR4-1600 (PC4-12800): med en 200 MHz base bus, 1600 MHz I / O og 12.8 GB / s overførsler.
  • Op til DDR4-2666 (PC4-21300): med 333 MHz basisbus, 2666 MHz I / O og 21.3 GB / s overførsler.
• DDR5, DDR6, DDR7 ...: den nærmeste fremtid.

I henhold til typen af ​​modul

masse SIMM-moduler udviklede sig til nuværende DIMM'er, som er opdelt i:

• DIMM (Dual In-Line Memory Module): et hukommelsesmodul med kontakter på begge sider, hvilket giver et større antal kontakter. Det er dem, der bruger stationære computere.
• SO-DIMM (lille omrids-DIMM)- Dette er en nedskaleret version af almindelige DIMM'er, dvs. kortere moduler til mindre computere. De bruges i bærbare computere, bundkort til miniPC'er med små formfaktorer som mini-ITX osv.

Uanset om de er DIMM'er eller SO-DIMM'er, kan de have forskellige kapaciteter, egenskaber og typer set ovenfor. Dette ændrer ikke noget.

I henhold til kanalerne

RAM-hukommelsesmoduler kan grupperes med en eller flere busser:

• Enkelt hukommelseskanal: alle hukommelsesmoduler er grupperet i en enkelt bank af slots, der deler den samme bus.
• Dobbelt hukommelseskanal- Har to separate hukommelsesstikbanker på bundkortet. Modulerne kan indsættes i disse to kanaler med to separate busser, der giver en større båndbredde og dermed ydeevne. For eksempel, hvis du har en APU eller en Intel med en integreret GPU, kan det medføre store fordele ved at give CPU MMU adgang til en bus, mens GPU-hukommelsescontrolleren får adgang til den anden uden at forstyrre de to ...
• Quad hukommelseskanalNår adgangskravene er meget højere, er det muligt at finde bundkort med fire kanaler, selvom at have fire kanaler ikke altid giver den forventede ydeevne, hvis denne kapacitet ikke virkelig udnyttes.

latens

Endelig, når du vil udvide din RAM-hukommelse, er der en række funktioner, bortset fra hvad der allerede er set, der kan forvirre dig, når du køber den rigtige. jeg mener forsinkelserne, CAS, RAS osv. Med hensyn til spændingerne og typen af ​​modul er sandheden, at dette vil afhænge af dit bundkorts kompatibilitet og den valgte hukommelsestype. Du bør læse manualerne på dit bundkort for at vide, hvilken hukommelse dit chipsæt understøtter, og hvilken type modul du har.

Du kan også se på hukommelsesmodulet eller modulerne, som du allerede har installeret, for at vide, hvordan du skaffer et lignende modul til at udvide det, og at det har samme karakteristika og kompatible.

Hastigheden på et RAM er altid relateret til to faktorer, den ene er urfrekvens og den anden er latenstid. Latency er den tid det tager at få adgang (skrive eller læse). Og der kan være den samme type modul med forskellige latenstider, og det er her brugere bliver forvirrede til at tro, at hvis de installerer et modul med en anden latenstid, vil det ikke være kompatibelt, eller hvis det vil påvirke eller ej ... Det er hvad jeg vil prøve at afklare her.

Først skal du være klar over, hvordan RAM fungererNår det er nødvendigt at få adgang til en bestemt hukommelsesblok, det vil sige en del af hukommelsen, hvor data lagres, fordeles hukommelsen i rækker og kolonner. Ved at aktivere de relevante række- og kolonnevalgslinjer kan du skrive eller læse hvad du vil. Men for at disse adgangsoperationer skal forekomme, skal de gennemgå et par cyklusser for at udføre handlinger, der forsinker operationen. Det er ventetid.

Hvordan kender jeg latenstiden til et modul? Nå, du har måske bemærket, at modulerne har en mærketype 16-18-18-35 eller lignende, det er latenstiderne i nanosekunder. Hvert tal har sin betydning i henhold til den position, det indtager:

• 16: Den første værdi kan også vises som CL eller CAS Latency, det angiver omtrent den tid, der går mellem processoren, der anmoder om data fra RAM, og den lokaliserer og sender den.
• 18: Det andet nummer kan findes som TRCD eller RAS til CAS Latency, dette tal repræsenterer tiden mellem placeringen og aktivering af en hukommelseslinje (RAS) og en kolonne (CAS), husk at hukommelsen er organiseret som om den var af en skakbræt.
• 18: Det tredje nummer kan findes som TRP eller RAS Precharge og refererer til den tid, det tager for hukommelsen at foretage en linjeskift, det vil sige at deaktivere den datalinje, du bruger i øjeblikket, og aktivere en ny linje.
• 35: Endelig angiver den fjerde værdi, hvad der kan vises som TRAS, Aktiv eller Aktiv til foropladning. Repræsenterer tiden til at vente, før hukommelsen kan give en ny adgang til dataene.

Hvornår jo lavere tal, jo bedreså hurtigere bliver det. Hvis du har et DDR4-modul med et CL11 og et CL9-modul, vil sidstnævnte uden tvivl være meget hurtigere.

Kan du blande moduler med forskellige latenstider?

Det er her det kommer fra spørgsmålet om århundredetog forvirring hos mange brugere. Svaret er ja. Hvis du har et DDR4-modul med den samme urfrekvens, men med en bestemt CL installeret i din computer, og du køber en anden med de samme egenskaber, men med en anden CL, betyder det ikke noget. Det fungerer, de vil ikke være inkompatible, dit team vil ikke afvise det. Latency er som kapacitet eller brand, det kan være forskelligt mellem moduler uden at der sker noget.

Så? Det eneste, du måske ikke opnår optimal ydelse, eller måske sænker det lidt afhængigt af dit valg. Jeg forklarer det for dig med et eksempel. Forestil dig en praktisk sag, at du har et Kingston DDR4 8GB 2400Mhz-modul og CL14 installeret på din computer. Men du vil udvide dit RAM og købe en Corsair DDR4 8GB ved 2800 MHz og CL16. Du ville have to moduler, der er fuldt kompatible, dit team tåler det, det stopper ikke med at arbejde. Du ville have 16 GB RAM, der fungerer. Men ... flere ting kunne ske:

1. Begge RAM-moduler sænker deres frekvens til standardprofiler af JEDEC-standarden, såsom 2133 MHz. Det vil sige, din hukommelse ville blive noget langsommere ved at reducere dens urfrekvens og dermed dens overførselshastighed.
   
2. En anden mulighed er, at modulet matcher det eksisterende modul i latens og frekvens. I dette tilfælde, i stedet for 2800 MHz, ville begge arbejde ved 2400 MHz og ved den højeste CL.

Hvornår ville du have problemer? Når du bruger Dual Channel eller Quad Channel. I disse tilfælde er det bedre, at du køber identiske moduler med hensyn til egenskaber (producentens kapacitet og mærke kan variere).

Hvor meget RAM har jeg brug for?

Nå, opsummer dette afhænger af hver brugers behov. For eksempel, hvis du skal bruge kontorsoftware, gennemse osv., Er 4-8 GB måske nok. Men hvis du vil spille, har du muligvis brug for 8-16 GB. Hvis du skal implementere flere virtuelle maskiner, har du muligvis brug for 32 GB eller mere ... det er noget meget personligt. Der er ingen magisk formel for, hvor meget du har brug for.

Det er meget vigtigt at se de anbefalede krav til den software, som du skal bruge regelmæssigt til at vælge din hardware godt ...

Der er en formel, der hjælper dig med at vælge et minimum basehukommelse for ikke at installere mindre, end du burde. Og går igennem gang 2 GB for hver kerne eller kerne, som din CPU har. Derfor, hvis du har en quadcore, skal du have mindst 8 GB.