RAM-Typen: Alles, was Sie über den Hauptspeicher wissen müssen

La RAM eines Computers ist eines der wichtigsten und begehrtesten Elemente, da es Ihrem System Geschwindigkeit verleiht. Darüber hinaus gibt es viele Arten von RAM, und jede hat bestimmte Eigenschaften, die der Benutzer überwachen muss, um festzustellen, ob das Modul mit seinen Geräten kompatibel ist oder nicht oder ob es mehr oder weniger Leistung bietet. Viele dieser technischen Merkmale sind den meisten Benutzern völlig unbekannt.

Daher zeige ich Ihnen in diesem Artikel alles, was Sie über RAM-Speicher wissen müssen, damit Sie beim nächsten Kauf eines Moduls zur Erweiterung des Arbeitsspeichers Ihres Computers keine Geheimnisse für sich haben. Falls Sie es wollen werde ein wahrer Erinnerungsexperte RAM-Typ, lesen Sie weiter ...

Ein wenig Geschichte

Hintergrund

Die Computer brauchen einen Speicher um die Programme (Daten und Anweisungen) zu speichern. Am Anfang verwendeten Computer in den 30er Jahren Lochkarten. Es waren Blätter aus Pappe oder anderem Material mit strategisch gefertigten Löchern, damit der Computer diese Löcher als Binärcode interpretieren konnte. Auf diese Weise wurden die Programme geladen. Es war eine Frau, die speziell diese Lochkarten erfand Ada LovelaceAda Byron. Ada wurde als angesehen der erste Programmierer der Geschichte, für seine Arbeit, Charles Babbages berühmte analytische Engine nützlich zu machen.

Nach und nach entwickelten sich die Maschinen. Mit der Ankunft der ENIAC im Jahr 1946 wurde sie verwendet Vakuumventile zu konstruieren Erinnerungen mit Flip-Flops. Diese Ventile verursachten aufgrund ihrer Unzuverlässigkeit viele Probleme, ihre Architektur ähnelte Glühbirnen und sie brannten wie diese aus, so dass sie häufig ausgetauscht werden mussten. Außerdem wurden sie erhitzt und verbrauchten viel Energie.

Es wurde etwas anderes benötigt Die elektronische wenn du Fortschritte machen wolltest. Im Jahr 1953 wurden Ferrit-Erinnerungen verwendet. Und erst 1968 entwarf IBM das erster halbleiterbasierter Speicher. Dieser Festkörperspeicher löste die Probleme der vorherigen und bot eine höhere Zuverlässigkeit, Haltbarkeit und Schnelligkeit. Es hatte eine 64-Bit-Kapazität, aber das Interessanteste ist, dass die ersten Speicherchips hier blieben.

Für einen Großteil der Geschichte verschiedene SpeicherformateB. Magnetbänder, Disketten, optische Medien (CD, DVD,…), die ersten magnetischen Festplatten (HDD), Halbleiterspeicher (SSD, RAM, Register, Puffer / Cache, ROM usw.) usw.

An dieser Stelle muss gesagt werden, dass in der Vergangenheit nur eine Speicherebene. Ein zentraler Speicher, in dem sich das Programm befand. Mit der Entwicklung der Datenverarbeitung wurden jedoch auch andere programmierbare Speicher verschiedener Typen aufgenommen, bis schnelle Speicher wie RAM auftauchten.

Die Ankunft von RAM

Als RAM kam, hatten Computer zwei Speicherebenen. Einerseits gab es eine Erinnerung an größere Kapazität, geringere Geschwindigkeit und billiger als Sekundärspeicher. Dieser sekundäre Speicher ist die Festplatte, die sich derzeit von magnetischen Festplatten (HDD) zu aktuellen Festkörperfestplatten auf Basis von Halbleitern oder SSDs entwickelt hat.

Während Haupt- oder Primärspeicher ist das, was wir RAM nennen (Direktzugriffsspeicher oder Direktzugriffsspeicher). Dieser Speicher ist um ein Vielfaches schneller als der Sekundärspeicher, aber seine Kapazität ist erheblich geringer, da sein Preis höher ist und es nicht praktisch war, sehr große Kapazitäten zu haben.

Ergänzend zum Sekundärspeicher mit hoher Kapazität zum Speichern unserer Programme und Daten kann durch einen schnelleren Zwischenspeicher zwischen der Sekundär- und der Verarbeitungseinheit eine zusätzliche Geschwindigkeit bereitgestellt werden, ohne die hohe Kapazität zu beeinträchtigen. Im RAM werden sie gehen Laden von Anweisungen und Daten aus laufenden Prozessen oder Programmen Damit kann die CPU auf sie zugreifen, ohne auf den Sekundärspeicher zuzugreifen, was viel langsamer wäre.

Auch RAM ist eine Art von flüchtiger Speicher Es verliert seinen Inhalt, wenn die Stromversorgung entfernt wird. Es wäre nicht praktisch, nur diese Art von Speicher zu haben, da jedes Mal, wenn das Gerät ausgeschaltet wird, alles verloren geht. Deshalb sind sekundäre Erinnerungen immer noch so notwendig. Sie sind permanente Speicher, die keine konstante Stromversorgung benötigen, um die Werte zu speichern.

Wenn Sie Geschichte mögen, die RAM-Timeline zusammengefasst ist:

• Einer der ersten RAM-Speicher war der von magnetischer Kern von 1949. Jedes Bit wurde in einem Toroid aus ferromagnetischem Material gespeichert. Jedes Stück hatte einen Durchmesser von einigen Millimetern, nahm viel Platz ein und begrenzte die Kapazität. Aber es war definitiv besser als Relais und Verzögerungsleitungen für diese Art von Direktzugriffsspeicher.
• 1969 kamen die ersten mit Intel-Halbleitern erstellten RAMs. Mit Chips wie dem 3101 64-Bit. Im folgenden Jahr präsentierte er DRAM-Speicher von 1 KB (Chip 1103), wodurch die Grundlagen für die aktuellen Direktzugriffsspeicher gelegt werden. Tatsächlich würde DRAM zum Standard werden, also hatte die Erfindung von IBM die Industrie übernommen.
• Jahre später würden sie mit Chips mit zunehmender Kapazität und Leistung weiter miniaturisiert, bis die SIPPs und DIPs verworfen wurden, um die aktuellen zu verwenden. SIMM-Module (Single Inline Memory Module), dh Module mit allen Kontakten auf einer Seite. Das machte es einfach, den RAM zu ändern und sie hinzuzufügen, als wären sie Erweiterungskarten.
• In den späten 80er Jahren machte die Prozessortechnologie Prozessoren viel schneller als RAMs, was zu erheblichen Ergebnissen führte Engpässe. Es war notwendig, die Bandbreite und die Zugriffsgeschwindigkeit der nacheilenden Speicherchips zu erhöhen.
• Zahlreiche Technologien begann, diesen Engpass zu minimieren, wie die FPM-RAM-Technologie (Fast Page Mode RAM), die vom Burst-Modus des Intel 80486 inspiriert war. Ein Adressierungsmodus, der den Zugriff mit Zugriffszeiten von 70 oder 60 ns verbesserte.
• EDO-RAM, o Erweiterte Datenausgabe, würde 1994 mit Zugriffszeiten von 40 oder 30 ns kommen. Eine darauf basierende Verbesserung war das BEDO, Burst EDO, das eine 50% ige Verbesserung gegenüber dem EDO erzielte.
• Die schnellere Erinnerungen Sie waren solche von Mikroprozessoren, wie z. B. zellbasierten Registern SRAM (Static RAM). Aber sie sind extrem teuer, um große Fähigkeiten zu erreichen, so dass sie trotz der enormen Leistung, die sie haben, nicht praktisch waren. Deshalb wurden sie in kleine Puffer oder sehr kleine CPU-Register verbannt. Aus diesem Grund waren EDO, BEDO, FPM immer noch vom DRAM-Typ.
• 1992 stellt Samsung den ersten kommerziellen Chip her SDRAM (Synchronous Dynamic RAM), der aktuelle Standard.
• Von hier an basierten alle RAMs auf SDRAM-Speicherzellen. Einer der ersten, der auftauchte, war der Rambus von Intel, das ohne Schmerzen oder Ruhm vor dem billigeren SDR-RAM (Single Data Rate RAM) bestanden hat.
• Um die Leistung der vorherigen zu verbessern und den Preis nicht wie im Fall von Rambus zu erhöhen, Die DDR würde eintreffen (Doppelte Datenrate). DDR ermöglichte die gleichzeitige Übertragung auf zwei Kanälen in jedem Taktzyklus, wodurch die Leistung von SDR verdoppelt wurde.
• Und aus der DDR wissen Sie, wie sich die Geschichte mit dem Erscheinen der DDR fortgesetzt hat DDR2, DDR3, DDR4, DDR5, ...

... aber es war nicht genug

Computing erfordert immer mehr Leistung. Das Festplatten haben sich zu SSDs entwickelt viel schneller. Und Mikroprozessoren begannen, ihre eigenen schnellen Speicher zwischen Funktionseinheiten und RAM einzuschließen. Auf diese Weise können sie Daten und Anweisungen für einen viel schnelleren Zugriff laden, anstatt jedes Mal, wenn sie etwas benötigen, direkt in den Arbeitsspeicher wechseln zu müssen.

Diese Erinnerungen, auf die ich mich beziehe, sind Cache-SpeicherEin Puffer, der als Puffer zwischen CPU und RAM fungiert. Es muss gesagt werden, dass Sie in der Vergangenheit Cache-Module wie RAM kaufen konnten und dass Sie hinzufügen konnten, wenn Sie zu Ihrem Team wollten. So etwas wie die alten Coprozessoren oder FPUs, die nicht im CPU-Chip selbst integriert waren. Im Laufe der Zeit wurden sie jedoch in das Prozessorpaket selbst integriert (siehe zum Beispiel den Intel Pentium Pro) und wurden schließlich Teil desselben ICs wie in aktuellen Mikroprozessoren.

Diese Cache-Erinnerungen sind in Ebenen gewachsen, wie das aktuelle L1 (vereinheitlicht oder getrennt für Anweisungen / Daten), das vereinheitlichte L2, das L3 usw. Und nicht nur das, auch außerhalb des Mikroprozessors wird daran gearbeitet, den Zugriff auf Daten und Anweisungen wie Intel Octant-Module und andere Arten von Puffern zu beschleunigen, aber dies ist eine andere Geschichte ...

DDR SDRAM

Nachdem Sie sich in den Hintergrund gestellt haben, kennen Sie bereits den Weg, der bis zur Ankunft von eingeschlagen wurde das aktuelle DDR-SDRAM. Jetzt werden wir die existierenden Typen und ihre Eigenschaften sehen. Es muss gesagt werden, dass der AMD Athlon im Vergleich zum Intel Pentium 4, der hauptsächlich seinen RAMBUS verwendete, als erster die billigere DDR unterstützte. Angesichts des Verkaufs und der Leistung von AMD-basierten Computern war Intel gezwungen, auch DDR einzuführen ...

Unsere

Nach der DDR-Version

Die DDR-Versionen unterschiedliche Renditen zulassen:

• DDR: PC-xxxx gibt die Bandbreite des Moduls an, wenn es sich beispielsweise um PC-1600 handelt, die sich aus der Multiplikation von 100.000.000 Hz (100-MHz-Bus) x 2 (Dual Data Rate) x 8 Byte = 1600 MB / s oder 1.6 GB ergibt / s Übertragung.
  • DDR-200 (PC-1600): mit 100-MHz-Bus und 200-MHz-E / A. Der Name stammt von der Übertragung mit 1600 MB / s oder 1.6 GB / s.
  • DDR-266 (PC-2100): mit 133-MHz-Bus und 266-MHz-E / A. Mit einer Übertragungskapazität von 2.1 GB / s.
  • DDR-333 (PC-2700): mit 166-MHz-Bus und 333-MHz-E / A. Mit einer Übertragungskapazität von 2.7 GB / s.
  • DDR-400 (PC-3200): mit 200-MHz-Bus und 400-MHz-E / A. Mit maximal 3.2 GB / s maximaler Übertragung.
• DDR2: arbeitet mit 4 Bits pro Zyklus, dh 2 gehen und 2 zurück. Das verbessert das Potenzial des vorherigen DDR1.
  • Von DDR2-333 (PC2-2600): Es funktioniert mit 100-MHz-Basisbus und 166-MHz-E / A, was einer Übertragungskapazität von 2.6 GB / s entspricht. 10 ns Zugriffszeit.
  • Bis zu DDR2-1200 (PC2-9600): Der Bus fährt bis zu 300 MHz, 600 MHz für E / A und 9.6 GB / s Übertragung. 3,3ns Zugriffszeit.
• DDR3: Ermöglicht eine höhere Übertragungs- und Arbeitsgeschwindigkeit im Vergleich zu DDR2, obwohl die Latenz höher ist.
  • Von DDR3-1066 (PC3-8500): 133-MHz-Bus, 533-MHz-E / A, 8.5 GB / s-Übertragungen. 7.5 ns Zugriffszeit.
  • Bis zu DDR3-2200 (PC3-18000): 350-MHz-Bus, 1100-MHz-E / A und 18 GB / s-Übertragungen. 3.3 ns Zugriffszeit.
• DDR4: niedrigere Versorgungsspannung und höhere Übertragungsrate im Vergleich zu den vorherigen. Leider hat es eine höhere Latenz, was seine Leistung verringert, wenn alle anderen Dinge gleich sind.
  • Von DDR4-1600 (PC4-12800): mit einem 200-MHz-Basisbus, 1600-MHz-E / A und 12.8 GB / s-Übertragungen.
  • Bis zu DDR4-2666 (PC4-21300): mit 333-MHz-Basisbus, 2666-MHz-E / A und 21.3 GB / s-Übertragungen.
• DDR5, DDR6, DDR7 ...: Die nahe Zukunft.

Je nach Modultyp

Die SIMM-Module haben sich zu aktuellen DIMMs entwickelt, die unterteilt sind in:

• DIMM (Dual-In-Line-Speichermodul): Ein Speichermodul mit beidseitigen Kontakten, das eine größere Anzahl von Kontakten ermöglicht. Sie werden von Desktop-Computern verwendet.
• SO-DIMM (Small Outline DIMM)- Dies ist eine verkleinerte Version regulärer DIMMs, dh kürzere Module für kleinere Computer. Sie werden in Notebooks, Motherboards für Mini-PCs mit kleinen Formfaktoren wie Mini-ITX usw. verwendet.

Unabhängig davon, ob es sich um DIMMs oder SO-DIMMs handelt, können sie unterschiedliche Kapazitäten, Eigenschaften und Typen aufweisen, wie oben dargestellt. Das ändert nichts.

Nach den Kanälen

RAM-Speichermodule kann gruppiert werden mit einem oder mehreren Bussen:

• Einzelner Speicherkanal: Alle Speichermodule sind in einer einzigen Steckplatzbank zusammengefasst, die denselben Bus gemeinsam nutzen.
• Dualer Speicherkanal- Sie haben zwei separate Speichersteckplätze auf der Hauptplatine. Die Module können mit zwei separaten Bussen in diese beiden Kanäle eingefügt werden, wodurch eine größere Bandbreite und damit eine höhere Leistung erzielt wird. Wenn Sie beispielsweise eine APU oder einen Intel mit integrierter GPU haben, kann dies große Vorteile bringen, da die CPU-MMU auf einen Bus zugreifen kann, während der GPU-Speichercontroller auf den anderen zugreift, ohne die beiden zu stören ...
• Quad-SpeicherkanalWenn die Zugriffsanforderungen viel höher sind, ist es möglich, Motherboards mit vier Kanälen zu finden, obwohl vier Kanäle nicht immer die erwartete Leistung bieten, wenn diese Kapazität nicht wirklich genutzt wird.

Latenz

Wenn Sie Ihren RAM-Speicher erweitern möchten, gibt es neben den bereits gesehenen Funktionen eine Reihe von Funktionen, die Sie beim Kauf des richtigen verwirren können. ich meine die Latenzen, das des CAS, RAS usw. Die Spannung und die Art des Moduls hängen in Wahrheit von der Kompatibilität Ihres Motherboards und der Art des gewählten Speichers ab. Sie sollten die Handbücher Ihres Motherboards lesen, um zu erfahren, welchen Speicher Ihr Chipsatz unterstützt und welchen Modultyp Sie haben.

Sie können sich auch das Speichermodul oder die bereits installierten Module ansehen, um zu erfahren, wie Sie ein ähnliches Modul erwerben, um es zu erweitern, und dass es dieselben Eigenschaften aufweist und kompatibel ist.

Die Geschwindigkeit eines RAM hängt immer von zwei Faktoren ab, von denen einer der ist Taktfrequenz und die andere ist die Latenz. Die Latenz ist die Zeit, die für den Zugriff (Schreiben oder Lesen) benötigt wird. Und es kann denselben Modultyp mit unterschiedlichen Latenzen geben, und hier werden Benutzer verwirrt, wenn sie glauben, dass ein Modul mit einer anderen Latenz nicht kompatibel ist oder sich darauf auswirkt oder nicht ... Das heißt Was ich hier zu klären versuchen werde.

Zuerst musst du Machen Sie sich klar, wie RAM funktioniertWenn auf einen bestimmten Speicherblock zugegriffen werden muss, dh auf einen Teil des Speichers, in dem Daten gespeichert sind, wird der Speicher in Zeilen und Spalten verteilt. Durch Aktivieren der entsprechenden Zeilen- und Spaltenauswahlzeilen können Sie schreiben oder lesen, was Sie möchten. Damit diese Zugriffsvorgänge ausgeführt werden können, müssen sie einige Zyklen durchlaufen, um Aktionen auszuführen, die den Vorgang verzögern. Das ist Latenz.

Woher weiß ich die Latenz eines Moduls? Nun, Sie haben vielleicht bemerkt, dass die Module einen Markentyp 16-18-18-35 oder ähnliches haben, das sind die Latenzen in Nanosekunden. Jede Zahl hat ihre Bedeutung entsprechend der Position, die sie einnimmt:

• 16: Der erste Wert kann auch als CL- oder CAS-Latenz angezeigt werden. Er gibt ungefähr die Zeit an, die zwischen dem Prozessor, der Daten vom RAM anfordert, und dem Auffinden und Senden dieser Daten vergeht.
• 18: Die zweite Nummer kann als TRCD- oder RAS-zu-CAS-Latenz angegeben werden. Diese Nummer gibt die Zeit zwischen dem Speicherort und der Aktivierung einer Speicherleitung (RAS) und einer Spalte (CAS) an. Denken Sie daran, dass der Speicher so organisiert ist, als wäre er von a Schachbrett.
• 18: Die dritte Nummer ist TRP oder RAS Precharge und bezieht sich auf die Zeit, die der Speicher benötigt, um einen Zeilenumbruch durchzuführen, dh um die aktuell verwendete Datenleitung zu deaktivieren und eine neue Leitung zu aktivieren.
• 35: Schließlich gibt der vierte Wert an, was als TRAS, Aktiv oder Aktiv zum Vorladen angezeigt werden kann. Stellt die Wartezeit dar, bevor der Speicher wieder auf die Daten zugreifen kann.

wenn Je niedriger die Zahlen, desto besserso schneller wird es sein. Wenn Sie ein DDR4-Modul mit einem CL11- und einem CL9-Modul haben, ist letzteres zweifellos viel schneller.

Können Sie Module mit unterschiedlichen Latenzen mischen?

Hier kommt es her die Frage des Jahrhundertsund die Verwirrung vieler Benutzer. Die Antwort ist ja. Wenn Sie ein DDR4-Modul mit derselben Taktfrequenz, aber mit einem bestimmten CL auf Ihrem Computer installiert haben und ein anderes mit denselben Eigenschaften, aber mit einem anderen CL kaufen, spielt dies keine Rolle. Es wird funktionieren, sie werden nicht inkompatibel sein, Ihr Team wird es nicht ablehnen. Die Latenz ist wie Kapazität oder Marke. Sie kann zwischen den Modulen unterschiedlich sein, ohne dass etwas passiert.

So? Das Einzige, was Sie vielleicht nicht erreichen werden, ist, dass es je nach Ihrer Wahl ein wenig abnimmt. Ich werde es Ihnen anhand eines Beispiels erklären. Stellen Sie sich einen praktischen Fall vor, dass Sie ein Kingston DDR4-Modul mit 8 GB bei 2400 MHz und CL14 auf Ihrem Computer installiert haben. Sie möchten jedoch Ihren Arbeitsspeicher erweitern und einen Corsair DDR4 8 GB mit 2800 MHz und CL16 kaufen. Sie hätten zwei Module, die vollständig kompatibel sind. Ihr Team wird dies tolerieren und es wird nicht aufhören zu arbeiten. Sie würden 16 GB RAM arbeiten. Aber ... verschiedene Dinge könnten passieren:

1. Beide RAM-Module senken ihre Frequenz auf Standardprofile des JEDEC-Standards, z. B. 2133 MHz. Das heißt, Ihr Speicher würde etwas langsamer, wenn Sie seine Taktfrequenz und damit seine Übertragungsrate verringern.
   
2. Eine weitere Option besteht darin, dass das Modul in Latenz und Häufigkeit mit dem vorhandenen Modul übereinstimmt. In diesem Fall würden beide anstelle von 2800 MHz bei 2400 MHz und bei der höchsten CL arbeiten.

Wann hätten Sie Probleme? Wenn Sie Dual Channel oder Quad Channel verwenden. In diesen Fällen ist es besser, dass Sie hinsichtlich der Eigenschaften identische Module kaufen (Kapazität und Marke des Herstellers können variieren).

Wie viel RAM brauche ich?

Fassen wir das zusammen hängt von den Bedürfnissen jedes Benutzers ab. Wenn Sie beispielsweise Office-Software verwenden, surfen usw., reichen möglicherweise 4 bis 8 GB aus. Aber wenn Sie spielen möchten, benötigen Sie möglicherweise 8-16 GB. Wenn Sie mehrere virtuelle Maschinen implementieren möchten, benötigen Sie möglicherweise 32 GB oder mehr. Dies ist etwas sehr Persönliches. Es gibt keine Zauberformel dafür, wie viel Sie brauchen.

Es ist sehr wichtig, die empfohlenen Anforderungen der Software zu kennen, die Sie regelmäßig verwenden werden, um Ihre Hardware gut auszuwählen ...

Es gibt eine Formel, mit der Sie einen minimalen Basisspeicher auswählen können, um nicht weniger zu installieren, als Sie sollten. Und geht durch Multiplizieren Sie 2 GB für jeden Kern oder Kern Ihrer CPU. Wenn Sie also einen Quadcore haben, sollten Sie mindestens 8 GB haben.