Tipi di RAM: tutto ciò che devi sapere sulla memoria principale

La RAM di un computer è uno degli elementi più importanti e più ambiti, poiché porta velocità al tuo sistema. Inoltre, ci sono molti tipi di RAM, e ognuna ha determinate caratteristiche che l'utente deve monitorare per sapere se il modulo è compatibile o meno con la propria attrezzatura o se fornirà più o meno prestazioni. Molte di queste caratteristiche tecniche sono totalmente sconosciute alla maggior parte degli utenti.

Pertanto, in questo articolo ti mostro tutto ciò che devi sapere sulla memoria RAM, in modo che la prossima volta che acquisti un modulo per espandere la memoria del tuo computer, non avrà segreti per te. Se vuoi diventare un vero "esperto" di memoria Tipo di RAM, continua a leggere ...

Un po' di storia

Contesto

Le i computer hanno bisogno di una memoria memorizzare i programmi (dati e istruzioni). All'inizio, i computer degli anni '30 utilizzavano schede perforate. Erano fogli di cartone o altro materiale con fori realizzati strategicamente in modo che il computer potesse interpretarli come codice binario. In questo modo sono stati caricati i programmi. È stata una donna a inventare queste schede perforate, in particolare Ada Lovelace, Ada Byron. Ada era considerata come il primo programmatore storia, per il suo lavoro nel rendere utile il famoso motore analitico di Charles Babbage.

A poco a poco le macchine si sono evolute. Con l'arrivo dell'ENIAC, nel 1946, ha utilizzato valvole per vuoto costruire ricordi con le infradito. Queste valvole creavano molti problemi a causa della loro inaffidabilità, la loro architettura era simile alle lampadine e si bruciavano come queste, quindi dovevano essere sostituite frequentemente. Inoltre, venivano riscaldati e consumavano grandi quantità di energia.

Era necessario qualcosa di diverso L'elettronica se volevi progredire. Nel 1953, le memorie di ferrite iniziarono ad essere utilizzate. E non è stato fino al 1968 che IBM ha progettato il prima memoria basata su semiconduttori. Questa memoria a stato solido ha risolto i problemi delle precedenti, fornendo maggiore affidabilità, durata e velocità. Aveva una capacità di 64 bit, ma la cosa più interessante è che i primi chip di memoria erano qui per restare.

Per gran parte della storia, diversi formati di memoria, come nastri magnetici, floppy disk, supporti ottici (CD, DVD, ...), i primi dischi rigidi magnetici (HDD), memorie a semiconduttori (SSD, RAM, registri, buffer / cache, ROM, ...), ecc.

A questo punto, va detto che in passato solo uno livello di memoria. Una memoria centrale che era dove si trovava il programma. Ma con l'evoluzione dei computer, sono state incluse anche altre memorie programmabili di vario tipo fino alla comparsa di memorie veloci come la RAM.

L'arrivo della RAM

Quando è arrivata la RAM, i computer hanno iniziato ad avere due livelli di memoria. Da un lato c'era una memoria di maggiore capacità, velocità inferiore e più economica, come memoria secondaria. Questa memoria secondaria è il disco rigido, che attualmente si è evoluto dai dischi rigidi magnetici (HDD), agli attuali dischi rigidi a stato solido basati su semiconduttori o SSD.

Mentre la memoria principale o primaria è ciò che chiamiamo RAM (Random Access Memory o Random Access Memory). Questa memoria è molte volte più veloce della memoria secondaria, ma la sua capacità è notevolmente inferiore, poiché il suo prezzo è più alto e non era pratico avere capacità molto grandi.

A complemento della memoria secondaria ad alta capacità per memorizzare i nostri programmi e dati, con una memoria intermedia più veloce tra il secondario e l'unità di elaborazione, è possibile fornire velocità extra senza sacrificare l'alta capacità. Nella RAM andranno caricamento di istruzioni e dati da processi o programmi in esecuzione in modo che la CPU possa accedervi senza accedere alla memoria secondaria, il che sarebbe molto più lento.

Inoltre, la RAM è un tipo di file memoria volatile Perde il suo contenuto se l'alimentazione viene rimossa. Non sarebbe pratico avere solo questo tipo di memoria, poiché ogni volta che si spegne l'apparecchiatura si perde tutto. Ecco perché i ricordi secondari sono ancora così necessari. Sono memorie permanenti che non necessitano di un'alimentazione costante per memorizzare i valori.

Se ti piace la storia, il Cronologia della RAM riassunto è:

• Una delle prime memorie RAM è stata quella di nucleo magnetico del 1949. Ogni bit è stato immagazzinato in un toroide di materiale ferromagnetico. Ogni pezzo aveva un diametro di pochi millimetri, occupando quindi molto spazio e limitando la capacità. Ma era decisamente meglio dei relè e delle linee di ritardo per questo tipo di memoria ad accesso casuale.
• Nel 1969 sarebbero arrivate le prime RAM create con semiconduttori Intel. Con chip come il 3101 a 64 bit. L'anno successivo ha presentato Memoria DRAM di 1 KB (chip 1103), ponendo le basi delle attuali memorie ad accesso casuale. In effetti, la DRAM sarebbe diventata lo standard, quindi l'invenzione di IBM aveva conquistato il settore.
• Anni dopo avrebbero continuato ad essere miniaturizzati, con chip con capacità e prestazioni crescenti, fino a quando i SIPP e DIP non iniziarono ad essere scartati per iniziare a utilizzare quelli attuali. Moduli SIMM (Single In-line Memory Module), ovvero moduli con tutti i contatti su un lato. Ciò ha reso facile cambiare la RAM e aggiungerli come se fossero schede di espansione.
• Alla fine degli anni '80, la tecnologia dei processori rendeva i processori molto più veloci delle RAM, portando a risultati significativi collo di bottiglia. Era necessario aumentare la larghezza di banda e la velocità di accesso dei chip di memoria in ritardo.
• Numerose tecnologie Cominciarono ad arrivare a minimizzare questo collo di bottiglia, come la tecnologia FPM RAM (Fast Page Mode RAM), ispirata alla Burst Mode dell'Intel 80486. Una modalità di indirizzamento che migliorava l'accesso, con tempi di accesso di 70 o 60 ns.
• RAM EDO, o Extended Data Output, sarebbe arrivato nel 1994 con tempi di accesso di 40 o 30 ns. Un miglioramento basato su questo è stato il BEDO, Burst EDO, che ha ottenuto un miglioramento del 50% rispetto all'EDO.
• Le ricordi più veloci erano quelli dei microprocessori, come i registri basati su celle SRAM (Static RAM). Ma sono estremamente costosi per ottenere grandi capacità, quindi non erano pratici nonostante le straordinarie prestazioni che hanno. Questo è il motivo per cui sono stati relegati a piccoli buffer o registri CPU molto piccoli. Per questo motivo, EDO, BEDO, FPM, erano ancora del tipo DRAM.
• Nel 1992, Samsung crea il primo chip commerciale SDRAM (Synchronous Dynamic RAM), lo standard attuale.
• Da qui in poi, tutte le RAM erano basate su celle di memoria SDRAM. Uno dei primi a comparire è stato il Rambus da Intel, che è passato senza dolore o gloria davanti alla più economica SDR RAM (Single Data Rate RAM).
• Per migliorare le prestazioni dei precedenti e non aumentare il prezzo come nel caso di Rambus, la DDR sarebbe arrivata (Doppia velocità dati). DDR ha consentito il trasferimento su due canali contemporaneamente in ogni ciclo di clock, raddoppiando le prestazioni di SDR.
• E dalla DDR, sai come la storia è continuata con l'apparizione di DDR2, DDR3, DDR4, DDR5, ...

... ma non era abbastanza

L'informatica richiede sempre più prestazioni. Il Gli HDD si sono evoluti in SSD più veloce. E i microprocessori iniziarono a includere le proprie memorie veloci tra le unità funzionali e la RAM. In questo modo, possono caricarli con dati e istruzioni per un accesso molto più immediato invece di dover andare direttamente alla RAM ogni volta che hanno bisogno di qualcosa.

Questi ricordi a cui mi riferisco sono memoria cache, un buffer che funge da buffer tra la CPU e la RAM. Va detto che in passato si potevano acquistare moduli cache come la RAM, e che si potevano aggiungere se si voleva al proprio team. Qualcosa come i vecchi coprocessori o FPU, che non erano integrati nel chip della CPU stesso. Ma nel tempo, sono stati integrati nel pacchetto del processore stesso (si veda ad esempio l'Intel Pentium Pro) e alla fine sono diventati parte dello stesso IC dei microprocessori attuali.

Questi ricordi cache sono cresciuti di livelli, come l'attuale L1 (unificato o separato per istruzioni / dati), unificato L2, L3, ecc. E non solo, al di fuori del microprocessore si sta lavorando anche per accelerare in qualche modo l'accesso a dati e istruzioni, come i moduli Intel Octant e altri tipi di buffer, ma questa è un'altra storia ...

DDR SDRAM

Dopo averti messo in secondo piano, conosci già il percorso intrapreso fino all'arrivo di l'attuale DDR SDRAM. Ora vedremo i tipi esistenti e le loro caratteristiche. Va detto che rispetto all'Intel Pentium 4 che utilizzava principalmente il loro RAMBUS, gli AMD Athlon sono stati i primi a supportare il DDR più economico. Di fronte alle vendite e alle prestazioni dei computer basati su AMD, Intel è stata costretta ad adottare anche DDR ...

Tipo

Secondo la versione DDR

Le Versioni DDR consentire resi disparati:

• DDR: PC-xxxx indica la larghezza di banda del modulo, se ad esempio è PC-1600, si ottiene moltiplicando 100.000.000 hz (bus 100 Mhz) x 2 (essendo Dual Data Rate) x 8 byte = 1600 MB / so 1.6 GB trasferimento / s.
  • DDR-200 (PC-1600): con bus da 100 Mhz e I / O da 200 Mhz. Il suo nome deriva dal trasferimento di 1600 MB / so 1.6 GB / s.
  • DDR-266 (PC-2100): con bus 133 Mhz e 266 Mhz I / O. Con capacità di trasferimento di 2.1 GB / s.
  • DDR-333 (PC-2700): con bus a 166 Mhz e I / O a 333 Mhz. Con una capacità di trasferimento di 2.7 GB / s.
  • DDR-400 (PC-3200): con bus da 200 Mhz e I / O da 400 Mhz. Con un totale di trasferimento massimo di 3.2 GB / s.
• DDR2: funziona con 4 bit per ciclo, ovvero 2 in entrata e 2 in ritorno. Ciò migliora il potenziale della precedente DDR1.
  • Da DDR2-333 (PC2-2600): funziona con bus base a 100 Mhz, con 166 Mhz I / O, che gli conferisce una capacità di trasferimento di 2.6 GB / s. Tempo di accesso 10 ns.
  • Fino a DDR2-1200 (PC2-9600): il bus arriva fino a 300 Mhz, 600 Mhz per I / O e 9.6 GB / s di trasferimento. Tempo di accesso 3,3ns.
• DDR3: consente una maggiore velocità di trasferimento e di lavoro rispetto a DDR2, sebbene la latenza sia maggiore.
  • Da DDR3-1066 (PC3-8500): bus 133 Mhz, I / O 533 Mhz, trasferimenti 8.5 GB / s. Tempo di accesso di 7.5 ns.
  • Fino a DDR3-2200 (PC3-18000): bus a 350 Mhz, I / O a 1100 Mhz e trasferimenti da 18 GB / s. 3.3 ns tempo di accesso.
• DDR4: tensione di alimentazione inferiore e velocità di trasferimento maggiore rispetto alle precedenti. Purtroppo ha una latenza maggiore, che riduce le sue prestazioni a parità di condizioni.
  • Da DDR4-1600 (PC4-12800): con bus base da 200 Mhz, I / O a 1600 Mhz e trasferimenti da 12.8 GB / s.
  • Fino a DDR4-2666 (PC4-21300): con bus di base a 333 Mhz, I / O a 2666 Mhz e trasferimenti da 21.3 GB / s.
• DDR5, DDR6, DDR7 ...: il futuro prossimo.

Secondo il tipo di modulo

I I moduli SIMM si sono evoluti negli attuali DIMM, che si dividono in:

• DIMM (modulo di memoria in linea doppio): un modulo di memoria con contatti su entrambi i lati, che consente un maggior numero di contatti. Sono quelli utilizzati dai computer desktop.
• SO-DIMM (DIMM con contorno piccolo)- Questa è una versione ridotta dei moduli DIMM normali, ovvero moduli più corti per computer più piccoli. Sono utilizzati in computer notebook, schede madri per miniPC con fattori di forma piccoli come mini-ITX, ecc.

Che si tratti di DIMM o SO-DIMM, possono essere di diverse capacità, caratteristiche e tipi visti sopra. Questo non cambia nulla.

Secondo i canali

Moduli di memoria RAM possono essere raggruppati con uno o più autobus:

• Singolo canale di memoria: tutti i moduli di memoria sono raggruppati in un unico banco di slot, condividendo lo stesso bus.
• Doppio canale di memoria- Dispone di due banchi di slot di memoria separati sulla scheda madre. I moduli possono essere inseriti in questi due canali, con due bus separati, fornendo maggiore larghezza di banda, e quindi prestazioni. Ad esempio, se si dispone di una APU o di un Intel con GPU integrata, potrebbe portare grandi vantaggi consentendo alla MMU della CPU di accedere a un bus mentre il controller di memoria della GPU accede all'altro senza interferire tra i due ...
• Canale di memoria quadruploQuando le richieste di accesso sono molto più elevate, è possibile trovare schede madri con quattro canali, anche se avere quattro canali non sempre fornisce le prestazioni attese se questa capacità non viene realmente sfruttata.

Latenza

Infine, quando vuoi espandere la tua RAM, ci sono una serie di funzionalità, a parte quanto già visto, che possono confonderti al momento dell'acquisto di quella giusta. intendo le latenze, quello del CAS, RAS, ecc. Per quanto riguarda le tensioni e il tipo di modulo, la verità è che questo dipenderà dalla compatibilità della scheda madre e dal tipo di memoria scelto. Dovresti leggere i manuali della tua scheda madre per sapere quale memoria supporta il tuo chipset e che tipo di modulo hai.

Puoi anche guardare il modulo di memoria oi moduli che hai già installato per sapere come acquisire un modulo simile per espanderlo, e che sia delle stesse caratteristiche e compatibile.

La velocità di una RAM è sempre correlata a due fattori, uno è il frequenza di clock e l'altra è la latenza. La latenza è il tempo necessario per accedere (in scrittura o in lettura). E può esserci lo stesso tipo di modulo con latenze diverse, ed è qui che gli utenti sono confusi credendo che se installano un modulo con una latenza diversa non sarà compatibile, o se influirà o meno ... cosa cercherò di chiarire qui.

Per prima cosa devi essere chiari su come funziona la RAMQuando è necessario accedere a un particolare blocco di memoria, ovvero una porzione di memoria in cui sono archiviati i dati, la memoria viene distribuita in righe e colonne. Attivando le righe di selezione delle righe e delle colonne appropriate, puoi scrivere o leggere quello che vuoi. Ma affinché si verifichino queste operazioni di accesso, è necessario eseguire alcuni cicli per eseguire azioni che ritardano l'operazione. Questa è la latenza.

Come conosco la latenza di un modulo? Bene, potresti aver notato che i moduli hanno un tipo di contrassegno 16-18-18-35 o simile, quelle sono le latenze in nanosecondi. Ogni numero ha il suo significato in base alla posizione che occupa:

• 16: Il primo valore può anche apparire come CL o CAS Latency, indica approssimativamente il tempo che intercorre tra il processore che richiede i dati dalla RAM e li individua e li invia.
• 18: Il secondo numero può essere trovato come TRCD o RAS to CAS Latency, questo numero rappresenta il tempo tra la posizione e l'attivazione di una riga di memoria (RAS) e di una colonna (CAS), ricorda che la memoria è organizzata come se fosse di una scacchiera.
• 18: Il terzo numero può essere trovato come TRP o RAS Precharge e si riferisce al tempo necessario alla memoria per eseguire un'interruzione di riga, ovvero per disattivare la linea dati attualmente in uso e attivare una nuova linea.
• 35: Infine il quarto valore indica cosa può apparire come TRAS, Active o Active per precaricare. Rappresenta il tempo di attesa prima che la memoria possa accedere nuovamente ai dati.

Quando più bassi sono i numeri, meglio èpiù veloce sarà. Se hai un modulo DDR4 con un modulo CL11 e un modulo CL9, quest'ultimo sarà molto più veloce, senza dubbio.

Puoi mescolare moduli con latenze diverse?

Ecco da dove viene la questione del secoloe la confusione di molti utenti. La risposta è si. Se hai un modulo DDR4, con la stessa frequenza di clock, ma con un CL specifico installato nel tuo computer e ne acquisti un altro con le stesse caratteristiche, ma con un CL diverso, non importa. Funzionerà, non saranno incompatibili, la tua squadra non lo rifiuterà. La latenza è come la capacità o il marchio, può essere diversa tra i moduli senza che accada nulla.

Quindi? L'unica cosa che forse non otterrai le prestazioni ottimali, o forse si abbasserà un po 'a seconda della tua scelta. Te lo spiego con un esempio. Immagina un caso pratico, che hai un modulo Kingston DDR4 da 8 GB a 2400 Mhz e CL14 installato nel tuo computer. Ma vuoi espandere la tua RAM e acquistare un Corsair DDR4 da 8 GB a 2800 Mhz e CL16. Avresti due moduli completamente compatibili, il tuo team lo tollererà, non smetterà di funzionare. Avresti 16 GB di RAM funzionanti. Ma ... potrebbero accadere diverse cose:

1. Entrambi i moduli RAM riducono la loro frequenza ai profili predefiniti dello standard JEDEC, come 2133 Mhz. Cioè, la tua memoria diventerebbe un po 'più lenta riducendo la sua frequenza di clock e quindi la sua velocità di trasferimento.
   
2. Un'altra opzione è che il modulo corrisponda al modulo esistente in termini di latenza e frequenza. In questo caso, invece di 2800 Mhz, entrambi funzionerebbero a 2400 Mhz e al CL più alto.

Quando avresti problemi? Quando si utilizza Dual Channel o Quad Channel. In quei casi è meglio acquistare moduli identici in termini di caratteristiche (la capacità e la marca del produttore possono variare).

Di quanta RAM ho bisogno?

Bene, riassumendo questo dipende dalle esigenze di ogni utente. Ad esempio, se hai intenzione di utilizzare software per ufficio, navigare, ecc., Forse 4-8 GB sono sufficienti. Ma se vuoi giocare, forse hai bisogno di 8-16 GB. Se stai per implementare più macchine virtuali potresti aver bisogno di 32 GB o più ... è qualcosa di molto personale. Non esiste una formula magica per quanto ti serve.

È molto importante vedere i requisiti consigliati del software che utilizzerai regolarmente per scegliere bene il tuo hardware ...

C'è una formula che ti aiuta a scegliere una memoria di base minima, in modo da non installare meno di quanto dovresti. E va avanti moltiplica 2 GB per ogni core o core della tua CPU. Pertanto, se hai un quadcore dovresti avere almeno 8 GB.