RAMの種類：メインメモリについて知っておくべきことすべて

La RAM コンピュータの速度は、システムに速度をもたらすため、最も重要で最も切望されている要素のXNUMXつです。 さらに、RAMには多くの種類があり、それぞれに特定の特性があり、モジュールが機器と互換性があるかどうか、またはパフォーマンスが向上するかどうかをユーザーが監視する必要があります。 これらの技術的特徴の多くは、ほとんどのユーザーにはまったく知られていません。

このため、この記事では、RAMメモリについて知っておく必要のあるすべてのことを示します。これにより、次にコンピュータのメモリを拡張するモジュールを購入したときに、秘密がなくなります。 お望みならば 真の記憶「エキスパート」になる RAMタイプ、読み続けてください..。

少し歴史

A

ラス コンピュータにはメモリが必要です プログラム（データと命令）を保存します。 当初、30年代のコンピューターはパンチカードを使用していました。 それらは、コンピュータがそれらの穴をバイナリコードとして解釈できるように戦略的に作られた穴のある段ボールまたは他の材料のシートでした。 このようにして、プログラムがロードされました。 特にこれらのパンチカードを思いついたのは女性でした エイダ・ラブレス（エイダ・バイロン）。 エイダは 最初のプログラマー チャールズ・バベッジの有名な分析エンジンを有用なものにするための彼の仕事に対して、歴史の。

少しずつ機械が進化していきました。 ENIACの到着とともに、1946年にそれは使用しました 真空バルブ 構築する ビーチサンダルの思い出。 これらのバルブは、信頼性が低いために多くの問題を引き起こし、アーキテクチャは電球に似ていて、このように燃え尽きてしまったため、頻繁に交換する必要がありました。 さらに、それらは加熱され、大量のエネルギーを消費しました。

で何か違うものが必要でした 電子 あなたが進歩したいなら。 1953年にフェライトメモリが使用され始めました。 そしてIBMが設計したのは1968年まででした 最初の半導体ベースのメモリ。 このソリッドステートメモリは、以前の問題を解決し、信頼性、耐久性、高速性を向上させました。 容量は64ビットでしたが、最も興味深いのは、最初のメモリチップがここに残っていたことです。

歴史の多くについて、 さまざまなメモリ形式、磁気テープ、フロッピーディスク、光ディスク（CD、DVDなど）、最初の磁気ハードドライブ（HDD）、半導体メモリ（SSD、RAM、レジスタ、バッファ/キャッシュ、ROMなど）など。

この時点で、過去にはXNUMXつだけと言わなければなりません メモリレベル。 プログラムがあった場所であった中央メモリ。 しかし、コンピューティングが進化するにつれて、RAMなどの高速メモリが登場するまで、さまざまなタイプの他のプログラム可能なメモリも含まれていました。

RAMの登場

RAMが登場すると、コンピュータにはXNUMX層のメモリが搭載されるようになりました。 一方では、容量が大きく、速度が遅く、安価なメモリがありました。 二次メモリ。 このセカンダリメモリは、現在磁気ハードドライブ（HDD）から半導体またはSSDをベースにした現在のソリッドステートハードドライブに進化したハードディスクです。

同時に メインメモリまたはプライマリメモリは、RAMと呼ばれるものです （ランダムアクセスメモリまたはランダムアクセスメモリ）。 このメモリはセカンダリメモリよりも数倍高速ですが、価格が高く、容量を大きくするのは現実的ではなかったため、容量はかなり低くなっています。

プログラムとデータを格納するための大容量のセカンダリメモリを補完し、セカンダリとプロセッシングユニット間のより高速な中間メモリにより、大容量を犠牲にすることなく追加の速度を提供できます。 RAMでは彼らは行きます 実行中のプロセスまたはプログラムからの命令とデータのロード これにより、CPUはセカンダリメモリにアクセスせずにそれらにアクセスできますが、これははるかに低速です。

また、RAMは一種です 揮発性メモリ 電源を外すと中身が失われます。 機器の電源を切るたびにすべてが失われるため、このタイプのメモリだけを使用するのは実用的ではありません。 これが、二次メモリが依然として必要な理由です。 それらは、値を保存するために一定の電源を必要としない永続的なメモリです。

あなたが歴史が好きなら、 RAMタイムライン 要約は次のとおりです。

• 最初のRAMメモリのXNUMXつは 磁気コア 各ビットは強磁性体のトロイドに格納されていました。 各ピースは直径数ミリメートルであったため、多くのスペースを占有し、容量を制限していました。 しかし、このタイプのランダムアクセスメモリでは、リレーや遅延線よりも間違いなく優れていました。
• 1969年に、Intel半導体で作成された最初のRAMが登場しました。 3101ビットのようなチップを使用。 翌年、彼は発表しました DRAMメモリ 1 KB（チップ1103）で、現在のランダムアクセスメモリの基礎を築きます。 実際、DRAMが標準になるため、IBMの発明が業界を引き継ぎました。
• 数年後、SIPPとDIPが廃棄されて現在のものを使い始めるまで、容量とパフォーマンスが向上したチップで小型化が続けられました。 SIMMモジュール （シングルインラインメモリモジュール）、つまり、片側にすべての接点があるモジュール。 これにより、RAMを簡単に変更して、拡張カードのように追加できました。
• 80年代後半、プロセッサテクノロジにより、プロセッサはRAMよりもはるかに高速になり、 ボトルネック。 遅れているメモリチップの帯域幅とアクセス速度を上げる必要がありました。
• 数多くのテクノロジー Intel80486のバーストモードに触発されたFPMRAM（高速ページモードRAM）テクノロジなど、このボトルネックを最小限に抑えるために到着し始めました。アクセス時間を70または60nsで改善するアドレッシングモード。
• EDO RAM、 o拡張データ出力は、1994年に40または30nsのアクセス時間で提供されます。 これに基づく改善は、BEDO、バーストEDOであり、EDOよりも50％改善されました。
• ラス より速い思い出 それらは、セルベースのレジスタSRAM（スタティックRAM）などのマイクロプロセッサのものでした。 しかし、それらを使用して優れた機能を実現するには非常にコストがかかるため、優れたパフォーマンスにもかかわらず実用的ではありませんでした。 そのため、それらは小さなバッファまたは非常に小さなCPUレジスタに追いやられました。 したがって、EDO、BEDO、FPMは依然としてDRAMタイプでした。
• 1992年、サムスンは最初の商用チップを作成しました SDRAM （同期ダイナミックRAM）、現在の標準。
• これ以降、すべてのRAMはSDRAMメモリセルに基づいていました。 最初に現れたのは ラムバス より安価なSDRRAM（シングルデータレートRAM）の前で苦痛も栄光もなしに通過したIntelから。
• ラムバスのように価格を上げずに、以前のものの性能を向上させるために、 DDRが到着します （デュアルデータレート）。 DDRを使用すると、各クロックサイクルで同時にXNUMXつのチャネルを転送できるため、SDRのパフォーマンスがXNUMX倍になります。
• そしてDDRから、あなたは歴史がどのように続いているかを知っています。 DDR2、DDR3、DDR4、DDR5、..。

...しかしそれは十分ではありませんでした

コンピューティングには、ますます多くのパフォーマンスが必要です。 ザ・ HDDはSSDに進化しました はるかに高速。 そしてマイクロプロセッサは、機能ユニットとRAMの間に独自の高速メモリを搭載し始めました。 そうすれば、何かが必要になるたびにRAMに直接アクセスする代わりに、データと命令をロードして、はるかに迅速にアクセスできるようになります。

私が言及するこれらの思い出は キャッシュメモリ、CPUとRAMの間のバッファとして機能するバッファ。 過去には、RAMなどのキャッシュモジュールを購入でき、チームに追加したい場合は追加できると言わなければなりません。 CPUチップ自体に統合されていなかった古いコプロセッサーやFPUのようなもの。 しかし、時が経つにつれて、それらはプロセッサパッケージ自体に統合され（たとえば、Intel Pentium Proを参照）、最終的に現在のマイクロプロセッサと同じICの一部になりました。

これらのキャッシュメモリ レベルで成長している、現在のL1（命令/データ用に統合または個別）、統合L2、L3など。 そして、マイクロプロセッサの外で、Intel Octantモジュールや他のタイプのバッファなどのデータや命令へのアクセスを何らかの方法で高速化するための作業も行われているだけでなく、これは別の話です...

DDR SDRAM

あなたをバックグラウンドに置いたので、あなたはすでに到着するまでにたどった道を知っています 現在のDDRSDRAM。 次に、存在するタイプとその特性を確認します。 主にRAMBUSを使用したIntelPentium 4と比較して、AMDAthlonが最初に安価なDDRをサポートしたと言わなければなりません。 AMDベースのコンピューターの販売とパフォーマンスに直面して、IntelはDDRも採用することを余儀なくされました...

種類

DDRバージョンによると

ラス DDRバージョン 異なる返品を許可する：

• DDR：PC-xxxxは、モジュールの帯域幅を示します。たとえば、PC-1600の場合、これは100.000.000 hz（100 Mhzバス）x 2（デュアルデータレート）x8バイト= 1600 MB / sまたは1.6GBを乗算した結果です。 / s転送。
  • DDR-200（PC-1600）：100Mhzバスおよび200Mhz I / O付き。 その名前は、1600 MB / sまたは1.6GB / sの転送に由来しています。
  • DDR-266（PC-2100）：133Mhzバスおよび266Mhz I / Oを使用。 2.1GB /秒の転送容量。
  • DDR-333（PC-2700）：166Mhzバスおよび333Mhz I / Oを使用。 2.7GB /秒の転送容量。
  • DDR-400（PC-3200）：200Mhzバスおよび400Mhz I / O付き。 合計3.2GB /秒の最大転送。
• DDR2：サイクルごとに4ビットで動作します。つまり、2が進み、2が戻ります。 これにより、以前のDDR1の可能性が向上します。
  • DDR2-333（PC2-2600）から：100 Mhzベースバス、166 Mhz I / Oで動作し、2.6 GB / sの転送容量を提供します。 10nsのアクセス時間。
  • 最大DDR2-1200（PC2-9600）：バスは最大300Mhz、I / Oおよび600GB / s転送の場合は9.6Mhzになります。 3,3nsのアクセス時間。
• DDR3：レイテンシは高くなりますが、DDR2と比較してより高い転送速度と作業速度が可能です。
  • DDR3-1066（PC3-8500）から：133 Mhzバス、533 Mhz I / O、8.5 GB / s転送。 7.5nsのアクセス時間。
  • 最大DDR3-2200（PC3-18000）：350 Mhzバス、1100 Mhz I / O、および18 GB / s転送。 3.3nsのアクセス時間。
• DDR4：以前のものと比較して、より低い供給電圧とより高い転送速度。 残念ながら、レイテンシーが高く、他のすべての条件が同じであればパフォーマンスが低下します。
  • DDR4-1600（PC4-12800）から：200 Mhzベースバス、1600 Mhz I / O、および12.8 GB / s転送。
  • 最大DDR4-2666（PC4-21300）：333 Mhzベースバス、2666 Mhz I / O、および21.3 GB / s転送。
• DDR5、DDR6、DDR7..。： 近い将来。

モジュールの種類に応じて

たくさん SIMMモジュールは現在のDIMMに進化しました、に分けられます：

• DIMM（デュアルインラインメモリモジュール）：両側に接点を備えたメモリモジュールで、より多くの接点を使用できます。 それらはデスクトップコンピュータを使用するものです。
• SO-DIMM（スモールアウトラインDIMM）-これは、通常のDIMMの縮小版です。つまり、小型のコンピューター用の短いモジュールです。 これらは、ノートブックコンピュータ、mini-ITXなどの小さなフォームファクタのminiPC用のマザーボードで使用されます。

それらがDIMMであろうとSO-DIMMであろうと、上記のさまざまな容量、特性、およびタイプにすることができます。 これは何も変更しません。

チャネルによると

RAMメモリモジュール グループ化できます XNUMXつ以上のバスで：

• シングルメモリチャネル：すべてのメモリモジュールは、同じバスを共有する単一のスロットバンクにグループ化されます。
• デュアルメモリチャネル-マザーボード上にXNUMXつの別々のメモリスロットバンクがあります。 モジュールは、XNUMXつの別々のバスを使用して、これらXNUMXつのチャネルに挿入できるため、帯域幅が広くなり、パフォーマンスが向上します。 たとえば、GPUが統合されたAPUまたはIntelを使用している場合、CPU MMUが一方のバスにアクセスし、GPUメモリコントローラーがもう一方のバスにアクセスできるようにすることで、XNUMXつのバスに干渉することなく大きなメリットが得られます...
• クワッドメモリチャネルアクセス要求がはるかに高い場合、XNUMXつのチャネルを備えたマザーボードを見つけることができますが、この容量を実際に活用しなければ、XNUMXつのチャネルを備えても必ずしも期待されるパフォーマンスが得られるとは限りません。

レイテンシー

最後に、RAMメモリを拡張したい場合、すでに見たものとは別に、適切なものを購入するときに混乱する可能性のある多くの機能があります。 というのは レイテンシー、CAS、RASなどのそれ。 電圧とモジュールのタイプに関しては、これはマザーボードの互換性と選択したメモリのタイプに依存するというのが真実です。 マザーボードのマニュアルを読んで、チップセットがサポートするメモリと使用しているモジュールのタイプを確認する必要があります。

また、すでにインストールされているXNUMXつまたは複数のメモリモジュールを調べて、同様のモジュールを入手して拡張する方法、および同じ特性と互換性があることを確認することもできます。

RAMの速度は常にXNUMXつの要因に関係しています。XNUMXつは クロック周波数ともうXNUMXつはレイテンシーです。 レイテンシーは、アクセス（書き込みまたは読み取り）にかかる時間です。 また、同じタイプのモジュールでレイテンシが異なる場合もあります。これは、レイテンシが異なるモジュールをインストールすると互換性がなくなる、または影響するかどうかをユーザーが信じて混乱する場所です...つまりここで明確にしようとしていること。

最初に RAMがどのように機能するかを明確にする特定のメモリブロック、つまりデータが格納されているメモリの一部にアクセスする必要がある場合、メモリは行と列に分散されます。 適切な行と列の選択行をアクティブにすることで、好きなように書き込みまたは読み取りを行うことができます。 ただし、これらのアクセス操作を実行するには、操作を遅らせるアクションを実行するために数サイクルを実行する必要があります。 それがレイテンシーです。

モジュールのレイテンシーを知るにはどうすればよいですか？ モジュールのマークタイプが16-18-18-35などであることに気付いたかもしれませんが、これらはナノ秒単位のレイテンシーです。 各番号には、それが占める位置に応じて意味があります。

• 16：最初の値は、CLまたはCASレイテンシとして表示されることもあります。これは、プロセッサがRAMにデータを要求してから、データを見つけて送信するまでの時間を大まかに示します。
• 18：XNUMX番目の番号はTRCDまたはRAS to CASレイテンシーとして見つけることができます。この番号は、メモリ行（RAS）と列（CAS）の場所とアクティブ化の間の時間を表します。メモリは、メモリがチェス盤。
• 18：XNUMX番目の数値はTRPまたはRASプリチャージとして見つけることができ、メモリが改行を実行する、つまり現在使用しているデータラインを非アクティブにして新しいラインをアクティブにするのにかかる時間を示します。
• 35：最後に、XNUMX番目の値は、プリチャージするためにTRAS、アクティブ、またはアクティブとして表示されるものを示します。 メモリがデータに再度アクセスできるようになるまで待機する時間を表します。

時 数字が小さいほど良いです速くなります。 CL4モジュールとCL11モジュールを備えたDDR9モジュールがある場合、後者の方がはるかに高速であることは間違いありません。

レイテンシーの異なるモジュールを混在させることはできますか？

これはそれが由来するところです 世紀の問題、および多くのユーザーの混乱。 答えはイエスです。 クロック周波数が同じで特定のCLがコンピューターにインストールされているDDR4モジュールがあり、同じ特性でCLが異なる別のモジュールを購入する場合は、問題ありません。 それは機能し、互換性がなく、チームがそれを拒否することはありません。 レイテンシーは容量やブランドのようなもので、何も起こらずにモジュール間で異なる可能性があります。

それでは？ 最適なパフォーマンスを達成できない可能性がある唯一のこと、または選択によっては少し低下する可能性があります。 例を挙げて説明します。 実用的なケースを想像してみてください、Kingston DDR4 8GB2400MhzモジュールとCL14がコンピューターにインストールされていること。 しかし、RAMを拡張して、Corsair DDR4GBを8MhzとCL2800で購入したいとします。 完全に互換性のある16つのモジュールがあり、チームはそれを許容し、動作を停止しません。 16GBのRAMが機能します。 しかし...いくつかのことが起こる可能性があります：

1. 両方のRAMモジュールは、周波数を2133MhzなどのJEDEC規格のデフォルトプロファイルに下げます。 つまり、メモリのクロック周波数、つまり転送速度を下げると、メモリがいくらか遅くなります。
   
2. 別のオプションは、モジュールがレイテンシーと頻度で既存のモジュールと一致することです。 この場合、2800 Mhzの代わりに、両方とも2400Mhzと最高のCLで動作します。

いつ問題が発生しますか？ デュアルチャネルまたはクアッドチャネルを使用する場合。 そのような場合は、特性の点で同じモジュールを購入することをお勧めします（メーカーの容量とブランドは異なる場合があります）。

どのくらいのRAMが必要ですか？

さて、これを要約すると 各ユーザーのニーズによって異なります。 たとえば、オフィスソフトウェアを使用したり、ナビゲートしたりする場合は、4〜8GBで十分です。 しかし、プレイしたい場合は、8〜16GBが必要かもしれません。 複数の仮想マシンを実装する場合は、32GB以上が必要になる場合があります…これは非常に個人的なことです。 必要な量の魔法の公式はありません。

ハードウェアを適切に選択するために定期的に使用するソフトウェアの推奨要件を確認することは非常に重要です...

必要以上にインストールしないように、最小ベースメモリを選択するのに役立つ式があります。 そして通過します CPUが持つコアまたはコアごとに2GBを乗算します。 したがって、クアッドコアを使用している場合は、少なくとも8GBが必要です。