Typy pamäte RAM: všetko, čo potrebujete vedieť o hlavnej pamäti

La RAM počítača je jedným z najdôležitejších a najžiadanejších prvkov, pretože prináša vášmu systému rýchlosť. Okrem toho existuje veľa druhov pamätí RAM a každá z nich má určité vlastnosti, ktoré musí používateľ sledovať, aby zistil, či je modul kompatibilný alebo nie s ich vybavením alebo či bude poskytovať viac alebo menej výkonu. Mnoho z týchto technických charakteristík je väčšine používateľov úplne neznámych.

Z tohto dôvodu vám v tomto článku ukážem všetko, čo potrebujete vedieť o pamäti RAM, aby pri vašom ďalšom zakúpení modulu na rozšírenie pamäte vášho počítača pre vás nemal žiadne tajomstvá. Ak chceš stať sa skutočným „expertom“ na pamäť Typ RAM, čítať ďalej ...

trocha histórie

Pozadie

L počítače potrebujú pamäť na uloženie programov (údajov a pokynov). Na začiatku používali počítače v 30. rokoch dierne štítky. Boli to listy z lepenky alebo iného materiálu s otvormi strategicky vyrobenými tak, aby počítač mohol tieto otvory interpretovať ako binárny kód. Týmto spôsobom boli načítané programy. Bola to žena, ktorá konkrétne prišla s týmito diernymi lístkami Ada LovelaceAda Byron. Ada bola považovaná za prvý programátor histórie za prácu pri dosahovaní úspechu v slávnom analytickom stroji Charlesa Babbage.

Postupne sa stroje vyvíjali. S príchodom ENIAC, v roku 1946, sa využilo vákuové ventily stavať spomienky so šľapkami. Tieto ventily spôsobovali veľa problémov kvôli ich nespoľahlivosti, ich architektúra bola podobná žiarovkám a tieto horeli, takže ich bolo treba často vymieňať. Okrem toho boli vykurované a spotrebovávali veľké množstvo energie.

Bolo treba niečo iné Elektronické keby si chcel napredovať. V roku 1953 sa začali používať feritové pamäte. A až v roku 1968 navrhla spoločnosť IBM prvá polovodičová pamäť. Táto polovodičová pamäť vyriešila problémy tých predchádzajúcich, poskytla väčšiu spoľahlivosť, odolnosť a rýchlejšie. Mal 64-bitovú kapacitu, ale najzaujímavejšie je, že tu zostali prvé pamäťové čipy.

Po veľkú časť histórie rôzne formáty pamäte, ako sú magnetické pásky, diskety, optické médiá (CD, DVD, ...), prvé magnetické pevné disky (HDD), polovodičové pamäte (SSD, RAM, registre, medzipamäť, ROM, ...) atď.

Na tomto mieste treba povedať, že v minulosti iba jeden úroveň pamäte. Centrálna pamäť, ktorá bola tam, kde bol program. Ale ako sa výpočtová technika vyvíjala, boli do nej zahrnuté aj ďalšie programovateľné pamäte rôznych typov, až kým sa neobjavili rýchle pamäte, ako napríklad RAM.

Príchod RAM

Keď prišla RAM, počítače začali mať dve úrovne pamäte. Na jednej strane bola pamäť väčšia kapacita, nižšia rýchlosť a lacnejšie napr sekundárna pamäť. Táto sekundárna pamäť je pevný disk, ktorý sa v súčasnosti vyvinul z magnetických pevných diskov (HDD) na súčasné pevné disky SSD založené na polovodičoch alebo SSD.

Zatiaľ čo hlavná alebo primárna pamäť je to, čo nazývame RAM (Pamäť s náhodným prístupom alebo Pamäť s náhodným prístupom). Táto pamäť je niekoľkonásobne rýchlejšia ako sekundárna pamäť, ale jej kapacita je podstatne nižšia, pretože jej cena je vyššia a nebolo praktické mať veľmi veľké kapacity.

Doplnenie veľkokapacitnej sekundárnej pamäte o ukladanie našich programov a údajov o rýchlejšiu medzipamäť medzi sekundárnou a procesorovou jednotkou umožňuje zaistenie ďalšej rýchlosti bez obetovania vysokej kapacity. V RAM pôjdu načítanie pokynov a údajov z bežiacich procesov alebo programov takže CPU k nim má prístup bez prístupu k sekundárnej pamäti, ktorá by bola oveľa pomalšia.

Tiež RAM je typ volatilná pamäť Ak je napájací zdroj odpojený, stráca svoj obsah. Nebolo by praktické mať iba tento typ pamäte, pretože pri každom vypnutí zariadenia by sa všetko stratilo. Preto sú sekundárne pamäte stále také potrebné. Sú to permanentné pamäte, ktoré na ukladanie hodnôt nemusia mať neustále napájanie.

Ak máte radi históriu, Časová os RAM zhrnuté je:

• Jednou z prvých pamätí RAM bola pamäť magnetické jadro z roku 1949. Každý bit bol uložený v toroide z feromagnetického materiálu. Každý kus mal priemer niekoľko milimetrov, preto zaberal veľa miesta a obmedzoval kapacitu. Ale pre tento typ pamäte s náhodným prístupom to bolo určite lepšie ako relé a oneskorovacie linky.
• V roku 1969 prídu prvé RAM vytvorené s polovodičmi Intel. S čipmi ako 3101 64-bit. Nasledujúci rok predstavil Pamäť DRAM 1 kB (čip 1103), položenie základov aktuálnych pamätí s náhodným prístupom. V skutočnosti by sa DRAM stala štandardom, takže vynález IBM prevzal toto odvetvie.
• Po rokoch budú pokračovať v miniaturizácii s čipmi so zvyšujúcou sa kapacitou a výkonom, až kým sa SIPP a DIP nezačali vyraďovať, aby sa začali používať tie súčasné. Moduly SIMM (Single In-line Memory Module), teda moduly so všetkými kontaktmi na jednej strane. Vďaka tomu bolo ľahké vymeniť RAM a pridať ich, akoby to boli rozširujúce karty.
• Na konci 80. rokov sa vďaka procesorovej technológii stali procesory oveľa rýchlejšími ako RAM, čo viedlo k významným výsledkom úzka. Bolo potrebné zvýšiť šírku pásma a rýchlosť prístupu zaostávajúcich pamäťových čipov.
• Početné technológie začali prichádzať, aby minimalizovali toto úzke miesto, napríklad technológiu FPM RAM (Fast Page Mode RAM), inšpirovanú Burst režimom Intel 80486. Režim adresovania, ktorý zlepšil prístup, s prístupovými časmi 70 alebo 60 ns.
• EDORAM, o Rozšírený dátový výstup, príde v roku 1994 s prístupovými dobami 40 alebo 30 ns. Zlepšením na tomto základe bolo BEDO, Burst EDO, ktoré dosiahlo 50% zlepšenie oproti EDO.
• L rýchlejšie spomienky boli to mikroprocesory, ako napríklad bunkové registre SRAM (statická RAM). Ale sú veľmi drahé na dosiahnutie skvelých schopností, takže neboli praktické aj napriek ich ohromnému výkonu. Preto boli zaradení do malých vyrovnávacích pamätí alebo veľmi malých registrov CPU. Z tohto dôvodu boli EDO, BEDO, FPM stále typu DRAM.
• V roku 1992 spoločnosť Samsung vytvára prvý komerčný čip SDRAM (Synchronous Dynamic RAM), aktuálny štandard.
• Od tejto chvíle boli všetky pamäte RAM založené na pamäťových bunkách SDRAM. Jeden z prvých, ktorý sa objavil, bol Rambus od Intelu, ktorý prešiel bez bolesti a slávy pred lacnejšou SDR RAM (Single Data Rate RAM).
• Zlepšiť výkon tých predošlých a nezvyšovať cenu ako v prípade Rambusu, DDR by dorazila (Duálna rýchlosť dát). DDR umožňovali prenos na dvoch kanáloch súčasne v každom hodinovom cykle, čím sa výkon SDR zdvojnásobil.
• A z DDR viete, ako pokračovala história so zjavom DDR2, DDR3, DDR4, DDR5, ...

... ale to nestačilo

Výpočtová technika si vyžaduje čoraz viac výkonu. The Z pevných diskov sa vyvinuli SSD disky oveľa rýchlejšie. A mikroprocesory začali zahŕňať funkčné rýchle pamäte medzi funkčnými jednotkami a RAM. Takto ich môžu načítať údajmi a pokynmi na oveľa okamžitejší prístup namiesto toho, aby museli zakaždým, keď niečo potrebujú, prejsť priamo do pamäte RAM.

Tieto spomienky, na ktoré odkazujem, sú rýchla vyrovnávacia pamäť, vyrovnávacia pamäť, ktorá funguje ako vyrovnávacia pamäť medzi CPU a RAM. Je potrebné povedať, že v minulosti ste si mohli kúpiť moduly vyrovnávacej pamäte, ako napríklad RAM, a ktoré ste mohli do svojho tímu pridať, ak ste chceli. Niečo ako staré koprocesory alebo FPU, ktoré neboli integrované do samotného čipu CPU. Postupom času sa ale integrovali do samotného balíka procesorov (pozri napríklad Intel Pentium Pro) a nakoniec sa stali súčasťou rovnakého integrovaného obvodu ako v súčasných mikroprocesoroch.

Tieto pamäte cache rástli na úrovniach, ako napríklad aktuálna L1 (zjednotená alebo samostatná pre pokyny / dáta), zjednotená L2, L3 atď. A nielen to, mimo mikroprocesora sa tiež pracuje na tom, aby sa nejakým spôsobom urýchlil prístup k údajom a pokynom, ako sú moduly Intel Octant a iné typy vyrovnávacích pamätí, ale toto je ďalší príbeh ...

DDR SDRAM

Keď ste sa dostali do pozadia, už poznáte cestu, ktorá prešla až do príchodu súčasná DDR SDRAM. Teraz uvidíme typy, ktoré existujú, a ich vlastnosti. Je potrebné povedať, že v porovnaní s procesorom Intel Pentium 4, ktorý využíval hlavne svoje RAMBUS, boli AMD Athlon prvé, ktoré podporovali lacnejšie DDR. Zoči-voči predaju a výkonu počítačov na báze AMD bol Intel nútený prijať aj DDR ...

typ

Podľa verzie DDR

L DDR verzie povoliť rozdielne návraty:

• DDR: PC-xxxx označuje šírku pásma modulu, ak je to napríklad PC-1600, ktorá je výsledkom vynásobenia 100.000.000 100 2 Hz (8 Mhz zbernice) x 1600 (čo je dvojitá dátová rýchlosť) x 1.6 bajtov = XNUMX MB / s alebo XNUMX GB / s prevod.
  • DDR-200 (PC-1600): so 100 Mhz zbernicou a 200 Mhz I / O Jeho názov pochádza z prenosu 1600 1.6 MB / s alebo XNUMX GB / s.
  • DDR-266 (PC-2100): so zbernicou 133 Mhz a 266 Mhz I / O. S prenosovou kapacitou 2.1 GB / s.
  • DDR-333 (PC-2700): so zbernicou 166 Mhz a 333 Mhz I / O. S prenosovou kapacitou 2.7 GB / s.
  • DDR-400 (PC-3200): so zbernicou 200 Mhz a 400 Mhz I / O S celkovým maximálnym prenosom 3.2 GB / s.
• DDR2: pracuje so 4 bitmi na cyklus, to znamená s 2 prebiehajúcimi a 2 späť. To zlepšuje potenciál predchádzajúcej DDR1.
  • Z DDR2-333 (PC2-2600): pracuje so 100 Mhz základnou zbernicou, so 166 Mhz I / O, čo jej dáva prenosovú kapacitu 2.6 GB / s. Prístupový čas 10 ns.
  • Až DDR2-1200 (PC2-9600): zbernica ide až na 300 MHz, 600 MHz pre I / O a prenos 9.6 GB / s. 3,3ns prístupový čas.
• DDR3: umožňuje vyššiu prenosovú rýchlosť a rýchlosť práce v porovnaní s DDR2, aj keď latencia je vyššia.
  • Z DDR3-1066 (PC3-8500): 133 Mhz bus, 533 Mhz I / O, 8.5 GB / s prenosy. Čas prístupu 7.5 ns.
  • Až DDR3-2200 (PC3-18000): zbernica 350 Mhz, 1100 Mhz I / O a prenosy 18 GB / s. 3.3 ns prístupový čas.
• DDR4: nižšie napájacie napätie a vyššia prenosová rýchlosť v porovnaní s predchádzajúcimi. Bohužiaľ má vyššiu latenciu, čo znižuje jeho výkon pri všetkých ostatných veciach, ktoré sú rovnaké.
  • Z DDR4-1600 (PC4-12800): s 200 Mhz základnou zbernicou, 1600 12.8 Mhz I / O a prenosmi XNUMX GB / s.
  • Až DDR4-2666 (PC4-21300): so základnou zbernicou 333 Mhz, 2666 Mhz I / O a prenosmi 21.3 GB / s.
• DDR5, DDR6, DDR7 ...: blízka budúcnosť.

Podľa typu modulu

undefined Moduly SIMM sa vyvinuli na súčasné moduly DIMM, ktoré sa členia na:

• DIMM (duálny radový pamäťový modul): pamäťový modul s kontaktmi na oboch stranách, ktorý umožňuje väčší počet kontaktov. Oni používajú stolné počítače.
• SO-DIMM (malý obrysový DIMM)- Toto je zmenšená verzia bežných modulov DIMM, to znamená kratších modulov pre menšie počítače. Používajú sa v prenosných počítačoch, základných doskách pre miniPC s malými tvarovými faktormi, ako je mini-ITX atď.

Či už sú to moduly DIMM alebo SO-DIMM, môžu mať rôzne kapacity, vlastnosti a typy, ktoré sú viditeľné vyššie. To nič nemení.

Podľa kanálov

Pamäťové moduly RAM môžu byť zoskupené s jedným alebo viacerými autobusmi:

• Jeden pamäťový kanál: všetky pamäťové moduly sú zoskupené do jednej banky slotov zdieľajúcich rovnakú zbernicu.
• Kanál s duálnou pamäťou- Má dve samostatné banky pamäťových slotov na základnej doske. Moduly môžu byť vložené do týchto dvoch kanálov s dvoma samostatnými zbernicami, ktoré poskytujú väčšiu šírku pásma, a teda výkon. Napríklad, ak máte APU alebo Intel s integrovaným GPU, mohlo by to priniesť veľké výhody tým, že umožníte CPU MMU prístup k jednej zbernici, zatiaľ čo radič pamäte GPU pristupuje k druhej bez toho, aby ste medzi nimi zasahovali ...
• Quad pamäťový kanálKeď sú požiadavky na prístup oveľa vyššie, je možné nájsť základné dosky so štyrmi kanálmi, hoci mať štyri kanály nemusí vždy poskytnúť očakávaný výkon, ak sa táto kapacita skutočne nevyužíva.

latencia

Nakoniec, ak chcete rozšíriť svoju pamäť RAM, existuje veľa funkcií, okrem toho, čo už bolo videné, ktoré vás môžu pri kúpe tej správnej zmiasť. Myslím latencie, CAS, RAS atď. Pokiaľ ide o napätie a typ modulu, je pravda, že to bude závisieť od kompatibility základnej dosky a typu zvolenej pamäte. Mali by ste si prečítať príručky k základnej doske, aby ste vedeli, akú pamäť podporuje vaša čipová sada a aký typ modulu máte.

Môžete sa tiež pozrieť na pamäťový modul alebo moduly, ktoré ste už nainštalovali, aby ste vedeli, ako získať podobný modul na jeho rozšírenie a že má rovnaké vlastnosti a je kompatibilný.

Rýchlosť pamäte RAM vždy súvisí s dvoma faktormi, jedným je hodinová frekvencia a druhou je latencia. Latencia je čas, ktorý je potrebný na prístup (zápis alebo čítanie). Môže existovať rovnaký typ modulu s rôznymi latenciami, a práve tu sa používatelia zmätia, keď veria, že ak nainštalujú modul s inou latenciou, nebude kompatibilný alebo ak to ovplyvní alebo nie ... To je čo sa tu pokúsim objasniť.

Najprv musíte mať jasno v tom, ako funguje RAMKeď sa vyžaduje prístup k určitému bloku pamäte, to znamená k časti pamäte, kde sú uložené dáta, je pamäť rozdelená do riadkov a stĺpcov. Aktiváciou príslušných riadkov na výber riadkov a stĺpcov môžete písať alebo čítať, čo chcete. Aby však tieto operácie prístupu mohli nastať, musia prejsť niekoľkými cyklami, aby mohli vykonať akcie, ktoré operáciu oneskoria. To je latencia.

Ako zistím latenciu modulu? Možno ste si všimli, že moduly majú značku typu 16-18-18-35 alebo podobnú, to sú latencie v nanosekundách. Každé číslo má svoj význam podľa pozície, ktorú zaujíma:

• 16: Prvá hodnota sa môže tiež javiť ako CL alebo CAS Latency, zhruba označuje čas, ktorý uplynie medzi procesorom požadujúcim údaje z RAM a ten ich vyhľadá a odošle.
• 18: Druhé číslo možno nájsť ako latenciu TRCD alebo RAS to CAS, toto číslo predstavuje čas medzi umiestnením a aktiváciou riadku pamäte (RAS) a stĺpca (CAS). Pamätajte, že pamäť je organizovaná, akoby šachovnica.
• 18: Tretie číslo možno nájsť ako TRP alebo RAS Precharge a označuje čas, ktorý trvá pamäti, kým urobí zalomenie riadku, to znamená deaktivovať dátový riadok, ktorý práve používaš, a aktivovať nový riadok.
• 35: Nakoniec štvrtá hodnota označuje, čo sa môže javiť ako TRAS, aktívne alebo aktívne na preload. Predstavuje čas čakania, kým pamäť znovu získa prístup k údajom.

Kedy čím nižšie čísla, tým lepšieako rýchlejšie to bude. Ak máte modul DDR4 s modulmi CL11 a CL9, bude tento modul nepochybne oveľa rýchlejší.

Môžete kombinovať moduly s rôznymi latenciami?

Odtiaľ to pochádza otázka storočiaa zmätok mnohých používateľov. Odpoveď je áno. Ak máte modul DDR4 s rovnakou frekvenciou hodín, ale s konkrétnym procesorom CL nainštalovaným vo vašom počítači a kupujete ďalší s rovnakými charakteristikami, ale s iným procesorom CL, nevadí. Bude to fungovať, nebudú nekompatibilné, váš tím to neodmietne. Latencia je ako kapacita alebo značka, medzi modulmi sa môže líšiť bez toho, aby sa niečo stalo.

Tak čo? Jediná vec, ktorú možno nedosiahnete optimálnym výkonom, alebo sa to možno trochu zníži v závislosti od vášho výberu. Vysvetlím vám to na príklade. Predstavte si praktický prípad, že máte v počítači nainštalovaný modul Kingston DDR4 s 8 GB pri 2400 14 Mhz a CL4. Ale chcete rozšíriť svoju RAM a kúpiť si Corsair DDR8 2800 GB pri 16 MHz a CL16. Mali by ste dva moduly, ktoré sú plne kompatibilné, váš tím to bude tolerovať, neprestane fungovať. Pracovať by ste mali XNUMX GB RAM. Ale ... mohlo by sa stať niekoľko vecí:

1. Oba moduly RAM znižujú svoju frekvenciu na predvolené profily štandardu JEDEC, napríklad 2133 Mhz. To znamená, že vaša pamäť by sa trochu spomalila znížením jej taktu, a teda aj prenosovej rýchlosti.
   
2. Ďalšou možnosťou je, aby modul zodpovedal existujúcemu modulu v latencii a frekvencii. V takom prípade by namiesto 2800 2400 Mhz fungovali obidve pri XNUMX XNUMX Mhz a pri najvyššom CL.

Kedy by ste mali problémy? Keď používate dvojkanálový alebo štvorkanálový. V tých prípadoch je lepšie, aby ste si kúpili identické moduly z hľadiska charakteristík (kapacita a značka výrobcu sa môžu líšiť).

Koľko RAM potrebujem?

Keď to zhrniem závisí od potrieb každého používateľa. Napríklad, ak sa chystáte používať kancelársky softvér, prehľadávať atď., Stačí možno 4 - 8 GB. Ale ak chcete hrať, možno budete potrebovať 8-16 GB. Ak sa chystáte implementovať niekoľko virtuálnych strojov, budete možno potrebovať 32 GB alebo viac ... je to niečo veľmi osobné. Neexistuje žiadny čarovný vzorec na to, koľko toho potrebujete.

Je veľmi dôležité vidieť odporúčané požiadavky na softvér, ktorý budete pravidelne používať, aby ste si mohli dobre zvoliť svoj hardvér ...

Existuje vzorec, ktorý vám pomôže zvoliť minimálnu základnú pamäť, aby sa neinštalovalo menej, ako by ste mali. A prechádza vynásobte 2 GB pre každé jadro alebo jadrá, ktoré má váš procesor. Preto, ak máte štvorjadro, mali by ste mať aspoň 8 GB.