Typer av RAM: allt du behöver veta om huvudminnet

La RAM på en dator är ett av de viktigaste och mest eftertraktade elementen, eftersom det ger hastighet till ditt system. Dessutom finns det många typer av RAM, och var och en har vissa egenskaper som användaren måste övervaka för att veta om modulen är kompatibel eller inte med deras utrustning eller om den ger mer eller mindre prestanda. Många av dessa tekniska egenskaper är helt okända för de flesta användare.

Av denna anledning visar jag dig i den här artikeln allt du behöver veta om RAM-minne, så att nästa gång du köper en modul för att utöka minnet på din dator, kommer det inte att finnas några hemligheter för dig. Om du vill bli en sann expert "expert" RAM-typ, fortsätt läsa ...

Lite historia

Bakgrund

den datorer behöver ett minne för att lagra programmen (data och instruktioner). I början använde datorer på 30-talet hålkort. De var pappark eller annat material med hål gjorda strategiskt så att datorn kunde tolka dessa hål som binär kod. På så sätt laddades programmen. Det var en kvinna som specifikt kom med dessa stanskort Ada LovelaceAda Byron. Ada ansågs som den första programmeraren historia, för hans arbete med att göra Charles Babbages berömda analytiska motor användbar.

Så småningom utvecklades maskinerna. Med ankomsten av ENIAC, 1946, använde den det vakuumventiler att bygga minnen med flip-flops. Dessa ventiler skapade många problem på grund av deras opålitlighet, deras arkitektur liknade glödlampor och de brände ut så här, så de var tvungna att bytas ut ofta. Dessutom värmdes de upp och förbrukade stora mängder energi.

Något annat behövdes i Det elektroniska om du ville gå vidare. 1953 började ferritminnen användas. Och det var först 1968 som IBM designade första halvledarbaserade minnet. Detta solid state-minne löste de tidigare problemen, vilket gav större tillförlitlighet, hållbarhet och snabbare. Den hade en 64-bitars kapacitet, men det mest intressanta är att de första minneskretsarna var här för att stanna.

För mycket av historien, olika minnesformat, såsom magnetband, disketter, optiska media (CD, DVD, ...), de första magnetiska hårddiskarna (HDD), halvledarminnen (SSD, RAM, register, buffert / cache, ROM, ...), etc.

Vid denna tidpunkt måste det sägas att i det förflutna bara en minnesnivå. Ett centralt minne som var där programmet var. Men när datorutvecklingen utvecklades inkluderades också andra programmerbara minnen av olika slag tills snabba minnen, till exempel RAM, framkom.

Ankomsten av RAM

När RAM kom började datorerna ha två nivåer av minne. Å ena sidan fanns ett minne med större kapacitet, lägre hastighet och billigare, som sekundärt minne. Detta sekundära minne är hårddisken, som för närvarande har utvecklats från magnetiska hårddiskar (HDD), till nuvarande solid state-hårddiskar baserade på halvledare eller SSD-enheter.

Medan huvud- eller primärminnet är vad vi kallar RAM (Random Access Memory eller Random Access Memory). Detta minne är flera gånger snabbare än sekundärt minne, men dess kapacitet är betydligt lägre, eftersom priset är högre och det inte var praktiskt att ha mycket stora kapaciteter.

Som komplement till sekundärminnet med hög kapacitet för att lagra våra program och data, med ett snabbare mellanminne mellan sekundär- och processorenheten, kan extra hastighet tillhandahållas utan att offra hög kapacitet. I RAM kommer de att gå laddningsinstruktioner och data från körande processer eller program så att processorn kan komma åt dem utan åtkomst till sekundärt minne, vilket skulle vara mycket långsammare.

RAM är också en typ av flyktigt minne Det tappar innehållet om strömförsörjningen tas bort. Det skulle inte vara praktiskt att bara ha den här typen av minne, eftersom varje gång utrustningen stängs av skulle allt gå förlorat. Det är därför sekundära minnen fortfarande är så nödvändiga. De är permanenta minnen som inte behöver ha en konstant strömförsörjning för att lagra värdena.

Om du gillar historia, RAM-tidslinje sammanfattas är:

• Ett av de första RAM-minnena var magnetisk kärna 1949. Varje bit lagrades i en toroid av ferromagnetiskt material. Varje bit var några millimeter i diameter och tog därför mycket utrymme och begränsade kapaciteten. Men det var definitivt bättre än reläer och fördröjningslinjer för denna typ av random access-minne.
• 1969 skulle de första RAM-minnena skapade med Intel-halvledare komma. Med marker som 3101 64-bitars. Året därpå presenterade han DRAM-minne på 1 kB (chip 1103), som lägger grunden till de aktuella slumpmässiga åtkomstminnena. I själva verket skulle DRAM bli standarden, så IBMs uppfinning hade tagit över branschen.
• År senare skulle de fortsätta att miniatyriseras, med marker med ökad kapacitet och prestanda, tills SIPP och DIP började kasseras för att börja använda de nuvarande. SIMM-moduler (Single In-line Memory Module), det vill säga moduler med alla kontakter på ena sidan. Det gjorde det enkelt att byta RAM-minne och lägga till dem som om de vore expansionskort.
• I slutet av 80-talet gjorde processorteknologin processorer mycket snabbare än RAM-minne, vilket ledde till betydande Flaskhalsar. Det var nödvändigt att öka bandbredden och åtkomsthastigheten för de släpande minneskretsarna.
• Många tekniker började anlända för att minimera denna flaskhals, till exempel FPM RAM-teknik (Fast Page Mode RAM), inspirerad av Burst Mode i Intel 80486. Ett adresseringsläge som förbättrade åtkomsten med åtkomsttider på 70 eller 60 ns.
• EDORAM, o Utökad datautmatning, skulle komma 1994 med åtkomsttider på 40 eller 30 ns. En förbättring baserad på detta var BEDO, Burst EDO, med 50% förbättring jämfört med EDO.
• den snabbare minnen de var de av mikroprocessorer, såsom cellbaserade register SRAM (Static RAM). Men de är extremt dyra för att uppnå bra funktioner med dem, så de var inte praktiska trots den enorma prestanda de har. Det var därför de förflyttades till små buffertar eller mycket små CPU-register. Av denna anledning var EDO, BEDO, FPM fortfarande av typen DRAM.
• 1992 skapade Samsung det första kommersiella chipet SDRAM (Synchronous Dynamic RAM), den nuvarande standarden.
• Härifrån baserades alla RAM-minnen på SDRAM-minneceller. En av de första som dök upp var Rambus från Intel, som passerade utan smärta eller ära framför det billigare SDR-RAM-minnet (Single Data Rate RAM).
• För att förbättra prestandan hos de tidigare och inte höja priset som i fallet med Rambus, DDR skulle komma (Dual Data Rate). DDR tillät överföring på två kanaler samtidigt i varje klockcykel, vilket fördubblade prestandan för SDR.
• Och från DDR vet du hur historien har fortsatt med utseendet på DDR2, DDR3, DDR4, DDR5, ...

... men det räckte inte

Dator kräver mer och mer prestanda. De HDD-skivor har utvecklats till SSD-enheter mycket snabbare. Och mikroprocessorer började inkludera sina egna snabba minnen mellan funktionella enheter och RAM. På det sättet kan de ladda dem med data och instruktioner för mycket mer omedelbar åtkomst istället för att behöva gå direkt till RAM varje gång de behöver något.

Dessa minnen som jag hänvisar till är cacheminne, en buffert som fungerar som en buffert mellan CPU och RAM. Det måste sägas att du tidigare kan köpa cachemoduler som RAM, och att du kan lägga till om du vill till ditt team. Något som de gamla coprocessorerna eller FPU: erna, som inte var integrerade i själva CPU-chipet. Men med tiden integrerades de i själva processorpaketet (se till exempel Intel Pentium Pro) och blev slutligen en del av samma IC som i nuvarande mikroprocessorer.

Dessa cacheminnen har ökat i nivåer, såsom aktuell L1 (enhetlig eller separat för instruktioner / data), enhetlig L2, L3, etc. Och inte bara det, utanför mikroprocessorn, görs också arbete för att på något sätt påskynda åtkomsten till data och instruktioner, till exempel Intel Octant-moduler och andra typer av buffertar, men det här är en annan historia ...

DDR SDRAM

Efter att ha lagt dig i bakgrunden känner du redan vägen till och med ankomst nuvarande DDR SDRAM. Nu ska vi se vilka typer som finns och deras egenskaper. Det måste sägas att jämfört med Intel Pentium 4 som huvudsakligen använde sin RAMBUS var AMD Athlon de första som stödde billigare DDR. Inför försäljning och prestanda på AMD-baserade datorer tvingades Intel också att anta DDR ...

Typ

Enligt DDR-versionen

den DDR-versioner tillåt olika avkastningar:

• DDR: PC-xxxx indikerar modulens bandbredd, om det till exempel är PC-1600, beror detta på att multiplicera 100.000.000 hz (100 MHz-buss) x 2 (var dubbla datahastigheter) x 8 byte = 1600 MB / s eller 1.6 GB / s överföring.
  • DDR-200 (PC-1600): med 100 MHz-buss och 200 MHz I / O. Dess namn kommer från överföringen på 1600 MB / s eller 1.6 GB / s.
  • DDR-266 (PC-2100): med 133 MHz-buss och 266 MHz I / O. Med överföringskapacitet på 2.1 GB / s.
  • DDR-333 (PC-2700): med 166 MHz-buss och 333 MHz I / O. Med en överföringskapacitet på 2.7 GB / s.
  • DDR-400 (PC-3200): med 200 MHz-buss och 400 MHz I / O. Med totalt 3.2 GB / s maximal överföring.
• DDR2: fungerar med 4 bitar per cykel, det vill säga 2 går och 2 tillbaka. Det förbättrar potentialen i den tidigare DDR1.
  • Från DDR2-333 (PC2-2600): den fungerar med 100 MHz basbuss, med 166 MHz I / O, vilket ger en överföringskapacitet på 2.6 GB / s. 10 ns åtkomsttid.
  • Upp till DDR2-1200 (PC2-9600): bussen går upp till 300 MHz, 600 MHz för I / O och 9.6 GB / s överföring. 3,3ns åtkomsttid.
• DDR3: tillåter högre överföringshastighet och arbetshastighet jämfört med DDR2, även om latensen är högre.
  • Från DDR3-1066 (PC3-8500): 133 MHz-buss, 533 MHz I / O, 8.5 GB / s-överföringar. Åtkomsttid på 7.5 ns.
  • Upp till DDR3-2200 (PC3-18000): 350 MHz-buss, 1100 MHz I / O och 18 GB / s-överföringar. 3.3 ns åtkomsttid.
• DDR4: lägre matningsspänning och högre överföringshastighet jämfört med tidigare. Tyvärr har den högre latens, vilket minskar dess prestanda allt annat lika.
  • Från DDR4-1600 (PC4-12800): med en 200 MHz basbuss, 1600 MHz I / O och 12.8 GB / s överföringar.
  • Upp till DDR4-2666 (PC4-21300): med 333 Mhz basbuss, 2666 Mhz I / O och 21.3 GB / s överföringar.
• DDR5, DDR6, DDR7 ...: nära framtiden.

Beroende på typ av modul

mycket SIMM-moduler utvecklades till nuvarande DIMM-moduler, som är indelade i:

• DIMM (Dual In-Line Memory Module): en minnesmodul med kontakter på båda sidor, vilket möjliggör ett större antal kontakter. Det är de som använder stationära datorer.
• SO-DIMM (DIMM med liten kontur)- Detta är en nedskalad version av vanliga DIMM-moduler, det vill säga kortare moduler för mindre datorer. De används i bärbara datorer, moderkort för miniPC: er med små formfaktorer som mini-ITX, etc.

Oavsett om de är DIMM-moduler eller SO-DIMM-moduler kan de ha olika kapacitet, egenskaper och typer som ses ovan. Detta förändrar ingenting.

Enligt kanalerna

RAM-minnesmoduler kan grupperas med en eller flera bussar:

• Enstaka minneskanal: alla minnesmoduler är grupperade i en enda bank med kortplatser och delar samma buss.
• Dubbel minneskanal- Har två separata minnesplatser på moderkortet. Modulerna kan infogas i dessa två kanaler, med två separata bussar, vilket ger större bandbredd och därmed prestanda. Till exempel, om du har en APU eller en Intel med en integrerad GPU, kan det ge stora fördelar genom att låta CPU MMU komma åt en buss medan GPU-minneskontrollern får åtkomst till den andra utan att störa mellan de två ...
• Quad Memory ChannelNär åtkomstkraven är mycket högre är det möjligt att hitta moderkort med fyra kanaler, men att ha fyra kanaler inte alltid ger den förväntade prestandan om denna kapacitet inte verkligen utnyttjas.

latens

Slutligen, när du vill utöka ditt RAM-minne, finns det en rad funktioner, förutom vad som redan har setts, som kan förvirra dig när du köper rätt. jag menar fördröjningarna, CAS, RAS, etc. När det gäller spänningar och typ av modul är sanningen att detta beror på moderkortets kompatibilitet och den valda minnestypen. Du bör läsa manualerna på ditt moderkort för att veta vilket minne din chipset stöder och vilken typ av modul du har.

Du kan också titta på minnesmodulen eller modulerna som du redan har installerat för att veta hur man skaffar en liknande modul för att utöka den och att den har samma egenskaper och är kompatibel.

Hastigheten på ett RAM är alltid relaterat till två faktorer, en är den klockfrekvens och den andra är latens. Latency är den tid det tar att komma åt (skriva eller läsa). Och det kan finnas samma typ av modul med olika latenser, och det är här användare är förvirrade genom att tro att om de installerar en modul med en annan latens kommer det inte att vara kompatibelt, eller om det kommer att påverka eller inte ... Det är vad jag ska försöka klargöra här.

Först måste du vara tydlig om hur RAM fungerarNär det krävs åtkomst till ett visst minnesblock, det vill säga en del av minnet där data lagras, fördelas minnet i rader och kolumner. Genom att aktivera lämpliga rad- och kolumnvalsrader kan du skriva eller läsa vad du vill. Men för att dessa åtkomståtgärder ska ske måste de gå igenom några cykler för att utföra åtgärder som försenar operationen. Det är latens.

Hur vet jag hur länge en modul är? Du kanske har märkt att modulerna har en märktyp 16-18-18-35 eller liknande, det är latenserna i nanosekunder. Varje nummer har sin betydelse enligt den position det intar:

• 16: Det första värdet kan också visas som CL eller CAS Latency, det indikerar ungefär tiden som går mellan processorn som begär data från RAM och den lokaliserar och skickar den.
• 18: Det andra numret kan hittas som TRCD eller RAS till CAS Latency, det här numret representerar tiden mellan platsen och aktivering av en minneslinje (RAS) och en kolumn (CAS), kom ihåg att minnet är organiserat som om det var av en schackbräde.
• 18: Det tredje numret kan hittas som TRP eller RAS Precharge och hänvisar till den tid det tar för minnet att göra en radbrytning, det vill säga att inaktivera datalinjen som du använder för närvarande och aktivera en ny linje.
• 35: Slutligen anger det fjärde värdet vad som kan visas som TRAS, Aktiv eller Aktiv för förladdning. Representerar tiden att vänta innan minnet kan komma åt data igen.

När ju lägre siffror desto bättreså snabbare blir det. Om du har en DDR4-modul med en CL11- och en CL9-modul kommer den senare att bli mycket snabbare, utan tvekan.

Kan du blanda moduler med olika latenser?

Det är här det kommer ifrån frågan om sekletoch förvirringen hos många användare. Svaret är ja. Om du har en DDR4-modul, med samma klockfrekvens, men med en specifik CL installerad i din dator och du köper en annan med samma egenskaper, men med en annan CL, spelar det ingen roll. Det kommer att fungera, de kommer inte att vara oförenliga, ditt team kommer inte att avvisa det. Latency är som kapacitet eller varumärke, det kan skilja sig mellan moduler utan att något händer.

Så? Det enda som kanske inte kommer att få optimal prestanda, eller kanske kommer det att sänka lite beroende på ditt val. Jag kommer att förklara det för dig med ett exempel. Föreställ dig ett praktiskt fall, att du har en Kingston DDR4 8GB 2400Mhz-modul och CL14 installerad i din dator. Men du vill utöka ditt RAM-minne och köpa en Corsair DDR4 8GB på 2800Mhz och CL16. Du skulle ha två moduler som är helt kompatibla, ditt team tolererar det, det slutar inte fungera. Du skulle ha 16 GB RAM-minne. Men ... flera saker kan hända:

1. Båda RAM-modulerna sänker frekvensen till standardprofiler enligt JEDEC-standarden, till exempel 2133 MHz. Det vill säga ditt minne skulle bli något långsammare genom att minska dess klockfrekvens och därmed dess överföringshastighet.
   
2. Ett annat alternativ är att modulen matchar den befintliga modulen i latens och frekvens. I det här fallet, istället för 2800 MHz, skulle båda fungera vid 2400 MHz och vid högsta CL.

När skulle du ha problem? När du använder Dual Channel eller Quad Channel. I sådana fall är det bättre att du köper identiska moduler när det gäller egenskaper (tillverkarens kapacitet och märke kan variera).

Hur mycket RAM behöver jag?

Sammanfattar detta beror på varje användares behov. Till exempel, om du ska använda kontorsprogramvara, bläddra etc., kanske 4-8 GB räcker. Men om du vill spela kanske du behöver 8-16 GB. Om du ska implementera flera virtuella maskiner kan du behöva 32 GB eller mer ... det är något mycket personligt. Det finns ingen magisk formel för hur mycket du behöver.

Det är mycket viktigt att se de rekommenderade kraven på programvaran som du ska använda regelbundet för att välja din hårdvara väl ...

Det finns en formel som hjälper dig att välja ett lägsta basminne för att inte installera mindre än du borde. Och går igenom multiplicera 2 GB för varje kärna eller kärna som din CPU har. Därför bör du ha minst 8 GB om du har en quadcore.