Các loại RAM: mọi thứ bạn cần biết về bộ nhớ chính

La RAM của máy tính là một trong những yếu tố quan trọng nhất và được thèm muốn nhất, vì nó mang lại tốc độ cho hệ thống của bạn. Ngoài ra, có nhiều loại RAM, và mỗi loại có một số đặc điểm nhất định mà người dùng phải theo dõi để biết mô-đun có tương thích hay không với thiết bị của họ hoặc nó sẽ cung cấp nhiều hay ít hiệu suất. Nhiều người trong số các đặc tính kỹ thuật này hoàn toàn không được biết đến đối với hầu hết người dùng.

Do đó, trong bài viết này tôi sẽ chỉ cho bạn mọi thứ bạn cần biết về bộ nhớ RAM, để lần sau bạn mua module mở rộng bộ nhớ của máy tính, nó sẽ không còn bí mật gì cho bạn. Nếu bạn muốn trở thành một "chuyên gia" trí nhớ thực thụ Loại RAM, tiếp tục đọc ...

Một chút lịch sử

Bối cảnh

các máy tính cần một bộ nhớ để lưu trữ các chương trình (dữ liệu và hướng dẫn). Ban đầu, máy tính vào những năm 30 sử dụng thẻ đục lỗ. Chúng là những tấm bìa cứng hoặc vật liệu khác có các lỗ được tạo ra một cách chiến lược để máy tính có thể hiểu những lỗ đó là mã nhị phân. Bằng cách đó, các chương trình đã được tải. Đó là một người phụ nữ đã nghĩ ra những thẻ đục lỗ này, cụ thể là Ada LovelaceAda Byron. Ada được coi là lập trình viên đầu tiên lịch sử, cho công việc của ông trong việc làm cho công cụ phân tích nổi tiếng của Charles Babbage trở nên hữu ích.

Máy móc đã phát triển từng chút một. Với sự xuất hiện của ENIAC, vào năm 1946, nó đã sử dụng van chân không xây dựng kỷ niệm với dép xỏ ngón. Các van này đã tạo ra nhiều vấn đề do không đáng tin cậy, kiến ​​trúc của chúng tương tự như bóng đèn và chúng bị cháy như thế này, vì vậy chúng phải được thay thế thường xuyên. Ngoài ra, chúng còn bị đốt nóng và tiêu tốn một lượng lớn năng lượng.

Một cái gì đó khác biệt là cần thiết trong Điện tử nếu bạn muốn tiến bộ. Năm 1953, bộ nhớ ferit bắt đầu được sử dụng. Và phải đến năm 1968, IBM mới thiết kế bộ nhớ dựa trên chất bán dẫn đầu tiên. Bộ nhớ trạng thái rắn này đã giải quyết các vấn đề của các bộ nhớ trước, mang lại độ tin cậy, độ bền cao và nhanh hơn. Nó có dung lượng 64-bit, nhưng điều thú vị nhất là những con chip bộ nhớ đầu tiên vẫn ở đây.

Trong phần lớn lịch sử, các định dạng bộ nhớ khác nhau, chẳng hạn như băng từ, đĩa mềm, phương tiện quang học (CD, DVD,…), ổ cứng từ tính đầu tiên (HDD), bộ nhớ bán dẫn (SSD, RAM, thanh ghi, bộ đệm / bộ nhớ đệm, ROM,…), v.v.

Tại thời điểm này, phải nói rằng trong quá khứ chỉ có một mức bộ nhớ. Một bộ nhớ trung tâm là nơi có chương trình. Nhưng khi máy tính phát triển, các bộ nhớ lập trình khác của nhiều loại khác nhau cũng được đưa vào cho đến khi xuất hiện các bộ nhớ nhanh như RAM.

Sự xuất hiện của RAM

Khi RAM xuất hiện, máy tính bắt đầu có hai cấp bộ nhớ. Một mặt có bộ nhớ có dung lượng lớn hơn, tốc độ thấp hơn và rẻ hơn, như bộ nhớ phụ. Bộ nhớ phụ này là đĩa cứng, hiện đã phát triển từ ổ cứng từ tính (HDD), thành ổ cứng trạng thái rắn hiện tại dựa trên chất bán dẫn hoặc SSD.

Trong khi bộ nhớ chính hoặc bộ nhớ chính là những gì chúng tôi gọi là RAM (Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên hoặc Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên). Bộ nhớ này nhanh hơn nhiều lần so với bộ nhớ thứ cấp, nhưng dung lượng của nó thấp hơn đáng kể, vì giá của nó cao hơn và không thực tế để có dung lượng quá lớn.

Bổ sung bộ nhớ phụ dung lượng cao để lưu trữ các chương trình và dữ liệu của chúng ta, với bộ nhớ trung gian nhanh hơn giữa bộ nhớ thứ cấp và bộ xử lý, có thể cung cấp thêm tốc độ mà không làm giảm dung lượng cao. Trong RAM, chúng sẽ đi tải hướng dẫn và dữ liệu từ các quy trình hoặc chương trình đang chạy để CPU có thể truy cập chúng mà không cần truy cập bộ nhớ phụ, bộ nhớ này sẽ chậm hơn nhiều.

Ngoài ra, RAM là một loại bộ nhớ dễ bay hơi Nó sẽ mất nội dung của nó nếu nguồn điện bị loại bỏ. Sẽ không thực tế nếu chỉ có loại bộ nhớ này, vì mỗi khi thiết bị tắt, mọi thứ sẽ bị mất. Đó là lý do tại sao những ký ức thứ cấp vẫn rất cần thiết. Chúng là những ký ức vĩnh viễn không cần phải có nguồn điện liên tục để lưu trữ các giá trị.

Nếu bạn thích lịch sử, Dòng thời gian RAM tóm tắt là:

• Một trong những kỷ niệm RAM đầu tiên là lõi từ tính của năm 1949. Mỗi bit được lưu trữ trong một hình xuyến bằng vật liệu sắt từ. Mỗi mảnh có đường kính vài mm, do đó chiếm nhiều diện tích và hạn chế sức chứa. Nhưng nó chắc chắn tốt hơn so với các rơle và dòng trễ cho loại bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên này.
• Năm 1969, RAM đầu tiên được tạo ra bằng chất bán dẫn của Intel sẽ ra đời. Với các chip như 3101 64-bit. Năm sau anh ấy trình bày Bộ nhớ DRAM 1 KB (chip 1103), đặt nền móng cho các bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên hiện tại. Trên thực tế, DRAM sẽ trở thành tiêu chuẩn, vì vậy phát minh của IBM đã tiếp quản ngành công nghiệp này.
• Nhiều năm sau, chúng sẽ tiếp tục được thu nhỏ, với các chip có dung lượng và hiệu suất ngày càng tăng, cho đến khi các SIPP và DIP bắt đầu bị loại bỏ để bắt đầu sử dụng các chip hiện tại. Mô-đun SIMM (Mô-đun bộ nhớ trong dòng đơn), nghĩa là, mô-đun có tất cả các địa chỉ liên lạc trên một mặt. Điều đó giúp bạn dễ dàng thay đổi RAM và thêm chúng như thể chúng là thẻ mở rộng.
• Vào cuối những năm 80, công nghệ bộ xử lý đã làm cho bộ vi xử lý nhanh hơn nhiều so với RAM, dẫn đến nút cổ chai. Nó là cần thiết để tăng băng thông và tốc độ truy cập của các chip nhớ chậm.
• Nhiều công nghệ đã bắt đầu xuất hiện để giảm thiểu sự tắc nghẽn này, chẳng hạn như công nghệ FPM RAM (Fast Page Mode RAM), lấy cảm hứng từ Chế độ Burst của Intel 80486. Một chế độ địa chỉ cải thiện khả năng truy cập, với thời gian truy cập là 70 hoặc 60 ns.
• EDORAM, o Đầu ra dữ liệu mở rộng, sẽ ra mắt vào năm 1994 với thời gian truy cập là 40 hoặc 30 ns. Một cải tiến dựa trên điều này là BEDO, Burst EDO, đạt được mức cải thiện 50% so với EDO.
• các ký ức nhanh hơn chúng là của bộ vi xử lý, chẳng hạn như thanh ghi dựa trên tế bào SRAM (RAM tĩnh). Nhưng chúng cực kỳ đắt để đạt được những khả năng tuyệt vời với chúng, vì vậy chúng không thực tế mặc dù hiệu suất to lớn mà chúng có. Đó là lý do tại sao chúng bị loại xuống bộ đệm nhỏ hoặc thanh ghi CPU rất nhỏ. Vì lý do này, EDO, BEDO, FPM, vẫn thuộc loại DRAM.
• Năm 1992, Samsung tạo ra chip thương mại đầu tiên SDRAM (RAM động đồng bộ), tiêu chuẩn hiện tại.
• Kể từ đây, tất cả RAM đều dựa trên các ô nhớ SDRAM. Một trong những cái đầu tiên xuất hiện là Rambus từ Intel, đã vượt qua không đau đớn hay vinh quang trước RAM SDR rẻ hơn (RAM tốc độ dữ liệu đơn).
• Để cải thiện hiệu suất của những cái trước và không tăng giá như trường hợp của Rambus, DDR sẽ đến (Tốc độ dữ liệu kép). DDR cho phép chuyển hai kênh cùng lúc trong mỗi chu kỳ xung nhịp, tăng gấp đôi hiệu suất của SDR.
• Và từ DDR, bạn biết lịch sử tiếp tục như thế nào với sự xuất hiện của DDR2, DDR3, DDR4, DDR5, ...

... nhưng nó vẫn chưa đủ

Máy tính ngày càng đòi hỏi hiệu suất cao hơn. Các HDD đã phát triển thành SSD nhanh hơn nhiều. Và các bộ vi xử lý bắt đầu bao gồm các bộ nhớ nhanh của riêng chúng giữa các đơn vị chức năng và RAM. Bằng cách đó, họ có thể tải chúng với dữ liệu và hướng dẫn để truy cập tức thì hơn nhiều thay vì phải truy cập thẳng vào RAM mỗi khi họ cần thứ gì đó.

Những kỷ niệm mà tôi đề cập đến là bộ nhớ đệm, một bộ đệm hoạt động như một bộ đệm giữa CPU và RAM. Phải nói rằng trước đây bạn có thể mua các mô-đun bộ nhớ đệm như RAM, và bạn có thể thêm nếu muốn vào nhóm của mình. Một cái gì đó giống như các bộ đồng xử lý cũ hoặc FPU, không được tích hợp trong chính chip CPU. Nhưng theo thời gian, chúng được tích hợp vào chính gói bộ xử lý (xem ví dụ như Intel Pentium Pro) và cuối cùng trở thành một phần của cùng một vi mạch như trong các bộ vi xử lý hiện tại.

Những bộ nhớ đệm này đã được phát triển ở các cấp độ, chẳng hạn như L1 hiện tại (hợp nhất hoặc riêng biệt đối với hướng dẫn / dữ liệu), L2 hợp nhất, L3, v.v. Và không chỉ vậy, bên ngoài bộ vi xử lý cũng đang được thực hiện để bằng cách nào đó tăng tốc độ truy cập vào dữ liệu và hướng dẫn, chẳng hạn như mô-đun Intel Octant và các loại bộ đệm khác, nhưng đây là một câu chuyện khác ...

DDR-SDRAM

Sau khi đưa bạn vào nền, bạn đã biết con đường đi cho đến khi DDR SDRAM hiện tại. Bây giờ, chúng ta sẽ xem các loại tồn tại và đặc điểm của chúng. Phải nói rằng so với Intel Pentium 4 chủ yếu sử dụng RAMBUS của họ, AMD Athlon là người đầu tiên hỗ trợ DDR rẻ hơn. Đối mặt với doanh số và hiệu suất của máy tính dựa trên AMD, Intel cũng buộc phải áp dụng DDR ...

Loại

Theo phiên bản DDR

các Các phiên bản DDR cho phép lợi nhuận khác nhau:

• DDR: PC-xxxx cho biết băng thông của mô-đun, nếu ví dụ đó là PC-1600, điều này là kết quả từ việc nhân 100.000.000 hz (bus 100 Mhz) x 2 (là Tốc độ dữ liệu kép) x 8 byte = 1600 MB / s hoặc 1.6 GB / s chuyển.
  • DDR-200 (PC-1600): với bus 100 Mhz và I / O 200 Mhz. Tên của nó xuất phát từ tốc độ truyền 1600 MB / s hoặc 1.6 GB / s.
  • DDR-266 (PC-2100): với bus 133 Mhz và 266 Mhz I / O. Với khả năng truyền 2.1 GB / s.
  • DDR-333 (PC-2700): với bus 166 Mhz và I / O 333 Mhz. Với khả năng truyền tải là 2.7 GB / s.
  • DDR-400 (PC-3200): với bus 200 Mhz và I / O 400 Mhz. Với tổng cộng chuyển tối đa 3.2 GB / s.
• DDR2: hoạt động với 4 bit mỗi chu kỳ, nghĩa là 2 đi và 2 quay lại. Điều đó cải thiện tiềm năng của DDR1 trước đó.
  • Từ DDR2-333 (PC2-2600): nó hoạt động với bus cơ sở 100 Mhz, với I / O 166 Mhz, mang lại cho nó khả năng truyền 2.6 GB / s. Thời gian truy cập 10 ns.
  • Lên đến DDR2-1200 (PC2-9600): bus lên đến 300Mhz, 600Mhz cho I / O và truyền 9.6GB / s. Thời gian truy cập 3,3ns.
• DDR3: cho phép tốc độ truyền và tốc độ làm việc cao hơn so với DDR2, mặc dù độ trễ cao hơn.
  • Từ DDR3-1066 (PC3-8500): bus 133 Mhz, I / O 533 Mhz, truyền 8.5 GB / s. Thời gian truy cập 7.5 ns.
  • Lên đến DDR3-2200 (PC3-18000): bus 350 Mhz, I / O 1100 Mhz và truyền 18 GB / s. Thời gian truy cập 3.3 ns.
• DDR4: điện áp cung cấp thấp hơn và tốc độ truyền cao hơn so với những cái trước. Thật không may, nó có độ trễ cao hơn, làm giảm hiệu suất của tất cả những thứ khác bằng nhau.
  • Từ DDR4-1600 (PC4-12800): với bus cơ sở 200 Mhz, I / O 1600 Mhz và truyền 12.8 GB / s.
  • Lên đến DDR4-2666 (PC4-21300): với bus cơ sở 333 Mhz, I / O 2666 Mhz và truyền 21.3 GB / s.
• DDR5, DDR6, DDR7 ...: tương lai gần.

Theo loại mô-đun

Các Các mô-đun SIMM đã phát triển thành các DIMM hiện tại, được chia thành:

• DIMM (Mô-đun bộ nhớ trong dòng kép): một mô-đun bộ nhớ với các địa chỉ liên lạc ở cả hai mặt, cho phép số lượng địa chỉ liên lạc lớn hơn. Chúng là những thứ được sử dụng bởi máy tính để bàn.
• SO-DIMM (DIMM phác thảo nhỏ)- Đây là phiên bản thu nhỏ của DIMM thông thường, tức là các mô-đun ngắn hơn dành cho các máy tính nhỏ hơn. Chúng được sử dụng trong máy tính xách tay, bo mạch chủ cho các máy tính mini có kích thước nhỏ như mini-ITX, v.v.

Cho dù chúng là DIMM hay SO-DIMM, chúng có thể có dung lượng, đặc điểm và kiểu khác nhau đã thấy ở trên. Điều này không thay đổi bất cứ điều gì.

Theo các kênh

Mô-đun bộ nhớ RAM có thể được nhóm lại với một hoặc nhiều xe buýt:

• Kênh bộ nhớ đơn: tất cả các mô-đun bộ nhớ được nhóm vào một ngân hàng khe cắm duy nhất, chia sẻ cùng một bus.
• Kênh bộ nhớ kép- Có hai ngân hàng khe cắm bộ nhớ riêng biệt trên bo mạch chủ. Các mô-đun có thể được chèn vào hai kênh này, với hai bus riêng biệt, cung cấp băng thông lớn hơn và do đó có hiệu suất. Ví dụ: nếu bạn có APU hoặc Intel với GPU tích hợp, nó có thể mang lại lợi ích lớn bằng cách cho phép MMU của CPU truy cập vào một bus trong khi bộ điều khiển bộ nhớ GPU truy cập vào bus khác mà không can thiệp vào giữa hai ...
• Kênh bộ nhớ bốnKhi nhu cầu truy cập cao hơn nhiều, có thể tìm thấy các bo mạch chủ có bốn kênh, mặc dù việc có bốn kênh không phải lúc nào cũng mang lại hiệu suất như mong đợi nếu dung lượng này không thực sự được tận dụng.

Độ trễ

Cuối cùng, khi bạn muốn mở rộng bộ nhớ RAM của mình, có một loạt tính năng, ngoài những tính năng đã thấy, có thể khiến bạn bối rối khi mua đúng. Ý tôi là độ trễ, của CAS, RAS, v.v. Đối với điện áp và loại mô-đun, sự thật là điều này sẽ phụ thuộc vào khả năng tương thích của bo mạch chủ của bạn và loại bộ nhớ được chọn. Bạn nên đọc hướng dẫn sử dụng của bo mạch chủ để biết bộ nhớ mà chipset của bạn hỗ trợ và loại mô-đun bạn có.

Bạn cũng có thể nhìn vào mô-đun bộ nhớ hoặc các mô-đun mà bạn đã cài đặt để biết cách lấy một mô-đun tương tự để mở rộng nó và mô-đun đó có cùng đặc điểm và tương thích.

Tốc độ của RAM luôn liên quan đến hai yếu tố, một là tần số đồng hồ và thứ khác là độ trễ. Độ trễ là thời gian cần thiết để truy cập (ghi hoặc đọc). Và có thể có cùng một loại mô-đun với độ trễ khác nhau, và đây là lúc người dùng bối rối khi tin rằng nếu họ cài đặt một mô-đun có độ trễ khác thì nó sẽ không tương thích, hoặc nó có ảnh hưởng hay không ... Đó là những gì tôi sẽ cố gắng làm rõ ở đây.

Đầu tiên bạn phải hiểu rõ về cách thức hoạt động của RAMKhi được yêu cầu truy cập một khối bộ nhớ cụ thể, nghĩa là một phần bộ nhớ nơi dữ liệu được lưu trữ, bộ nhớ sẽ được phân phối theo hàng và cột. Bằng cách kích hoạt dòng lựa chọn hàng và cột thích hợp, bạn có thể viết hoặc đọc bất cứ thứ gì bạn muốn. Nhưng để các hoạt động truy cập này xảy ra, chúng cần phải trải qua một vài chu kỳ để thực hiện các hành động làm trì hoãn hoạt động. Đó là độ trễ.

Làm cách nào để biết độ trễ của mô-đun? Chà, bạn có thể nhận thấy rằng các mô-đun có kiểu đánh dấu 16-18-18-35 hoặc tương tự, đó là độ trễ tính bằng nano giây. Mỗi con số có ý nghĩa tùy theo vị trí mà nó chiếm giữ:

• 16: Giá trị đầu tiên cũng có thể xuất hiện dưới dạng CL hoặc CAS Latency, nó đại khái cho biết thời gian trôi qua giữa bộ xử lý yêu cầu dữ liệu từ RAM và nó định vị và gửi nó.
• 18: Số thứ hai có thể được tìm thấy là TRCD hoặc RAS đến Độ trễ CAS, số này đại diện cho thời gian giữa vị trí và kích hoạt của một dòng bộ nhớ (RAS) và một cột (CAS), hãy nhớ rằng bộ nhớ được tổ chức như thể bàn cờ.
• 18: Số thứ ba có thể được tìm thấy là TRP hoặc RAS Precharge và đề cập đến thời gian bộ nhớ thực hiện ngắt dòng, nghĩa là hủy kích hoạt dòng dữ liệu bạn hiện đang sử dụng và kích hoạt một dòng mới.
• 35: Cuối cùng giá trị thứ tư cho biết những gì có thể xuất hiện dưới dạng TRAS, Hoạt động hoặc Hoạt động để nạp trước. Đại diện cho thời gian chờ trước khi bộ nhớ có thể truy cập lại dữ liệu.

Khi những con số càng thấp càng tốtnó sẽ nhanh hơn. Nếu bạn có một mô-đun DDR4 với một mô-đun CL11 và một mô-đun CL9, mô-đun thứ hai sẽ nhanh hơn nhiều, không nghi ngờ gì nữa.

Bạn có thể kết hợp các mô-đun có độ trễ khác nhau không?

Đây là nơi nó đến từ câu hỏi của thế kỷ, và sự nhầm lẫn của nhiều người dùng. Câu trả lời là có. Nếu bạn có một mô-đun DDR4, có cùng tần số xung nhịp, nhưng với một CL cụ thể được cài đặt trong máy tính của bạn và bạn mua một mô-đun khác có cùng đặc điểm, nhưng với một CL khác, điều đó không thành vấn đề. Nó sẽ hoạt động, chúng sẽ không tương thích, nhóm của bạn sẽ không từ chối nó. Độ trễ giống như năng lực hoặc thương hiệu, nó có thể khác nhau giữa các mô-đun mà không có bất cứ điều gì xảy ra.

Sau đó? Điều duy nhất có thể bạn sẽ không đạt được hiệu suất tối ưu, hoặc có thể nó sẽ thấp hơn một chút tùy thuộc vào sự lựa chọn của bạn. Tôi sẽ giải thích nó cho bạn với một ví dụ. Hãy tưởng tượng một trường hợp thực tế, rằng bạn đã cài đặt mô-đun Kingston DDR4 8 GB ở 2400 Mhz và CL14 trong máy tính của mình. Nhưng bạn muốn mở rộng RAM của mình và mua một Corsair DDR4 8GB với tốc độ 2800Mhz và CL16. Bạn sẽ có hai mô-đun hoàn toàn tương thích, nhóm của bạn sẽ chịu đựng được nó, nó sẽ không ngừng hoạt động. Bạn sẽ có 16 GB RAM hoạt động. Nhưng ... một số điều có thể xảy ra:

1. Cả hai mô-đun RAM đều giảm tần số của chúng xuống cấu hình mặc định của tiêu chuẩn JEDEC, chẳng hạn như 2133 Mhz. Đó là, bộ nhớ của bạn sẽ trở nên chậm hơn một chút khi giảm tần số xung nhịp và do đó tốc độ truyền của nó.
   
2. Một tùy chọn khác là để mô-đun khớp với mô-đun hiện có về độ trễ và tần suất. Trong trường hợp này, thay vì 2800 Mhz, cả hai sẽ hoạt động ở 2400 Mhz và ở CL cao nhất.

Khi nào bạn gặp vấn đề? Khi bạn sử dụng Kênh kép hoặc Kênh bốn. Trong những trường hợp đó, tốt hơn hết bạn nên mua các mô-đun giống hệt nhau về đặc điểm (công suất và nhãn hiệu của nhà sản xuất có thể khác nhau).

Tôi cần bao nhiêu RAM?

Chà, tóm lại cái này tùy thuộc vào nhu cầu của từng người dùng. Ví dụ, nếu bạn định sử dụng phần mềm văn phòng, trình duyệt, v.v., có lẽ 4-8 GB là đủ. Nhưng nếu bạn muốn chơi, có lẽ bạn cần 8-16GB. Nếu bạn định triển khai một số máy ảo, bạn có thể cần 32 GB hoặc hơn… đó là một thứ gì đó rất cá nhân. Không có công thức kỳ diệu nào cho việc bạn cần bao nhiêu.

Điều rất quan trọng là phải xem các yêu cầu được đề xuất của phần mềm mà bạn sẽ sử dụng thường xuyên để lựa chọn tốt phần cứng của mình ...

Có một công thức giúp bạn chọn bộ nhớ cơ bản tối thiểu, để không cài đặt ít hơn mức bạn nên. Và trải qua nhân 2 GB cho mỗi lõi hoặc lõi mà CPU của bạn có. Do đó, nếu bạn có quadcore, bạn nên có ít nhất 8 GB.