RAM oder Arbeitsspeicherist ein unglaublich wichtiger Bestandteil jedes modernen Computers. Die CPU (Zentraleinheit) eines Computers benötigt Daten und Anweisungen, um Arbeiten auszuführen. Diese Informationen müssen irgendwo gespeichert werden. Das "irgendwo" wird als Computerspeicher bezeichnet.
Es gibt verschiedene Arten von RAM-Speichern mit jeweils eigenen Vor- und Nachteilen. In CPUs ist nur sehr wenig Arbeitsspeicher integriert, der so genannte CPU-Cache. Dieser Speicher ist unglaublich schnell und im Wesentlichen Teil der CPU selbst. Es ist jedoch sehr teuer und kann daher nicht als primärer Arbeitsspeicher des Computers verwendet werden.
Hier kommt der Arbeitsspeicher ins Spiel. RAM kommt in Form von Silizium-Computerchips, die an einen Speicherbus angeschlossen sind. Der Cache-Speicher in der CPU selbst ist eigentlich auch eine Form von RAM, aber wenn der Begriff allgemein verwendet wird, bezieht er sich auf diese Speicherchips, die sich außerhalb der CPU befinden.
Ein Speicherbus ist einfach Ein dedizierter Satz von Schaltkreisen, die Informationen zwischen der CPU und dem RAM selbst übertragen. Das Betriebssystem überträgt Informationen aus den viel langsameren mechanischen Werten oder Solid-State-Festplatte des Systems, um sich auf die CPU-Anforderungen vorzubereiten. Wenn beispielsweise ein Videospiel „geladen“ wird, werden Daten von der Festplatte in den Arbeitsspeicher verschoben.
Stellen Sie sich den Arbeitsspeicher analog als Schreibtischoberfläche und die Schubladen als Festplatte vor , wobei Sie selbst als CPU fungieren. Es ist schnell und einfach, mit Objekten auf dem Schreibtisch zu arbeiten, aber es ist nur so viel Platz vorhanden. Das heißt, Sie müssen die Dinge zwischen der Schreibtischoberfläche und den Schubladen bewegen, wenn Sie sie benötigen.
Computer, Smartphones, Spielekonsolen und jeder andere Computertyp, der heutzutage verwendet wird, verfügt über eine Art RAM. Wir werden uns jedes einzelne ansehen und erklären, wie es funktioniert und wofür es verwendet wird. Im Einzelnen decken wir die folgenden Arten von RAM ab:
In_content_1 all: [300x250] / dfp: [640x360]->Mach dir keine Sorgen, wenn das nach einschüchterndem Kauderwelsch klingt. In Kürze wird alles sehr deutlich.
SRAM - Statischer Arbeitsspeicher
Als einer der beiden primären RAM-Typen ist SRAM besonders, da es nicht aktualisiert werden muss, um die Informationen zu speichern es wird gerade gespeichert. Solange Strom durch die Schaltkreise fließt, bleiben die Informationen dort, wo sie sind.
SRAM besteht aus einer Reihe von Transistoren (4-6) und ist aufgrund seiner Beschaffenheit unglaublich schnell. Es ist jedoch relativ komplex und teuer, weshalb Sie es in CPUs vorfinden, die als superschneller Cache-Speicher in Betrieb genommen werden.
Es gibt auch kleine Mengen an SRAM-Cache, wenn Daten schnell verschoben werden müssen, aber möglicherweise einen Engpass aufweisen. Festplattenpuffer sind ein gutes Beispiel für diesen Anwendungsfall. Überall dort, wo ein Gerät mehr Daten zur Verfügung hat, gibt es möglicherweise einen SRAM, der die Übertragung erleichtert.
DRAM - Dynamischer Arbeitsspeicher
DRAM ist der anderegebräuchliche Typ von RAM-Design. Der DRAM-Speicher besteht aus Transistoren und Kondensatoren. Wenn Sie nicht jede Speicherzelle aktualisieren, verliert sie ihren Inhalt. Aus diesem Grund wird es eher als "dynamisch" als als "statisch" bezeichnet.
DRAM ist viel langsamer als SRAM, aber immer noch viel schneller als sekundäre Speichergeräte wie Festplatten. Es ist auch weitaus billiger als SRAM und es ist typisch für Computer, mehrere Gigabyte DRAM als Haupt-RAM-Lösung an Bord zu haben.
SDRAM - Synchroner dynamischer Direktzugriffsspeicher
Einige Leute scheinen zu denken, dass SDRAM eine Mischung aus SRAM und DRAM ist, aber das ist es nicht! Dies ist DRAM, der mit der CPU-Uhr synchronisiert wurde.
Das DRAM-Modul wartet auf die CPU, bevor es auf Dateneingabeanforderungen antwortet. Aufgrund der Synchronität und der Konfiguration des SDRAM-Speichers in Bänken kann die CPU mehrere Befehle gleichzeitig ausführen, was die Gesamtleistung erheblich steigert.
SDRAM ist die Grundform des Haupt-RAM-Typs, der heutzutage in den meisten Computern verwendet wird. Es wird auch als SDR SDRAM oder Synchroner dynamischer Direktzugriffsspeicher mit einfacher Datenratebezeichnet. Obwohl es sich im Grunde genommen um denselben Speichertyp handelt, der heute in Computern verwendet wird, ist die Vanille-SDR-Form ziemlich veraltet und wird durch den nächsten RAM-Typ auf unserer Liste ersetzt.
Synchronous Dynamic mit doppelter Datenrate Arbeitsspeicher
Das Erste, was Sie wissen sollten, ist, dass es mehrere Generationen von DDR-Speicher gibt. Die erste Generation, die wir im Nachhinein als DDR 1 bezeichnen, hat die Geschwindigkeit des SDRAM verdoppelt, indem Lese- und Schreibvorgänge sowohl zu Spitzen- als auch zu Tiefstwerten des Taktzyklus durchgeführt wurden.
DDR2, DDR3 und heute DDR4 haben sich gegenüber der ersten Generation von DDR exponentiell verbessert. Die Leistung dieser Speichermodule wird in Megatransfers pro Sekundeoder „MT / S“ gemessen. Ein Megatransfer entspricht im Wesentlichen einer Million Taktzyklen. Die schnellsten DDR-Chips der ersten Generation erreichen eine Geschwindigkeit von 400 MB / s. DDR4 kann so schnell wie 3200MT / s sein!
GDDR SDRAM - Grafikdoppelte Datenrate Arbeitsspeicher
GDDR befindet sich derzeit in der sechsten Generation und ist fast ausschließlich mit einer GPU (Grafikprozessor) verbunden ) auf einer Grafikkarte oder Spielkonsole. GDDR ist mit regulärem DDR verwandt, wurde jedoch für grafische Anwendungsfälle entwickelt. Hervorheben von enormen Bandbreitenmengen bei gleichzeitig geringerer Latenz.
Mit anderen Worten, dieser Speicher reagiert nicht so schnell wie normaler SDRAM, kann jedoch mehr Informationen auf einmal verschieben, wenn er antwortet. Dies ist ideal für Grafikanwendungen, bei denen viele Gigabyte Texturdaten zum Rendern einer Szene gestreamt werden müssen und die geringe Latenz keine wirkliche Auswirkung hat.
Trotz des Namens kann GDDR wie gewohnt verwendet werden System-RAM. Die PlayStation 4 verfügt beispielsweise über einen einzigen GDDR-Speicherpool, den Entwickler nach Belieben aufteilen können, indem sie nach Bedarf Teile der CPU und der GPU zuweisen.
HBM - Speicher mit hoher Bandbreite
GDDR hat einen Konkurrenten in Form von HBM-Speicher, die auf einer begrenzten Anzahl von Grafikkarten von AMD verwendet wurden. Derzeit ist die neueste Version HBM 2, es ist jedoch ungewiss, ob sie GDDR ersetzen oder nicht mehr funktionieren wird.
Der wichtigste Teil der Speicherleistung ist die Gesamtmenge der Daten, die innerhalb einer bestimmten Menge von verschoben werden kann Zeit. Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, ein sehr schnelles Gedächtnis zu erzeugen. Die andere Möglichkeit, die Gesamtbandbreite zu verbessern, besteht darin, dass die "Pipe" -Daten breiter durchgeschoben werden.
HBM-Speicher arbeiten mit niedrigeren Rohtaktfrequenzen als GDDR, verwenden jedoch ein einzigartiges 3D-Stacked-Chip-Design Bietet einen sehr breiten physikalischen Pfad für Daten sowie viel kürzere Entfernungen für die Übertragung von Signalen. Das Endergebnis ist eine Speicherlösung mit einer im Vergleich zu GDDR ähnlichen Gesamtbandbreite, jedoch mit einer geringeren Latenz.
Das Problem bei HBM besteht darin, dass sie kompliziert herzustellen ist und aufgrund ihres physischen Designs noch nicht erreicht werden kann die Arten von Kapazitäten, die für die GDDR trivial sind. Wenn diese Probleme irgendwann überwunden werden, könnte es die GDDR ersetzen. Es gibt jedoch keine Garantie dafür, dass dies geschieht.
Vielen Dank für die Erinnerungen!
Es sollte klar sein, dass RAM eine wesentliche Komponente jedes Computers ist und wenn es schief geht, kann es schwierig sein herauszufinden, was das Problem eigentlich ist.
Schließlich kann ein Schurkenbit hier oder da Ihr System auf subtile Weise instabil machen oder scheinbar zufällige Abstürze verursachen. Aus diesem Grund sollten Sie immer Test auf schlechten RAM-Speicher wählen, wenn Sie ein unerklärliches Stabilitätsproblem haben.
Eines Tages werden wir uns vielleicht über den RAM-Speicher hinausbewegen, aber auf absehbare Zeit wird dies ein wesentlicher Bestandteil des Rechenleistungs-Puzzles sein, sodass wir es genauso gut kennenlernen können.