סוגי RAM הפועלים מחשבים של היום

by סטנלי גודנר

כמעט כל התקן המחשוב מסוגל RAM. תסתכל על המכשיר האהוב עליך (למשל טלפונים חכמים, טבליות, מחשבים שולחניים, מחשבים ניידים, מחשבונים גרפים, HDTVs, מערכות המשחקים כף יד, וכו '), ואתה צריך למצוא קצת מידע על זיכרון RAM. למרות כל RAM בעצם משרתת את אותה מטרה, ישנם מספר סוגים שונים נפוץ כיום:

זיכרון סטטי (SRAM)
RAM דינמי (DRAM)
זיכרון דינמי סינכרוני (SDRAM)
קצב נתונים יחיד סינכרוני דינמי RAM (SDR SDRAM)
קצב נתונים כפול סינכרוני דינמי RAM (DDR SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4)
גרפיקת נתונים כפולה סינכרוני דינמי RAM (GDDR SDRAM, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5)
זיכרון פלאש

מהו זיכרון RAM?

RAM מייצג זיכרון גישה אקראית , וזה נותן מחשבים את המרחב הווירטואלי הדרוש לניהול מידע ולפתור בעיות כרגע. אתה יכול לחשוב על זה כמו נייר שריטה לשימוש חוזר כי היית כותב פתקים, מספרים, או רישומים על עם עיפרון. אם אתה רץ מהחדר על הנייר, אתה עושה יותר על ידי מחיקת מה שאתה כבר לא צריך; זיכרון RAM מתנהג באופן דומה כאשר הוא זקוק למרחב נוסף כדי להתמודד עם מידע זמני (כלומר, הפעלת תוכנה / תוכניות). פיסות נייר גדולות יותר מאפשרות לך לרשום רעיונות (וגדולים יותר) בכל פעם לפני שתצטרך למחוק; יותר זיכרון RAM בתוך המחשבים יש השפעה דומה.

RAM מגיע במגוון צורות (כלומר, האופן שבו הוא מתחבר פיזית למערכות מיחשוב או ממשקים), קיבולת (נמדדת ב- MB או GB ), במהירויות (נמדדות ב- MHz או GHz ) וארכיטקטורות. היבטים אלה ואחרים חשוב לשקול בעת שדרוג מערכות עם זיכרון RAM, כמו מערכות מחשב (כגון חומרה, לוחות אם) צריך לדבוק בהנחיות תאימות קפדנית. לדוגמה:

הדור הישן של המחשבים אינם צפויים להתאים את הסוגים האחרונים של טכנולוגיית ה- RAM
זיכרון מחשב נייד לא יתאים למחשבים שולחניים (ולהיפך)
זיכרון RAM אינו תמיד תואם לאחור
מערכת בדרך כלל לא יכול לערבב ולהתאים סוגים שונים / דורות של RAM יחד

זיכרון סטטי (SRAM)

זמן בשוק: 1990 כדי להציג
מוצרים פופולריים באמצעות SRAM: מצלמות דיגיטליות, נתבים, מדפסות, מסכי LCD

אחד משני סוגי הזיכרון הבסיסיים (השני הוא DRAM), SRAM דורש זרימת חשמל קבועה כדי לתפקד. בגלל כוח מתמשך, SRAM לא צריך להיות "רענון" לזכור את הנתונים המאוחסנים. זו הסיבה SRAM נקרא "סטטי" - אין צורך לשנות או פעולה (למשל מרענן) כדי לשמור על הנתונים ללא פגע. עם זאת, SRAM הוא זיכרון נדיף, כלומר כל הנתונים שאוחסנו הולך לאיבוד לאחר כוח נכרת.

היתרונות של השימוש ב- SRAM (לעומת ה- DRAM) הם צריכת חשמל נמוכה יותר ומהירות גישה מהירה יותר. החסרונות בשימוש ב- SRAM (לעומת ה- DRAM) הם יכולות זיכרון נמוכות יותר ועלויות גבוהות יותר של הייצור. בגלל מאפיינים אלה, SRAM משמש בדרך כלל ב:

מטמון CPU (למשל L1, L2, L3)
כונן קשיח / מטמון
ממירי Digital-to-Analog (DAC) על כרטיסי מסך

RAM דינמי (DRAM)

זמן בשוק: 1970 עד אמצע 1990
מוצרים פופולריים באמצעות DRAM: קונסולות משחק וידאו, חומרה ברשת

אחד משני סוגי זיכרון בסיסיים (השני להיות SRAM), DRAM דורש "רענון" תקופתיים של כוח כדי לתפקד. הקבלים המאחסנים נתונים ב- DRAM מפרישים בהדרגה אנרגיה; אין אנרגיה פירושו שהנתונים הולכים לאיבוד. זו הסיבה DRAM נקרא "דינמי" - שינוי מתמיד או פעולה (למשל מרענן) יש צורך לשמור על הנתונים ללא פגע. DRAM הוא גם זיכרון נדיף, כלומר כל הנתונים המאוחסנים הולך לאיבוד לאחר כוח מנותק.

היתרונות של השימוש ב- DRAM (לעומת SRAM) הם עלויות נמוכות יותר של ייצור ויכולות זיכרון גבוהות יותר. החסרונות בשימוש ב- DRAM (לעומת SRAM) הם מהירויות גישה איטית יותר וצריכת חשמל גבוהה יותר. בגלל מאפיינים אלה, DRAM משמש בדרך כלל ב:

זיכרון מערכת
זיכרון גרפיקה של וידאו

בשנות התשעים פותח זיכרון נתונים מורחב (EDO DRAM), ואחריו האבולוציה שלו, פרץ EDO RAM (BEDO DRAM). אלה סוגי זיכרון לערער עקב ביצועים מוגברת / יעילות בעלויות נמוכות יותר. עם זאת, הטכנולוגיה היה מיושן על ידי פיתוח של SDRAM.

זיכרון דינמי סינכרוני (SDRAM)

שעה בשוק: 1993 להציג
מוצרים פופולריים באמצעות SDRAM: זיכרון המחשב, קונסולות משחק וידאו

SDRAM הוא סיווג של ה- DRAM הפועל עם סינכרון שעון ה- CPU , מה שאומר שהוא מחכה לאות השעון לפני שתגיב על קלט נתונים (למשל ממשק משתמש). לעומת זאת, ה- DRAM הוא אסינכרוני, מה שאומר שהוא מגיב באופן מיידי לקלט נתונים. אבל היתרון של פעולה סינכרוני הוא כי מעבד יכול לעבד הוראות חופפות במקביל, המכונה גם "pipelining" - היכולת לקבל (לקרוא) הוראה חדשה לפני ההוראה הקודמת נפתרה במלואה (לכתוב).

למרות שהצינור אינו משפיע על הזמן הדרוש לעיבוד הוראות, הוא מאפשר לבצע הוראות נוספות בו זמנית. עיבוד אחד לקרוא אחד לכתוב הוראה לכל מחזור במחזור תוצאות גבוה יותר במעבד הכוללת / שיעורי הביצועים. SDRAM תומך צנרת בשל האופן שבו הזיכרון שלה מחולק לבנקים נפרדים, וזה מה שהוביל העדפה נרחבת שלה על בסיס DRAM.

קצב נתונים יחיד סינכרוני דינמי RAM (SDR SDRAM)

שעה בשוק: 1993 להציג
מוצרים פופולריים באמצעות SDRAM SDRAM: זיכרון המחשב, קונסולות משחק וידאו

SDRAM SDRAM הוא מונח מורחב עבור SDRAM - שני סוגים הם אחד ואותו, אבל המכונה לעתים קרובות רק SDRAM. "קצב נתונים יחיד" מציין כיצד תהליכים זיכרון אחד לקרוא אחד לכתוב הוראה לכל מחזור שעון. תיוג זה מסייע להבהיר השוואות בין SDRAM SDRAM ו- DDR SDRAM:

DDR SDRAM הוא למעשה פיתוח הדור השני של SDRAM SDR

קצב נתונים כפול סינכרוני דינמי RAM (DDR SDRAM)

זמן בשוק: 2000 להציג
מוצרים פופולריים באמצעות DDR SDRAM: זיכרון המחשב

DDR SDRAM פועל כמו SDRAM SDRAM, רק פעמיים מהר. DDR SDRAM מסוגל לעיבוד שני קריאה ושני הוראות כתיבה לכל מחזור שעון (ומכאן "כפול"). למרות שהדומה דומה בתפקוד, ל- DDR SDRAM יש הבדלים פיזיים (184 סיכות וחריץ בודד על המחבר) לעומת SDRAM SDRAM (168 פינים ושני חריצים על המחבר). DDR SDRAM פועל גם במתח סטנדרטי נמוך יותר (2.5 וולט מ 3.3 וולט), ומניעת תאימות לאחור עם SDRAM SDRAM.

DDR2 SDRAM הוא שדרוג אבולוציוני ל- DDR SDRAM. בעוד שעדיין קצב נתונים כפול (עיבוד שני קריאות ושני הוראות כתיבה למחזור שעון), DDR2 SDRAM מהיר יותר משום שהוא יכול לפעול במהירויות שעון גבוהות יותר. מודולי זיכרון DDR סטנדרטי (לא overclocked ) מובילים ב 200 מגה-הרץ, ואילו מודולי זיכרון DDR2 סטנדרטיים יוצאים ל -533 מגה-הרץ. DDR2 SDRAM פועל במתח נמוך (1.8 V) עם סיכות נוספות (240), המונע תאימות לאחור.
DDR3 SDRAM משפר את הביצועים על DDR2 SDRAM באמצעות עיבוד אות מתקדם (אמינות), קיבולת זיכרון גדולה יותר, צריכת חשמל נמוכה יותר (1.5 וולט) ומהירויות שעון סטנדרטי גבוהות יותר (עד 800 מגהרץ). למרות ש- DDR3 SDRAM חולק את אותו מספר סיכות כמו DDR2 SDRAM (240), כל ההיבטים האחרים מונעים תאימות לאחור.
DDR4 SDRAM משפר את הביצועים על DDR3 SDRAM באמצעות עיבוד אותות מתקדם יותר (אמינות), אפילו קיבולת זיכרון גדולה יותר, אפילו צריכת חשמל נמוכה יותר (1.2 V), ומהירויות שעון סטנדרטי גבוהות יותר (עד 1600 MHz). DDR4 SDRAM משתמש בתצורה של 288 פינים, אשר גם מונעת תאימות לאחור.

גרפיקה כפולה נתונים דרג סינכרוני דינמי RAM (GDDR SDRAM)

זמן בשוק: 2003 עד היום
מוצרים פופולריים באמצעות GDDR SDRAM: כרטיסי מסך וידאו, כמה טבליות

GDDR SDRAM הוא סוג של DDR SDRAM שתוכנן במיוחד עבור עיבוד גרפיקה של גרפיקה, בדרך כלל בשילוב עם GPU ייעודי (יחידת עיבוד גרפיקה) בכרטיס וידאו . משחקי מחשב מודרניים ידועים לדחוף את המעטפה עם סביבות מציאותיות להפליא High Definition, לעתים קרובות הדורשים מפרט מערכת חסון ואת החומרה כרטיס הווידאו הטוב ביותר כדי לשחק (במיוחד בעת שימוש 720p או 1080p ברזולוציה גבוהה מציג ).

בדומה ל- DDR SDRAM, ל- GDDR SDRAM יש קו אבולוציוני משלו (שיפור הביצועים וצמצום צריכת החשמל): GDDR2 SDRAM, GDDR3 SDRAM, GDDR4 SDRAM ו- GDDR5 SDRAM.

למרות שיתוף מאפיינים דומים מאוד עם DDR SDRAM, GDDR SDRAM הוא לא בדיוק אותו הדבר. ישנם הבדלים ניכרים עם הדרך GDDR SDRAM פועלת, במיוחד לגבי איך רוחב פס הוא המועדף על חביון. GDDR SDRAM צפוי לעבד כמויות אדירות של נתונים (רוחב פס), אך לא בהכרח במהירויות המהירות ביותר (חביון) - חשוב על כביש 16 מסלולים שנקבע על 55 MPH. באופן יחסי, DDR SDRAM צפוי להיות חביון נמוך כדי להגיב באופן מיידי למעבד - לחשוב על כביש 2 נתיבים שנקבעו ב 85 MPH.

זיכרון פלאש

שעה בשוק: 1984 להציג
מוצרים פופולריים באמצעות זיכרון פלאש: מצלמות דיגיטליות, טלפונים חכמים / טבליות, מערכות משחקי כף יד / צעצועים

זיכרון פלאש הוא סוג של אמצעי אחסון שאינם נדיפים, אשר שומרים על כל הנתונים לאחר הפסקת חשמל. למרות השם, זיכרון הפלאש קרוב יותר בצורה ובפעולה (כלומר, אחסון והעברת נתונים) לכונני מצב מוצק מאשר בסוגי RAM הנזכרים לעיל. זיכרון פלאש הוא הנפוץ ביותר ב: