Mikä on ram-muisti ja miten se toimii?

Kun tietokoneemme on hidas, yksi ensimmäisistä tarkastelluista asioista on, jos RAM-muistia on riittävästi. Yksi vaatimuksista, jotka kaikilla ohjelmilla, peleillä ja käyttöjärjestelmillä yleensä on, on vähimmäismuisti. Mikä on RAM oikeasti ja mihin se on tarkoitettu? Näemme kaiken tämän ja enemmän tänään tässä artikkelissa.

Sisällysluettelo

Mikä on RAM

RAM (Random Access Memory) on tietokoneemme fyysinen osa, yleensä asennettuna samaan emolevyyn. RAM-muisti on irrotettavissa ja sitä voidaan laajentaa eri kapasiteetin moduuleilla.

RAM-muistin tehtävänä on ladata kaikki prosessorissa suoritetut ohjeet. Nämä ohjeet tulevat käyttöjärjestelmästä, syöttö- ja tulostuslaitteista, kiintolevyistä ja muusta tietokoneeseen asennetusta.

RAM-muistiin tallennetaan kaikki käynnissä olevien ohjelmien tiedot ja ohjeet, ne lähetetään tallennusyksiköiltä ennen niiden suorittamista. Tällä tavalla meillä voi olla käytettävissä kaikki ajamamme ohjelmat, jos tuskin odotat.

Jos RAM-muistia ei ole, ohjeet tulee ottaa suoraan kiintolevyiltä. Nämä ovat paljon hitaampia kuin tämä satunnaismuisti, mikä tekee siitä kriittisen osan tietokoneen suorituskyvyssä.

Sitä kutsutaan satunnaismuistiksi, koska se voidaan lukea ja kirjoittaa mihin tahansa muistipaikkaan ilman, että tarvitsee kunnioittaa peräkkäistä pääsyjärjestystä. Tämä ei mahdollista käytännössä mitään odotusvälejä tiedon saannille.

RAM-muistin fyysiset komponentit

Mitä tulee RAM-muistimoduulin fyysisiin komponentteihin, voimme erottaa seuraavat osat:

Komponenttilevy

Se on rakenne, joka tukee muita komponentteja ja sähköisiä ratoja, jotka viestivät näiden kunkin osan.

Kukin näistä korteista muodostaa RAM-muistimoduulin. Jokaisella näistä moduuleista on tietty muistikapasiteetti markkinoilla olevien mukaan.

Muistipankit

Ne ovat fyysisiä komponentteja, jotka vastaavat levyjen tallentamisesta. Nämä muistipankit muodostetaan integroiduilla piirisiruilla, jotka koostuvat transistoreista ja kondensaattoreista, jotka muodostavat varastosoluja. Nämä elementit sallivat informaatiobittien tallentamisen niihin.

Jotta tiedot pysyisivät transistorien sisällä, niihin tarvitaan säännöllinen sähkönsyöttö. Siksi, kun sammutamme tietokoneemme, tämä muisti on täysin tyhjä.

Tämä on suuri ero esimerkiksi RAM- ja SSD-tallennusyksiköiden välillä.

Jos haluat tietää enemmän SSD-asemista, käy artikkelissamme, jossa parhaat mallit ja niiden ominaisuudet selitetään yksityiskohtaisesti:

Jokaisessa RAM-moduulissa on useita näistä muistipankeista fyysisesti erotettu siruilla. Tällä tavoin on mahdollista käyttää toisen tietoja, kun toinen lastataan tai puretaan.

katsella

Synkronisissa RAM-muistoissa on kello, joka vastaa näiden elementtien luku- ja kirjoitustoimintojen synkronoinnista. Asynkronisissa muistoissa ei ole tämän tyyppistä integroitua elementtiä.

SPD-siru

SPD (Serial Presence Detect) -piiri vastaa RAM-muistimoduuliin liittyvien tietojen tallentamisesta. Nämä tiedot ovat muistin kokoa, käyttöaikaa, nopeutta ja muistityyppiä. Tällä tavalla tietokone tietää, mikä RAM-muisti on asennettu sisälle tarkistamalla tämä virran kytkemisen aikana.

Liitäntäväylä

Tämä sähköisistä koskettimista koostuva väylä vastaa viestinnän sallimisesta muistimoduulin ja emolevyn välillä. Tämän elementin ansiosta meillä on erilliset muistimoduulit emolevystä, joten pystymme laajentamaan muistikapasiteettia uusilla moduuleilla.

RAM-muistimoduulien tyypit

Kun olemme nähneet RAM-muistien eri fyysiset komponentit, meidän on myös tiedettävä kapselointityyppi tai moduulit, joihin ne asennetaan. Nämä moduulit koostuvat pohjimmiltaan komponenttilevystä ja liitäntäväylästä yhdessä niiden tapien kanssa. Muun muassa nämä ovat eniten käytettyjä moduuleja ennen ja nyt:

• RIMM: Nämä moduulit asensivat RDRAM- tai Rambus DRAM -muistit. Sitten näemme ne. Näissä moduuleissa on 184 kytkentätappia ja 16-bittinen väylä. SIMM: Tätä muotoa käyttivät vanhemmat tietokoneet. Meillä on 30 ja 60 yhteysmoduulia ja 16 ja 32 bittinen dataväylä. DIMM: Tätä muotoa käytetään tällä hetkellä DDR-muistoihin versioissa 1, 2, 3 ja 4. Dataväylä on 64 bittiä ja siinä voi olla: 168 nastaa SDR RAM-muistia varten, 184 DDR: lle, 240 DDR2 ja DDR3 ja 288 DDR4: lle. SO-DIMM: se on kannettavien tietokoneiden erityinen DIMM-muoto. FB-DIMM: DIMM-muoto palvelimille.

RAM-tekniikoiden tyypit

Yleensä RAM-tyyppejä on olemassa tai on olemassa. Asynkroninen tyyppi, jolla ei ole kelloa synkronoitavaksi prosessorin kanssa. Ja ne, jotka ovat synkronisia, pystyvät ylläpitämään synkronointia prosessorin kanssa tehokkuuden ja vaikuttavuuden saavuttamiseksi ja tiedon tallentamiseksi niihin. Katsotaanpa, mitä kustakin tyypistä on olemassa.

Asynkroniset muistit tai DRAM

Ensimmäiset DRAM (Dinamic RAM) tai dynaamiset RAM-muistit olivat asynkronisia. Sitä kutsutaan DRAMiksi, koska sillä on ominaista tallentaa tietoa satunnaisella ja dynaamisella tavalla. Sen transistorin ja kondensaattorin rakenne tarkoittaa, että datan säilyttämiseksi muistisolun sisällä on tarpeen antaa kondensaattorille virta säännöllisesti.

Nämä dynaamiset muistit olivat asynkronista tyyppiä, joten mikään elementti ei pystyisi synkronoimaan prosessorin taajuutta itse muistin taajuuteen. Tämä aiheutti näiden kahden elementin välisen viestinnän tehottomuuden. Jotkut asynkroniset muistot ovat seuraavat:

• FPM-RAM (nopea sivutila RAM): Näitä muistoja käytettiin ensimmäisessä Intel Pentium -sovelluksessa. Sen suunnittelu koostui kyvystä lähettää yksi osoite ja vastineeksi vastaanottaa useita näistä peräkkäisistä osoitteista. Tämä mahdollistaa paremman vastauksen ja tehokkuuden, koska sinun ei tarvitse lähettää ja vastaanottaa jatkuvasti yksittäisiä osoitteita. EDO-RAM (Extended Data Output RAM): Tämä malli on parannus edelliseen. Sen lisäksi, että voidaan vastaanottaa vierekkäisiä osoitteita samanaikaisesti, edellistä osoitteiden saraketta luetaan, joten osoitteiden lähettämistä ei tarvitse odottaa. BEDO-RAM (Burst Extended Data RAM): EDO-RAM-muistin parannus, tämä muisti pystyi pääsemään eri muistipaikkoihin lähettämään datapurskeita (Burt) jokaisessa kellosyklissä prosessorille. Tätä muistia ei koskaan kaupallistettu.

Synkroniset tai SDRAM-tyyppiset muistit

Toisin kuin aikaisemmat, tässä dynaamisessa RAM-muistissa on sisäinen kello, joka pystyy synkronoimaan sen prosessorin kanssa. Tällä tavoin pääsyajat ja viestinnän tehokkuus näiden kahden elementin välillä paranevat merkittävästi. Tällä hetkellä kaikilla tietokoneillamme on tällainen muisti. Tarkastellaan erityyppisiä synkronisia muistoja.

Rambus DRAM (RDRAM)

Nämä muistot ovat asynkronisten DRAM-muistien täydellinen peruskorjaus. Se paransi tätä sekä kaistanleveydellä että lähetystaajuudella. Niitä käytettiin Nintendo 64 -konsolissa. Nämä muistit asennettiin moduuliin nimeltä RIMM ja saavuttivat taajuudet 1200 MHz ja 64-bittisen sananleveyden. Ovat tällä hetkellä vanhentuneet

SDR SDRAM

He olivat vain nykyisen DDR SDRAM -sovelluksen edeltäjiä. Ne esitettiin DIMM-tyyppisissä moduuleissa. Näillä on mahdollisuus yhdistää emolevyn aukkoihin ja ne koostuvat 168 koskettimesta. Tämäntyyppinen muisti tukee enintään 515 Mt. Niitä käytettiin AMD Athlon -prosessoreissa ja Pentium 2: ssa ja 3: ssa

DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)

Nämä ovat RAM-muistit, joita nykyisin käytetään tietokoneissamme, eri päivityksillä. DDR-muistit mahdollistavat tiedon siirron kahden eri kanavan kautta samanaikaisesti samassa kellojaksossa (Double Data).

Kotelointi koostui 184-nastaisesta DIMM: stä ja maksimikapasiteetista 1 Gt. DDR-muistia käytti AMD Athlon ja myöhemmin Pentium 4. Sen enimmäiskellotaajuus oli 500 MHz

DDR2 SDRAM

Tämän DDR RAM-muistin kehityksen kautta kussakin kellosyklissä siirretyt bitit kaksinkertaistettiin 4: ksi (neljä siirtoa), kaksi eteenpäin ja kaksi palautusta varten.

Kotelointi on 240-nastainen DIMM-tyyppi. Sen suurin kellotaajuus on 1200 MHz. DDR2-tyyppisten sirujen latenssi (tiedonsaanti ja vasteaika) kasvaa verrattuna DDR: ään, joten tässä suhteessa se heikentää niiden suorituskykyä. DDR2-muistit eivät ole yhteensopivia asennuksen kanssa DDR-muistien kanssa, koska ne toimivat eri jännitteellä.

DDR3 SDRAM

Vielä yksi DDR-standardin kehitys. Tässä tapauksessa energiatehokkuutta parannetaan työskentelemällä pienemmällä jännitteellä. Kapselointi on edelleen 240-napaista DIMM-tyyppiä ja kellotaajuus nousee 2666 MHz: iin.Mahdollisuus muistimoduulia kohti on jopa 16 Gt.

Kuten tekniikan harppauksessa, nämä DDR3-muistit ovat pidempiä kuin aikaisemmat muistot, eivätkä ne sovellu asennukseen aiempien versioiden kanssa.

DDR4 SDRAM

Kuten aikaisemmissa tapauksissa, sillä on huomattavaa parannusta kellotaajuuteen nähden, sillä se on mahdollista saavuttaa jopa 4266 MHz: iin. Kuten tekniikan hyppyssä, nämä DDR4-muistit ovat muistiin, joiden latenssi on suurempi kuin aikaisemmat ja jotka eivät ole yhteensopivia laajennuspaikat vanhemmille tekniikoille.

DDR4-muistiin asennetaan 288-nastaiset moduulit.

Käytetty nimikkeistö

Meidän on kiinnitettävä erityistä huomiota nimikkeistöön, jota käytetään nykyisten DDR-tyyppisten RAM-muistien nimeämiseen. Tällä tavoin voimme tunnistaa, mitä muistia ostamme ja kuinka usein se on.

Meillä on ensin käytettävissä oleva muistikapasiteetti, jota seuraa "DDR (x) - (taajuus) PC (x) - (tiedonsiirtonopeus). Esimerkiksi:

2 Gt DDR2-1066 PC2-8500: kyse on 2 Gt: n DDR2-tyyppisestä RAM-moduulista, joka toimii 1066 MHz: n taajuudella ja siirtonopeudella 8500 Mt / s

RAM-muistin toiminta

Jotta tiedät RAM-muistin toiminnan, ensimmäinen asia, joka meidän on nähtävä, on se, kuinka se fyysisesti kommunikoi prosessorin kanssa. Jos otamme huomioon RAM-muistin hierarkkisen järjestyksen, se sijaitsee tarkalleen seuraavalla tasolla prosessorin välimuistissa.

On olemassa kolmen tyyppisiä signaaleja, joita RAM-ohjaimen on käsiteltävä, datasignaaleja, osoitesignaaleja ja ohjaussignaaleja. Nämä signaalit kiertävät pääasiassa data- ja osoiteväylöissä ja muissa ohjauslinjoissa. Katsotaanpa kutakin heistä.

Dataväylä

Tämä linja vastaa tietojen kuljettamisesta muistin ohjaimesta prosessoriin ja muihin sitä tarvitseviin siruihin.

Tämä data on ryhmitelty 32 tai 64 bitin elementteihin. Prosessorin bittileveydestä riippuen, jos prosessori on 64, tiedot ryhmitellään 64-bittisiin lohkoihin.

Osoiteväylä

Tämä linja vastaa tietojen sisältävien muistiosoitteiden kuljettamisesta. Tämä väylä on riippumaton järjestelmän osoiteväylästä. Tämän linjan väylän leveys on RAM: n ja prosessorin leveys, tällä hetkellä 64 bittiä. Osoiteväylä on fyysisesti kytketty suorittimeen ja RAM: iin.

Ohjausväylä

Ohjaussignaalit, kuten Vdd-tehosignaalit, Read (RD) tai Write (RW) -signaalit, kellosignaali (Clock) ja Nollaa- signaali (Reset) kulkevat tällä väylällä.

Kaksikanavainen toiminta

Kaksikanavainen tekniikka mahdollistaa laitteiden suorituskyvyn parantamisen, koska kahta erilaista muistimoduulia on mahdollista käyttää samanaikaisesti. Kun kaksikanavainen kokoonpano on aktiivinen, on mahdollista päästä 128-bittisen laajennuksen lohkoihin tyypillisen 64 sijasta. Tämä on erityisen havaittavissa, kun käytämme emolevyyn integroituja näytönohjaimia, koska tässä tapauksessa osa RAM-muistista jaetaan käytettäväksi tämän näytönohjaimen kanssa.

Tämän tekniikan toteuttamiseksi tarvitaan lisämuistiohjain, joka sijaitsee emolevyn pohjoissillan piirisarjassa. Jotta kaksikanava olisi tehokas, muistimoduulien on oltava samantyyppisiä, niillä on oltava sama kapasiteetti ja nopeus. Ja se on asennettava emolevyn ilmoitettuihin aukkoihin (yleensä parit 1-3 ja 2-4). Vaikka et ole huolissasi, koska vaikka ne ovatkin erilaisia ​​muistoja, he voivat myös työskennellä kaksikanavalla

Tällä hetkellä voimme löytää tämän tekniikan myös kolmekanavaisella tai jopa nelinkertaisella kanavalla uusien DDR4-muistien kanssa.

RAM-muistin ohjejakso

Toimintatapaa edustaa kaksi kaksikanavaista muistia. Tätä varten meillä on 128-bittinen dataväylä, 64 bittiä kutakin molemmissa moduuleissa olevaa dataa varten. Lisäksi meillä on suoritin, jossa on kaksi muistin ohjainta CM1 ja CM2

Yksi 64-bittinen dataväylä kytketään CM1: ään ja toinen CM2: een. Jotta 64-bittinen CPU voi toimia kahden datalohkon kanssa, se hajauttaa ne kahteen kellojaksoon.

Osoiteväylä sisältää prosessorin tarvitsemien tietojen muistiosoitteen milloin tahansa. Tämä osoite tulee sekä moduulin 1 että moduulin 2 soluista.

CPU haluaa lukea tietoja muistin sijainnista 2

CPU haluaa lukea tietoja muistin sijainnista 2. Tämä osoite vastaa kahta solua, jotka sijaitsevat kahdessa kaksikanavaisessa RAM-muistimoduulissa.

Koska haluamme lukea tietoja muistista, ohjausväylä aktivoi lukukaapelin (RD) niin, että muisti tietää, että keskusyksikkö haluaa lukea kyseiset tiedot.

Samanaikaisesti muistiväylä lähettää kyseisen muistiosoitteen RAM: iin, kaikki kellon synkronoimat (CLK)

Muisti on jo vastaanottanut pyynnön prosessorilta, muutamaa sykliä myöhemmin se valmistelee tiedot molemmista moduuleista lähettämään sen dataväylän kautta. Sanomme muutaman syklin myöhemmin, koska RAM-muistin viive ei tee prosessista välitöntä.

128 bittiä dataa RAM: sta lähetetään dataväylän kautta, 64-bittinen lohko väylän yhdelle osalle ja 64-bittinen lohko toiselle osalle.

Jokainen näistä lohkoista pääsee nyt muistiohjaimiin CM1 ja CM2, ja CPU käsittelee niitä kahdessa kellosyklissä.

Lukujakso on ohi. Kirjoitustoiminnon suorittaminen on täsmälleen sama, mutta aktivoimalla ohjausväylän RW-kaapeli

Kuinka tietää, onko RAM hyvä

Jotta tietäisiin, onko RAM-muistilla hyvä vai huono suorituskyky, meidän on tarkasteltava sitä tiettyjä näkökohtia.

• Valmistustekniikka: Tärkeintä on tietää, mikä tekniikka toteuttaa RAM-muistin. Lisäksi tämän on oltava sama, joka tukee emolevyä. Esimerkiksi, jos se on DDR4 tai DDR3 jne. Koko: Toinen tärkeä näkökohta on tallennuskapasiteetti. Mitä enemmän, sitä parempi, etenkin jos aiomme käyttää laitteitamme pelaamiseen tai erittäin raskaisiin ohjelmiin, tarvitsemme suuren kapasiteetin RAM-muistia, 8, 16, 32 Gt jne. Minkä kanavan kortin kapasiteetti: Toinen huomioitava näkökohta on, jos kortti sallii kaksikanavan. Jos näin on, ja esimerkiksi haluamme asentaa 16 Gt RAM-muistia, parasta on ostaa kaksi 8 Gt: n moduulia ja asentaa ne kaksikanavaiseksi, ennen kuin asennat vain yhden 16 Gt: sta. Latenssi: Latenssi on aika, joka muisti vie tietojen haku- ja kirjoitusprosessin. Mitä pienempi tämä aika, sitä parempi, vaikka se on punnittava myös muiden näkökohtien, kuten siirtokapasiteetin ja -taajuuden, kanssa. Esimerkiksi DDR 4-muistilla on korkea viive, mutta niitä torjuu korkeataajuus ja tiedonsiirto. Taajuus: on nopeus, jolla muisti toimii. Mitä enemmän, sitä parempi.

Saatat myös olla kiinnostunut:

Tämä päättää artikkelin siitä, mikä on RAM ja miten se toimii, toivottavasti pidit siitä. Jos sinulla on kysyttävää tai haluat selventää jotain, jätä se vain kommentteihin.