Što je RAM memorija i kako funkcionira?

Kad je naše računalo sporo, jedna od prvih stvari koju pogledamo je da li imamo dovoljno RAM memorije. Također, jedan od zahtjeva koji svi programi, igre i operativni sustavi obično imaju je najmanje RAM-a. Što je RAM u stvari i čemu služi? Sve ovo i više danas ćemo vidjeti u ovom članku.

Sadržaj indeks

Što je RAM-a

RAM (Random Access Memory) fizička je komponenta našeg računala, obično instalirana na istoj matičnoj ploči. RAM-a je moguće ukloniti i proširiti ih modulima različitih kapaciteta.

Funkcija RAM memorije je učitavanje svih uputstava koje se izvršavaju u procesoru. Ove upute dolaze iz operacijskog sustava, uređaja za ulaz i izlaz, tvrdih diskova i svega što je instalirano na računalo.

U RAM memoriji su pohranjeni svi podaci i upute programa koji se izvode, a oni se šalju iz jedinica za pohranu prije njihovog izvršavanja. Na ovaj način možemo imati na raspolaganju sve programe koje pokrećemo, ako jedva čekate.

Ako RAM-a ne postoji, upute treba uzimati izravno s tvrdih diskova, a one su puno sporije od ove memorije sa slučajnim pristupom, što je čini kritičnom komponentom u performansama računala.

Nazva se memorijom slučajnog pristupa jer se može čitati i pisati na bilo kojoj njezinoj memorijskoj lokaciji bez potrebe za poštovanjem redoslijeda redoslijeda. To praktično ne omogućuje intervale čekanja za pristup informacijama.

Fizičke komponente RAM-a

Što se tiče fizičkih komponenti RAM memorijskog modula, možemo razlikovati sljedeće dijelove:

Ploča sastavnog dijela

Struktura koja podržava ostale komponente i električne zapise komuniciraju svaki njihov dio.

Svaka od ovih ploča tvore RAM memorijski modul. Svaki od ovih modula imat će određenu memorijsku sposobnost prema onome što postoji na tržištu.

Banke pamćenja

Oni su fizičke komponente zadužene za pohranu zapisa. Ove memorijske banke su formirane od čipova integriranog kruga koji čine tranzistori i kondenzatori koji tvore stanice za pohranu. Ovi elementi omogućuju pohranjivanje bita informacija.

Kako bi informacija ostala unutar tranzistora, bit će potrebno periodično napajanje električnom energijom. Zbog toga je kad isključimo računalo ta memorija potpuno prazna.

To je velika razlika između, na primjer, RAM i SSD jedinica za pohranu.

Da biste saznali više o SSD pogonima, posjetite naš članak u kojem su najbolji detalji i njihove karakteristike detaljno objašnjeni:

Svaki RAM modul ima nekoliko ovih memorijskih banaka fizički razdvojenih čipovima. Na ovaj je način moguće pristupiti podacima jednog od njih dok se drugi utovariva ili istovara.

sat

Sinhroni RAM memorije imaju sat koji je zadužen za sinkronizaciju operacija čitanja i pisanja ovih elemenata. Asinhrone memorije nemaju tu vrstu integriranog elementa.

SPD čip

Čip SPD (Serial Presence Detect) zadužen je za spremanje podataka povezanih s RAM memorijskim modulom. Ti su podaci veličina memorije, vrijeme pristupa, brzina i vrsta memorije. Na taj će način računalo znati što je RAM memorija ugrađena unutra tako što će to provjeriti tijekom uključivanja.

Priključna magistrala

Ovaj sačinjen od električnih kontakata zadužen je za komunikaciju između memorijskog modula i matične ploče. Zahvaljujući ovom elementu imat ćemo memorijske module odvojene od matične ploče, čime ćemo moći proširiti kapacitet memorije pomoću novih modula.

Vrste RAM memorijskih modula

Nakon što vidimo različite fizičke komponente RAM memorije, morat ćemo znati i vrstu enkapsulacije ili module koje montiraju. Ti se moduli u osnovi sastoje od komponentne ploče i priključne magistrale, zajedno s njihovim kontaktnim pinovima. To su, među ostalim, najčešće korišteni moduli prije i sada:

• RIMM: Ovi moduli imaju RDRAM ili Rambus DRAM memorije. Tada ćemo ih vidjeti. Ovi moduli imaju 184 priključne pinove i 16-bitnu magistralu. SIMM: ovaj su format koristila starija računala. Imat ćemo 30 i 60 kontaktnih modula i 16 i 32 bitnu magistralu podataka. DIMM: ovo je format koji se trenutno koristi za DDR memorije u verzijama 1, 2, 3 i 4. Podatkovna magistrala iznosi 64 bita i može imati: 168 pina za SDR RAM, 184 za DDR, 240 za DDR2 i DDR3 i 288 za DDR4. SO-DIMM: to će biti specifični DIMM format za prijenosna računala. FB-DIMM: DIMM format za poslužitelje.

Vrste RAM tehnologija

Postoje dvije vrste RAM-a ili postoje ili postoje. Asinkroni tip, koji nemaju sat za sinkronizaciju s procesorom. I one vrste Synchronous koji su u stanju održavati sinkronizaciju s procesorom kako bi stekli efikasnost i djelotvornost u pristupu i pohranjivanju informacija u njima. Pogledajmo koji postoje od svake vrste.

Asinhrona sjećanja ili DRAM

Prve DRAM (Dinamic RAM) ili dinamičke RAM memorije bile su asinhronog tipa. Zove se DRAM zbog karakteristike da sprema podatke na nasumičan i dinamičan način. Njegova struktura tranzistora i kondenzatora znači da će za pohranjivanje podataka unutar memorijske ćelije biti potrebno periodično napajanje kondenzatora.

Ove dinamičke memorije bile su asinkronog tipa, tako da nije postojao niti jedan element koji bi mogao sinkronizirati frekvenciju procesora s frekvencijom same memorije. To je uzrokovalo manju učinkovitost u komunikaciji između ova dva elementa. Neka su asinhrona sjećanja sljedeća:

• FPM-RAM (RAM za brze stranice): Ove su memorije korištene za prvi Intel Pentium. Njegov dizajn sastojao se od mogućnosti slanja jedne adrese i zauzvrat primanja nekoliko tih uzastopnih. To omogućuje bolji odziv i učinkovitost jer vam nije potrebno kontinuirano slati i primati pojedinačne adrese. EDO-RAM (Extended Data Output RAM): Ovaj je dizajn poboljšanje prethodnog. Pored toga što možete istovremeno primati neprekidne adrese, čita se i prethodni stupac adresa, tako da nema potrebe čekati adrese nakon slanja. BEDO-RAM (Burst Extended Data RAM): poboljšanje EDO-RAM-a, ova je memorija bila u mogućnosti pristupiti različitim memorijskim mjestima kako bi procesorima poslali snimke podataka (Burt) u svakom taktu takta. Ovo sjećanje nikada nije komercijalizirano.

Sinhrono ili SDRAM memorija

Za razliku od prethodnih, ovaj dinamički RAM ima unutarnji sat koji ga može sinkronizirati s procesorom. Na ovaj način značajno se poboljšavaju vremena pristupa i učinkovitost komunikacije između dva elementa. Trenutno sva naša računala imaju tu memoriju koja radi na njima. Pogledajmo različite vrste sinkronih memorija.

Rambus DRAM (RDRAM)

Ove su uspomene potpuni pregled asinhronih DRAM-ova. To je poboljšalo i u širini pojasa i u frekvenciji prijenosa. Koristili su se za konzolu Nintendo 64. Ova sjećanja ugrađena su u modul pod nazivom RIMM i dostizala frekvencije od 1200 MHz i 64-bitnu širinu riječi. Trenutno su zastareli

SDR SDRAM

Oni su bili samo prethodnici trenutnog DDR SDRAM-a. Predstavljeni su u modulima tipa DIMM. One imaju mogućnost povezivanja s utorima na matičnoj ploči i sastoje se od 168 kontakata. Ova vrsta memorije podržavala je maksimalnu veličinu od 515 MB. Korišteni su u AMD Athlon procesorima i Pentium 2 i 3

DDR SDRAM (SDRAM s dvostrukom brzinom prijenosa podataka)

Ovo su RAM memorije koje se trenutno koriste u našim računalima, s različitim ažuriranjima. DDR memorije omogućuju prijenos informacija kroz dva različita kanala istovremeno u istom ciklusu takta (Double Data).

Inkapsulacija se sastojala od 184-polnog DIMM-a i maksimalnog kapaciteta 1 GB. DDR memorije koristio je AMD Athlon, a kasnije i Pentium 4. Njegova maksimalna takt frekvencija bila je 500 MHz

DDR2 SDRAM

Kroz ovaj razvoj DDR RAM-a, bitovi preneseni u svakom taktu sata udvostručeni su na 4 (četiri prijenosa), dva naprijed i dva za povratak.

Inkapsulacija je 240-polni DIMM tip. Njegova maksimalna takt-frekvencija je 1200 MHz. Latencija (pristup informacijama i vrijeme odziva) za čipove tipa DDR2 povećava se u usporedbi s DDR-om, tako da u tom pogledu smanjuje njihove performanse. DDR2 memorije nisu kompatibilne u instalaciji s DDR-ovima jer rade na različitom naponu.

DDR3 SDRAM

Još jedna evolucija DDR standarda. U ovom se slučaju poboljšava energetska učinkovitost radom na nižem naponu. Inkapsulacija je i dalje 240-pinski DIMM tip, a frekvencija takta ide do 2666 MHz, a kapacitet po memorijskom modulu iznosi do 16 GB.

Kao i u tehnološkom skoku, i ovi DDR3 su memorije s većom latencijom od prethodnih i nisu kompatibilni u instalaciji s prethodnim verzijama.

DDR4 SDRAM

Kao i u prethodnim slučajevima, on ima znatna poboljšanja u pogledu takt frekvencije, jer je moguće doseći do 4266 MHz. Kao i u tehnološkom skoku, i ovi DDR4 su memorije s većim kašnjenjem od prethodnih i nekompatibilne sa mjesta za proširenje za starije tehnologije.

DDR4 memorije montiraju 288-pinske module.

Upotrijebljena nomenklatura

Moramo obratiti posebnu pozornost na nomenklaturu koja se koristi za imenovanje trenutnih RAM-ova tipa DDR. Na taj način možemo prepoznati kakvu memoriju kupujemo i koliko često je ima.

Prvo ćemo imati raspoloživi kapacitet memorije, a slijedi "DDR (x) - (frekvencija) PC (x) - (brzina prijenosa podataka). Na primjer:

2 GB DDR2-1066 PC2-8500: bavimo se memorijskim RAM modulom od 2 GB koji radi na frekvenciji 1066 MHz i brzinom prijenosa od 8500 MB / s

Rad s RAM memorijom

Da bismo znali kako funkcionira RAM memorija, prvo što ćemo morati vidjeti je kako fizički komunicira s procesorom. Ako uzmemo u obzir hijerarhijski redoslijed RAM memorije, ovo se nalazi točno na sljedećoj razini u predmemoriji procesora.

Postoje tri vrste signala koje RAM kontroler mora obraditi, signali podataka, adresni signali i upravljački signali. Ti signali uglavnom kruže podacima o autobusima podataka i adresnim linijama. Pogledajmo svaki od njih.

Sabirnica podataka

Ova linija odgovorna je za prijenos podataka s memorijskog kontrolera u procesor i ostale čipove koji ih zahtijevaju.

Ti se podaci grupiraju u 32 ili 64 bitne elemente. Ovisno o bitnoj širini procesora, ako je procesor 64, podaci će biti grupirani u 64-bitne blokove.

Autobusni adresa

Ova linija je odgovorna za transport memorijskih adresa koje sadrže podatke. Ova sabirnica je neovisna od sabirnice adresa sustava. Širina sabirnice ove linije bit će širina RAM-a i procesora, trenutno 64 bita. Adresna magistrala fizički je povezana s procesorom i RAM-om.

Upravljački autobus

Upravljački signali kao što su Vdd napajanje, Read (RD) ili Write (RW) signali, Clock signal (Clock) i Reset signal (Reset) putuju ovom magistralom.

Rad s dvostrukim kanalom

Dvokanalna tehnologija omogućava povećanje performansi opreme zahvaljujući činjenici da će biti moguć istodobni pristup dvama različitim memorijskim modulima. Kada je dvokanalna konfiguracija aktivna, bit će moguće pristupiti blokovima 128-bitnog proširenja umjesto uobičajenih 64. To je posebno vidljivo kada koristimo grafičke kartice integrirane u matičnoj ploči jer se u ovom slučaju dio RAM-a dijeli za upotrebu s ovom grafičkom karticom.

Za provođenje ove tehnologije bit će potreban dodatni memorijski kontroler smješten u čipsetu sjevernog mosta matične ploče. Da bi dvostruki kanal bio učinkovit, memorijski moduli moraju biti istog tipa, imati isti kapacitet i brzinu. I mora se instalirati u utore označene na matičnoj ploči (obično parovi 1-3 i 2-4). Iako ne brinite, čak i ako su drugačija sjećanja, oni će također moći raditi na Dual kanalu

Trenutno ovu tehnologiju možemo pronaći i pomoću trosmjernog ili čak četverostrukog kanala s novom DDR4 memorijom.

RAM memorijski ciklus uputa

Operativni plan predstavljen je s dvije dvokanalne memorije. Za to ćemo imati 128-bitnu magistralu podataka, 64 bita za svaki podatak koji se nalazi u svakom od dva modula. Uz to, imat ćemo i procesor s dva memorijska kontrolera CM1 i CM2

Jedna 64-bitna magistrala podataka bit će spojena na CM1, a druga na CM2. Kako bi 64-bitni CPU mogao raditi s dva bloka podataka, raširit će ih kroz dva ciklusa sata.

Adresna linija sadržavat će memorijsku adresu podataka koje procesor treba u bilo kojem trenutku. Ova će adresa biti i iz modula 1 i iz modula 2 ćelije.

CPU želi očitati podatke s memorijske lokacije 2

CPU želi očitati podatke s memorijske lokacije 2. Ova adresa odgovara dvije ćelije koje se nalaze u dva dvokanalna RAM memorijska modula.

Budući da želimo očitati podatke iz memorije, upravljačka magistrala aktivirat će čitački kabel (RD) tako da memorija zna da CPU želi pročitati te podatke.

Istovremeno će memorijska magistrala poslati tu memorijsku adresu u RAM, a sve to sinkronizirano satom (CLK)

Memorija je već dobila zahtjev od procesora, sada će nekoliko ciklusa kasnije pripremiti podatke iz oba modula za slanje preko magistrale podataka. Kažemo nekoliko ciklusa kasnije jer kašnjenje RAM-a čini proces ne trenutnim.

128 bita podataka iz RAM-a bit će poslano preko podatkovne magistrale, 64-bitni blok za jedan dio sabirnice i 64-bitni blok za drugi dio.

Svaki od tih blokova sada će doprijeti do memorijskih kontrolera CM1 i CM2, a u dva ciklusa takta procesor će ih obraditi.

Ciklus čitanja će biti gotov. Za radnju pisanja bit će potpuno isto, ali aktiviranje RW kabela upravljačke magistrale

Kako znati je li RAM-a dobra

Da bismo znali ima li RAM dobre ili loše performanse, morat ćemo se pozabaviti određenim aspektima toga.

• Tehnologija proizvodnje: glavna stvar će biti znati koja tehnologija implementira RAM memoriju. Osim toga, ovo mora biti isto što podržava matičnu ploču. Na primjer, ako je DDR4 ili DDR3 itd. Veličina: Drugi glavni aspekt je kapacitet skladištenja. Što je bolje, posebno ako ćemo svoju opremu koristiti za igranje ili vrlo teške programe, trebat će nam RAM velikog kapaciteta, 8, 16, 32 GB itd. Kapacitet ploče za koji kanal: Drugi aspekt koji treba uzeti u obzir je ako ploča dopušta dvokanalni. Ako je tako, a na primjer želimo instalirati 16 GB RAM-a, najbolje je učiniti kupiti dva modula od 8 GB svaki i instalirati ih u dvokanalni sustav, prije nego što instalirate samo jedan od 16 GB. Latencija: Latencija je vrijeme koje je potrebno da memorija izvrši postupak pretraživanja i pisanja podataka. Što je ovo niže, to je bolje, iako će se to morati odmjeriti s drugim aspektima kao što su prijenosni kapacitet i učestalost. Na primjer, DDR 4 memorije imaju visoku latenciju, ali im se suzbijaju visoka frekvencija i prijenos podataka. Učestalost: je brzina kojom memorija radi. Što više, to bolje.

Možda će vas zanimati i:

Ovim završavamo naš članak o tome što je RAM i kako funkcionira, nadamo se da vam se svidio. Ako imate bilo kakvih pitanja ili želite nešto pojasniti, samo to ostavite u komentarima.