Nykypäivän tietokoneissa käytettävät RAM-tyypit

Lähes jokainen tietokoneella varustettu laite tarvitsee RAM-muistia. Katso suosikkilaitettasi (esim. älypuhelimet, tabletit, pöytäkoneet, kannettavat tietokoneet, graafiset laskimet, HDTV:t, kannettavat pelijärjestelmät jne.), ja sinun pitäisi löytää tietoja RAM-muistista. Vaikka kaikki RAM-muistit palvelevat periaatteessa samaa tarkoitusta, nykyään käytössä on muutamia erilaisia ​​tyyppejä:

• Staattinen RAM (SRAM)
• Dynaaminen RAM (DRAM)
• Synkroninen dynaaminen RAM (SDRAM)
• Single Data Rate Synchronous Dynamic RAM (SDR SDRAM)
• Kahden tiedonsiirtonopeuden synkroninen dynaaminen RAM (DDR SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4)
• Grafiikka kaksoisdatanopeudella synkroninen dynaaminen RAM (GDDR SDRAM, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5)
• Flash-muisti

Mikä on RAM?

RAM tarkoittaa Random Access Memory -muistia ja antaa tietokoneille virtuaalisen tilan, jota tarvitaan tietojen hallintaan ja ongelmien ratkaisemiseen sillä hetkellä. Voit ajatella sitä uudelleenkäytettävänä romupaperina, jolle kirjoitat lyijykynällä muistiinpanoja, numeroita tai piirroksia. Kun paperin tila loppuu, ansaitset enemmän pyyhkimällä sen, mitä et enää tarvitse. RAM käyttäytyy samalla tavalla, kun se tarvitsee enemmän tilaa tilapäisten tietojen käsittelyyn (eli ohjelmiston/ohjelmien suorittamiseen). Suurempien paperien avulla voit kirjoittaa muistiin enemmän (ja suurempia) ideoita kerralla ennen kuin joudut poistamaan; enemmän RAM-muistia tietokoneissa on samanlainen vaikutus. RAM-muistia on eri muodoissa (eli tapa, jolla se fyysisesti kytkeytyy tietokonejärjestelmiin tai liitetään niihin), kapasiteeteissa (mitataan megatavuina tai gigatavuina), nopeuksina (mitataan MHz tai GHz) ja arkkitehtuureissa. Nämä ja muut näkökohdat on tärkeää ottaa huomioon päivitettäessä järjestelmiä RAM-muistilla, koska tietokonejärjestelmien (esim. laitteistot, emolevyt) on noudatettava tiukkoja yhteensopivuusohjeita. Esimerkiksi:

• Vanhemman sukupolven tietokoneet eivät todennäköisesti sovi uudempiin RAM-tekniikoihin
• Kannettavan tietokoneen muisti ei sovi pöytäkoneille (ja päinvastoin)
• RAM ei aina ole taaksepäin yhteensopiva
• Järjestelmä ei yleensä voi yhdistää eri tyyppejä/sukupolvia RAM-muistia

Staattinen RAM (SRAM)

• Aika markkinoilla: 1990 nykypäivään
• Suosittuja SRAM-muistia käyttäviä tuotteita: Digikamerat, reitittimet, tulostimet, LCD-näytöt

Toinen kahdesta perusmuistityypistä (toinen on DRAM), SRAM vaatii: jatkuva tehovirta toimia. Jatkuva virtaus tarkoittaa, että SRAM-muistia ei tarvitse «päivittää» tallennetun tiedon muistamiseksi. Tästä syystä SRAM-muistia kutsutaan «staattiseksi» – mitään muutoksia tai toimenpiteitä (esim. päivitystä) ei tarvita tietojen säilyttämiseksi. SRAM on kuitenkin haihtuva muisti, mikä tarkoittaa, että kaikki tallennetut tiedot menetetään, kun virta katkeaa. SRAM-muistin käytön edut (DRAM:iin verrattuna) ovat pienempi virrankulutus ja nopeammat pääsynopeudet. SRAM-muistin käytön haittoja (DRAM:iin verrattuna) ovat pienempi muistikapasiteetti ja korkeammat tuotantokustannukset. Näiden ominaisuuksien vuoksi SRAM-muistia käytetään yleisimmin:

• CPU-välimuisti (esim. L1, L2, L3)
• Kiintolevyn puskuri/välimuisti
• Näytönohjainten digitaali-analogimuuntimet (DAC).

Dynaaminen RAM (DRAM)

• Aika markkinoilla: 70-luvulta 90-luvun puoliväliin
• Suosittuja DRAM-muistia käyttäviä tuotteita: Videopelikonsolit, verkkolaitteistot

Toinen kahdesta perusmuistityypistä (toinen on SRAM), DRAM vaatii: voiman säännöllinen «päivitys». toimia. Kondensaattorit, jotka tallentavat tietoja DRAM-muistiin, purkavat vähitellen energiaa; ei energiaa tarkoittaa, että tiedot katoavat. Tästä syystä DRAM-muistia kutsutaan «dynaamiseksi» – jatkuvaa muutosta tai toimintaa (esim. päivitys) tarvitaan tietojen säilyttämiseksi. DRAM on myös haihtuva muisti, mikä tarkoittaa, että kaikki tallennetut tiedot menetetään, kun virta katkeaa. DRAM-muistin käytön edut (verrattuna SRAM-muistiin) ovat alhaisemmat valmistuskustannukset ja suurempi muistikapasiteetti. DRAM-muistin käytön haittoja (vs. SRAM) ovat hitaammat pääsynopeudet ja suurempi virrankulutus. Näiden ominaisuuksien vuoksi DRAMia käytetään yleisimmin:

• Järjestelmän muisti
• Videomuisti

1990-luvulla Extended Data Out Dynamic RAM (EDO DRAM) kehitettiin, jota seurasi sen kehitys, Burst EDO RAM (BEDO-DRAM). Nämä muistityypit olivat houkuttelevia paremman suorituskyvyn/tehokkuuden vuoksi pienemmillä kustannuksilla. Tekniikka kuitenkin vanhentui SDRAMin kehityksen myötä.

Synkroninen dynaaminen RAM (SDRAM)

• Aika markkinoilla: 1993 tähän hetkeen
• Suosittuja SDRAM-muistia käyttäviä tuotteita: Tietokonemuisti, videopelikonsolit

SDRAM on DRAM-luokittelu, joka toimii synkronisesti prosessorin kellon kanssa, eli se odottaa kellosignaalia ennen kuin vastaa datasyötteeseen (esim. käyttöliittymä). DRAM puolestaan ​​​​on asynkroninen, mikä tarkoittaa, että se reagoi välittömästi tietojen syöttämiseen. Synkronisen toiminnan etuna on kuitenkin se, että prosessori pystyy käsittelemään päällekkäisiä käskyjä rinnakkain, mikä tunnetaan nimellä «pipelining»: kyky vastaanottaa (lukea) uusi käsky ennen kuin edellinen käsky on täysin ratkaistu (kirjoita). Liukuhihna ei vaikuta ohjeiden käsittelyyn kuluvaan aikaan, mutta useampia ohjeita voidaan suorittaa samanaikaisesti. Käsitellään lukutoimintoa ja yksi kirjoituskäsky kellojaksoa kohden johtaa korkeampiin suorittimen kokonaissiirto-/suoritusnopeuksiin. SDRAM tukee liukuhihnaa, koska muisti on jaettu erillisiin pankkeihin, mikä johti siihen, että se suosii laajasti tavallista DRAM:ia.

Single Data Rate Synchronous Dynamic RAM (SDR SDRAM)

• Aika markkinoilla: 1993 tähän hetkeen
• Suosittuja SDR SDRAM -muistia käyttäviä tuotteita: Tietokonemuisti, videopelikonsolit

SDR SDRAM on SDRAM-muistin laajennettu termi – nämä kaksi tyyppiä ovat yksi ja sama, mutta niitä kutsutaan yleensä yksinkertaisesti SDRAMiksi. «Yksittäinen datanopeus» osoittaa, kuinka muisti käsittelee yhden luku- ja yhden kirjoituskäskyn kellojaksoa kohden. Tämä merkintä auttaa selventämään SDR SDRAMin ja DDR SDRAMin vertailua:

• DDR SDRAM on pohjimmiltaan SDR SDRAM:n toisen sukupolven kehitystyö

Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM (DDR SDRAM)

• Aika markkinoilla: 2000 nykyhetkeen
• Suosittuja DDR SDRAM -muistia käyttäviä tuotteita: tietokoneen muistiin

DDR SDRAM toimii kuten SDR SDRAM, mutta kaksi kertaa nopeammin. DDR SDRAM pystyy käsittelemään kaksi luku- ja kaksi kirjoitusohjetta kellojaksoa kohti (siis «kaksinkertainen»). Vaikka DDR SDRAM on toiminnaltaan samanlainen, siinä on fyysisiä eroja (184 nastaa ja yksi lovi liittimessä) verrattuna SDR SDRAM:iin (168 nastaa ja kaksi lovea liittimessä). DDR SDRAM toimii myös pienemmällä vakiojännitteellä (2,5 V 3,3 V:sta), mikä estää taaksepäin yhteensopivuuden SDR SDRAM:n kanssa.

• DDR2 SDRAM on DDR SDRAM -muistin evoluutionaalinen päivitys. Vaikka DDR2 SDRAM on edelleen kaksinkertainen datanopeus (käsittelee kahta luku- ja kahta kirjoituskäskyä kellojaksoa kohti), se on nopeampi, koska se voi toimia suuremmilla kellonopeuksilla. Tavallisten (ei ylikellotettujen) DDR-muistimoduulien huippunopeus on 200 MHz, kun taas tavallisten DDR2-muistimoduulien huippunopeus on 533 MHz. DDR2 SDRAM toimii pienemmällä jännitteellä (1,8 V) ja enemmän nastoja (240), mikä estää taaksepäin yhteensopivuuden.
• DDR3 SDRAM parantaa suorituskykyä DDR2 SDRAMiin verrattuna edistyneen signaalinkäsittelyn (luotettavuuden), suuremman muistikapasiteetin, pienemmän virrankulutuksen (1,5 V) ja korkeampien standardikellonopeuksien (jopa 800 MHz) ansiosta. Vaikka DDR3 SDRAM jakaa saman määrän nastoja kuin DDR2 SDRAM (240), kaikki muut tekijät estävät taaksepäin yhteensopivuuden.
• DDR4 SDRAM parantaa suorituskykyä DDR3 SDRAM:iin verrattuna edistyneemmällä signaalinkäsittelyllä (luotettavuudella), entistä suuremmalla muistikapasiteetilla, entistä pienemmällä virrankulutuksella (1,2 V) ja korkeammilla vakiokellonopeuksilla (jopa 1600 Mhz). DDR4 SDRAM käyttää 288-nastaista kokoonpanoa, mikä estää myös taaksepäin yhteensopivuuden.

Grafiikka Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM (GDDR SDRAM)

• Aika markkinoilla: 2003 tähän hetkeen
• Suosituimmat GDDR SDRAM -muistia käyttävät tuotteet: Näytönohjaimet, jotkut tabletit

GDDR SDRAM on DDR SDRAM -muistityyppi, joka on erityisesti suunniteltu videokuvien renderöimiseen, yleensä yhdessä näytönohjaimen erillisen GPU:n (grafiikkakäsittely-yksikön) kanssa. Nykyaikaisten PC-pelien tiedetään ylittävän rajoja uskomattoman realistisissa teräväpiirtoympäristöissä, jotka vaativat usein tiukkoja järjestelmätietoja ja parasta näytönohjainlaitteistoa (etenkin käytettäessä korkearesoluutioisia 720p- tai 1080p-näyttöjä).

• Kuten DDR SDRAM, myös GDDR SDRAM:lla on oma evoluutiolinjansa (parantaa suorituskykyä ja vähentää virrankulutusta): GDDR2 SDRAM, GDDR3 SDRAM, GDDR4 SDRAM ja GDDR5 SDRAM.

Huolimatta siitä, että GDDR SDRAM jakaa hyvin samanlaiset ominaisuudet kuin DDR SDRAM, GDDR SDRAM ei ole aivan sama. GDDR SDRAM:n toiminnassa on huomattavia eroja, erityisesti siinä, miten se suosii kaistanleveyttä latenssin sijaan. GDDR SDRAMin odotetaan käsittelevän valtavia tietomääriä (kaistanleveys), mutta ei välttämättä nopeimmilla nopeuksilla (latenssi); ajattele 16-kaistaista moottoritietä, joka kulkee nopeudella 55 MPH. Vertailun vuoksi DDR SDRAM:lla odotetaan olevan alhainen latenssi vastatakseen välittömästi suorittimeen; ajattele 2-kaistaista moottoritietä, joka kulkee nopeudella 85 MPH.

Flash-muisti

• Aika markkinoilla: 1984 tähän päivään
• Suosittuja flash-muistia käyttäviä tuotteita: Digikamerat, älypuhelimet/tabletit, kannettavat pelijärjestelmät/lelut

Flash-muisti on tavallaan haihtumaton tallennusväline, joka säilyttää kaikki tiedot virran katkaisemisen jälkeen. Nimestä huolimatta flash-muisti on muodoltaan ja toiminnaltaan (ts. tallennus ja tiedonsiirto) lähempänä solid-state-asemia kuin edellä mainitut RAM-tyypit. Flash-muistia käytetään yleisimmin:

• USB-muistitikkuja
• Tulostimet
• Kannettavat mediasoittimet
• Muistutuskortit
• Pienet elektroniikka/lelut

Usein Kysytyt Kysymykset

• Onko olemassa parasta RAM-tyyppiä? Ei ole, koska erityyppisillä RAM-muistilla on usein hyvin erilaisia ​​käyttötarkoituksia. Mutta kotitietokoneen käyttäjälle DDR4 on ylivoimaisesti paras vaihtoehto näinä päivinä.
• Kumpi on nopein: DDR2. DDR3. vai DDR4? Jokainen RAM-sukupolvi parantaa edellistä, mikä mahdollistaa nopeammat nopeudet ja enemmän kaistanleveyttä. Kotitietokoneiden nopein RAM-muisti on yksinkertaisesti DDR4.