Förstå typer av RAM-minne och hur det används

RAM eller Random Access Memory är en otroligt viktig del av alla moderna datorer. En dators CPU (central processing unit) behöver data och instruktioner för att kunna utföra arbete. Den informationen måste lagras någonstans. "någonstans" kallas datorminne. 

Det finns olika typer av RAM- minnen, alla med sina egna för- och nackdelar. CPU:er(CPUs) har en mycket liten mängd minne inbyggt i sig, känd som CPU " cache". Detta minne är otroligt snabbt och i huvudsak en del av själva processorn(CPU) . Det är dock väldigt dyrt och kan därför inte användas som datorns primära minne.

Det är där RAM kommer in i bilden. RAM kommer i form av datorchips av kisel, anslutna till en minnesbuss. Cacheminnet på själva processorn(CPU) är faktiskt också en form av RAM , men när termen allmänt används syftar det på dessa minneschips som sitter utanför processorn(CPU) .  

En minnesbuss är helt enkelt en dedikerad uppsättning kretsar som flyttar information mellan CPU :n och själva RAM - minnet. Operativsystemet flyttar information från den mycket långsammare mekaniska eller solid-state hårddisken(solid-state hard drive) i systemet, som en förberedelse för CPU:ns behov. Till exempel, när ett videospel "läses in", flyttas data från hårddisken till RAM .

Som en analogi, tänk på RAM som toppen av ett skrivbord och lådorna som hårddisken, med du själv som processor(CPU) . Det är snabbt och enkelt att arbeta med föremål som ligger på skrivbordet, men det finns bara så mycket utrymme. Vilket innebär att du måste flytta saker mellan skrivbordsytan och lådorna när du behöver dem.

Datorer, smartphones, spelkonsoler och alla andra typer av datorenheter som används idag har någon typ av RAM-minne(some type of RAM) . Vi kommer att gå igenom var och en och förklara hur den fungerar och vad den används till. Specifikt(Specifically) kommer vi att täcka följande typer av RAM:

  • SRAM
  • DRAM
  • SDRAM
  • SDR RAM
  • DDR SDRAM
  • GDDR
  • HMB

Oroa dig inte om det låter som skrämmande skratt. Det hela kommer att bli väldigt tydligt inom kort.

SRAM – Static Random Access Memory

En av de två primära typerna av RAM , SRAM är speciell eftersom det inte behöver "uppdateras" för att behålla den information som för närvarande lagras. Så länge det strömmar genom kretsarna, stannar informationen precis där den är. 

SRAM är byggt av ett antal transistorer (4-6) och är otroligt snabba tack vare sin natur. Det är dock relativt komplext och dyrt, vilket är anledningen till att du hittar det i CPU(CPUs) :er som tas i bruk som hypersnabbt cacheminne. 

Det finns också små mängder SRAM- cache överallt där data måste flyttas snabbt, men kan ha flaskhalsar. Hårddiskbuffertar(Hard) är ett bra exempel på detta användningsfall. Varhelst en enhet måste ha mer data runt, är chansen stor att det kommer att finnas lite SRAM som hjälper till att smidiga överföringen.

DRAM – Dynamic Random Access Memory

DRAM är den andra(other ) vanliga typen av RAM - design. DRAM- minne är byggt med hjälp av transistorer och kondensatorer. Om du inte uppdaterar varje minnescell kommer den att förlora sitt innehåll. Det är därför det kallas "dynamiskt" snarare än "statiskt". 

DRAM är mycket långsammare än SRAM , men fortfarande mycket snabbare än sekundära lagringsenheter som hårddiskar. Det är också mycket billigare än SRAM och det är typiskt för datorer att ha flera gigabyte DRAM ombord som den huvudsakliga RAM- lösningen. 

SDRAM – Synchronous Dynamic Random Access Memory 

Vissa människor verkar tro att SDRAM är en blandning av SRAM och DRAM , men det är det inte! Detta är DRAM som har synkroniserats med CPU- klockan. 

DRAM - modulen(DRAM) väntar på CPU :n innan den svarar på förfrågningar om datainmatning. Tack vare dess synkrona karaktär och hur SDRAM- minne konfigureras till banker, kan CPU :n utföra flera instruktioner samtidigt, vilket avsevärt ökar dess totala prestanda. 

SDRAM är den grundläggande formen av den huvudsakliga RAM -typen som används i de flesta datorer idag. Det är också känt som SDR SDRAM eller Single Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory . Även om det i grunden är samma typ av minne som används i datorer idag, är vanilj SDR- formen ganska föråldrad, ersatt av nästa typ av RAM på vår lista.

Dubbel datahastighet Synchronous Dynamic Random Access Memory(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)

Det första du bör veta är att det finns flera generationer av DDR- minne. Den första generationen, som vi hänvisar till som DDR 1 i efterhand, fördubblade hastigheten på SDRAM genom att låta läs- och skrivoperationer ske vid både toppen och botten av klockcykeln.

DDR2 , DDR3 och idag DDR4 har förbättrats exponentiellt jämfört med den första generationen av DDR . Prestanda för dessa minnesmoduler mäts i Mega Transfers per Second eller "MT/S". En megaöverföring motsvarar i princip en miljon klockcykler. De snabbaste första generationens DDR -chips kunde prestera 400 MT/s . DDR4 kan vara så snabb som 3200 MT/s !

GDDR SDRAM – Graphics Double Data Rate Random Access Memory 

GDDR sitter för närvarande på den sjätte generationen och finns nästan uteslutande kopplad till en GPU (grafikprocessor) på ett grafikkort eller spelkonsol . GDDR är relaterat till vanlig DDR , men är designad för grafikanvändning. Betona enorma mängder bandbredd, samtidigt som man är mindre bekymrad över låg latens. 

Med andra ord, detta minne svarar inte lika snabbt som vanligt SDRAM , men det kan flytta mer information på en gång när det reagerar. Det är perfekt för grafikapplikationer där många gigabyte texturdata behöver strömmas in för att rendera en scen, och den lilla latensen har ingen verklig konsekvens.

Trots namnet kan GDDR användas som normalt system -RAM . Till exempel har PlayStation 4 en enda pool av GDDR- minne som utvecklare kan dela upp hur de vill och allokera delar till CPU och GPU efter behov.

HBM – High Bandwidth Memory

GDDR har en konkurrent i form av HBM-minne(HBM memory) , som har förekommit på ett begränsat antal grafikkort från AMD . För närvarande(Currently) är den senaste versionen HBM 2 , men det är osäkert om den kommer att ersätta GDDR eller bli nedlagd.

Den viktigaste delen av minnesprestanda är den totala mängden data som kan flyttas inom en given tidsperiod. Ett sätt att göra detta är att skapa minne som är väldigt snabbt. Det andra sättet att förbättra den totala bandbredden är att göra "pipe"-datan bredare.

HBM- minne körs med lägre råklockfrekvenser än GDDR , men använder en unik 3D-staplad chipdesign som ger en mycket bred fysisk väg för data såväl som mycket kortare avstånd för signaler att resa. Slutresultatet är en minneslösning som har liknande total bandbredd jämfört med GDDR , men med mindre latens.

Problemet med HBM är att det är komplicerat att tillverka och tack vare dess fysiska design är det ännu inte möjligt att uppnå de typer av kapaciteter som är triviala med GDDR . Om dessa problem så småningom övervinns kan det ersätta GDDR , men det finns ingen garanti för att detta kommer att hända. 

Thanks For The Memories!

Det borde vara uppenbart att RAM är en viktig komponent i alla datorer och när det går fel kan det vara svårt att ta reda på vad problemet faktiskt är.

När allt kommer omkring kan en oseriös bit här eller där göra ditt system subtilt instabilt eller ligga bakom till synes slumpmässiga krascher. Det är därför du alltid bör testa för dåligt RAM-minne(test for bad RAM memory) när du har ett oförklarligt stabilitetsproblem. 

En dag kanske vi går bortom RAM , men under överskådlig framtid kommer det att vara en viktig del av datorprestandapusslet, så vi kan lika gärna lära känna det.



Alexander Henriksson

About the author

Jag är en erfaren mjukvaruingenjör med över 10 års erfarenhet av att utveckla och hantera användarkonton, familjesäkerhet och Google Chrome-teknik. Jag har en stark grund inom matematik och datavetenskap som jag använder för att skapa tydliga, kortfattade beskrivningar av mina färdigheter.


Related posts