Ram pomnilnik - vse, kar morate vedeti [tehnične informacije]

RAM je ena od glavnih komponent našega PC-ja skupaj s CPU-jem in matično ploščo, kar smo zelo dobro pojasnili v svojih ustreznih člankih. Tokrat bomo storili enako s pomnilniškimi moduli RAM, ne gre samo za GB, ki ga želimo, temveč tudi hitrost plošče, ki so bolj kompatibilne ali katere so glavne značilnosti, ki bi jih morali vedeti. Vse to bomo videli v nadaljevanju članka, zato začnimo!

Na koncu vam bomo pustili priročnik z najbolj priporočljivimi pomnilniki RAM-a v trenutnem scenariju, da članek ne bo predolg.

Kazalo vsebine

Kakšna je funkcija RAM-a v osebnem računalniku?

RAM (Random Access Memory) je shramba, v katero so naložena vsa navodila in naloge, ki sestavljajo programe in ki jih bo uporabljal procesor. To je shramba z naključnim dostopom, ker je mogoče brati ali zapisati podatke na katero koli pomnilniško mesto, ki je na voljo, v vrstnem redu, ki ga sistem določi. RAM podatke zbira neposredno iz glavnega pomnilnika, trdih diskov, ki so veliko počasnejši od njega, s čimer se izognemo ozkim grlom pri prenosu podatkov v procesor.

Trenutni pomnilnik RAM je tipa DRAM ali Dynamic RAM, ker potrebuje napetostni signal, tako da podatki, shranjeni v njem, ne minejo. Ko izklopimo računalnik in ni napajanja, bo vse, kar je shranjeno v njem, izbrisano. Ti spomini so najcenejši za shranjevanje enega kosa informacij za vsak tranzistor in kondenzator (celico).

Obstaja še ena vrsta pomnilnika, SRAM ali Static RAM, ki ne potrebuje osveževanja, saj informacijski bit ostane shranjen tudi brez moči. Izdelava je dražja in zahteva več prostora, zato so manjši, na primer predpomnilnik CPU-ja. Druga statična varianta so pomnilniki SSD, čeprav uporabljajo vrata NAND, cenejša, a veliko počasnejša od predpomnilnih SRAM-ov.

Kratek pregled zgodovine

Podali bomo zelo kratek pregled razvoja pomnilnika RAM, dokler ne dosežemo trenutne generacije DDR ali Double Data Rate.

Pomnilnik RAM-a z magnetnim jedrom

Vse se začne okoli leta 1949, s spomini, ki so za shranjevanje vsake koščke uporabljali magnetno jedro. To jedro ni bilo več kot nekaj milimetrskih toroidov, vendar je bilo v primerjavi z integriranimi vezji ogromno, zato so bili zelo majhne zmogljivosti. Leta 1969, ko so začeli uporabljati polprevodnike (tranzistorje) na osnovi silicija, je Intel ustvaril 1024- bajtni RAM, ki je bil prvi na trgu. Z letom 1973 je tehnologija napredovala in s tem zmogljivost pomnilnikov, zaradi česar je bilo treba uporabiti razširitvene reže za modularno namestitev SIPP in kasnejših pomnilnikov SIMM.

Naslednja spomina sta bila FPM-RAM (Fast Page Mode RAM) leta 1990 in prvi Intel 486 s hitrostjo 66 MHz pri približno 60 ns. Njegova zasnova je bila sestavljena iz možnosti, da lahko pošljete en naslov in v zameno prejmete več teh zaporednih.

BEDO RAM

Za njima sta se pojavila EDO-RAM (Extended Data Output RAM) in BEDO-RAM (Burst Extended…). Prvi so bili sposobni sprejemati in pošiljati podatke in tako dosegli 320 MB / s, ki sta jih uporabljala Pentium MMX in AMD K6. Slednji so lahko dostopali do različnih pomnilniških mest, da so lahko procesorju v vsakem taktu pošiljali izpise podatkov (Burt), čeprav niso bili nikoli komercializirani.

Tako smo dosegli obdobje spominov SDRAM (Synchronous Dynamic RAM), ki so spomini, sinhronizirani z notranjo uro za branje in zapisovanje podatkov. Z znanim Rambusom (RD-RAM) so dosegli 1200 MHz. Po njih se je pojavil SDR-SDRAM (Single Data Rate-SDRAM), ki je bil predhodnik trenutnega DDR-ja. Ti spomini so bili neposredno povezani s sistemsko uro, tako da so lahko v vsakem taktu ure prebrali in zapisali po enega podatka.

Razvoj do DDR

DDR ali Double Data Rate je trenutna tehnologija pomnilnika RAM, ki se dogaja v 4 generacijah, odvisno od njegove hitrosti in enkapsule. Z njimi se je začela uporabljati kapsulacija DIMM, ki je imela v istem taktu ne eno, ampak dve hkratni podatkovni operaciji in tako podvojila zmogljivost.

DDR

Prve različice DDR so dale hitrosti prenosa od 200 MHz do 400 MHz, uporabljali so DIMM kapsulacijo 182 kontaktov pri 2, 5 V. Pomembno je dobro ločiti med frekvenco vodila in frekvenco prenosa (I / O), saj pri delu z dvema podatkom hkrati je frekvenca prenosa dvakrat večja od frekvence vodila. Na primer: DDR-400 ima vodnik 200 MHz in 400 MHz prenos.

DDR2, DDR3 in DDR4

Z DDR2 so se biti, preneseni v vsaki operaciji, podvojili od 2 do 4 hkrati, tako da se je frekvenca prenosa tudi podvojila. V kapsulaciji DIMM je imel 240 stikov pri 1, 8 V. Najhitreje so bili DDR-1200, s taktno frekvenco 300 MHz, frekvenco vodila 600 MHz in hitrostjo prenosa 1200 MHz.

3. in 4. generacija sta bili preprosto izboljšani v primerjavi s prejšnjo, z manjšo napetostjo in višjo frekvenco, saj se velikost tranzistorjev zmanjšuje. S povečanjem frekvence se poveča tudi latenca, čeprav gre za hitrejše spomine. DDR3-ji so vzdrževali DIMM 240 zatičev pri 1, 5 V, čeprav niso združljivi z DDR2, medtem ko je DDR4 narasel na 288 zatičev pri 1, 35 V, trenutno dosega prenos 4800 ali 5000 MHz.

V naslednjih razdelkih se bomo veliko bolje osredotočili na DDR4, ki trenutno uporabljajo domačo potrošniško opremo in strežnike.

Običajno uporabljene vrste vmesnikov in kje jih najti

Že imamo dobro predstavo o pomnilnikih RAM-a, ki so skozi zgodovino krožili po računalnikih, zato se osredotočimo na trenutne spomine in poglejmo, katere vrste enkapsulacije lahko najdemo v različni opremi.

Trenutno se uporablja kapsulacija tipa DIMM (Dual In-Line Memory Module), sestavljena iz dvojne črte bakrenih kontaktnih zatičev, ki so neposredno prilepljeni na dvostranski rob spominske plošče.

RAM DIMM (namizni računalniki)

Ta vrsta enkapsulacije se vedno uporablja na namizno usmerjenih matičnih ploščah. V paketu je 288 stikov za DDR4 in 240 za DDR3. V osrednjem delu, priviti na eno stran, imamo matrico, da zagotovimo pravilno namestitev pomnilnika v navpično režo, ki je na voljo na plošči. Delovne napetosti se gibljejo od največ 1, 2 V do 1, 45 V pri največjih frekvencah.

SO-DIMM RAM (prenosna oprema)

To je kompaktna različica prejšnjega dvojnega stika. V trenutnih različicah DDR4 najdemo 260 kontaktov v režah, ki so nameščeni vodoravno namesto navpično. Zaradi tega se ta vrsta reže uporablja predvsem na prenosnikih in tudi na strežnikih, s pomnilniki DDR4L in DDR4U. Ti spomini ponavadi delujejo pri 1, 2 V za izboljšanje porabe v primerjavi z namiznimi računalniki.

RAM pomnilnika

Direktna industrija

Na drugi strani imamo pomnilniške čipe, ki so neposredno spajkani na krovu, metoda, podobna BGA vtičnicam prenosnih procesorjev. Ta metoda se uporablja v posebej majhni opremi, kot so HTPC ali pametni telefoni s spomini tipa LPDDR4 s porabo le 1, 1 V in frekvencami 2133 MHz

To se zgodi tudi v primeru RAM-a, ki trenutno uporablja čipe GDDR5 in GDDR6, ki so po hitrosti boljši od DDR4 in so neposredno spajkani na PCB.

Vrste RAM pomnilnika in enkapsulacije, ki trenutno obstajajo

Tehnične značilnosti, ki bi jih morali vedeti o pomnilniku RAM

Potem, ko smo videli, kako in kje je povezan, si oglejmo glavne značilnosti, ki jih je treba upoštevati RAM. Vsi ti dejavniki bodo navedeni v tehničnem listu modula, ki ga kupimo, in bodo vplivali na njegovo delovanje.

Arhitektura

Arhitektura, za katero lahko rečemo, da je način, kako spomini komunicirajo z različnimi elementi, na katere so povezani, očitno CPU. Trenutno imamo arhitekturo DDR v različici 4, ki je sposobna zapisati in prebrati štiri celice informacij v dveh sočasnih operacijah v vsakem taktu takta.

Z manjšimi tranzistorji in kondenzatorji je lažje delo pri nižjih napetostih in večjih hitrostih, prihranki energije pa do 40% v primerjavi z DDR3. Tudi pasovna širina je bila izboljšana za 50% in dosega hitrosti do 5000 MHz. V tem smislu ne bomo dvomili, spomin za nakup bo vedno DDR4.

Zmogljivost

To je pint, ki ima 1 TB RAM-a

Ti pomnilniki DDR4 imajo manjše tranzistorje znotraj spominskih bank in posledično večjo gostoto celic. V istem modulu bomo lahko trenutno imeli do 32 GB. Večja kot je zmogljivost, več programov se lahko naloži v pomnilnik in ima manj dostopa do trdega diska.

Tako trenutni procesorji AMD kot tudi Intel podpirajo največ 128 GB, omejene z zmogljivostjo matične plošče in njenih rež. Proizvajalci, kot je G-Skill, začenjajo tržiti 256GB komplete, povezane z 8 razširitvenimi režami za naslednje generacije strežniških plošč in navdušen razpon. Vsekakor je 16 ali 32 GB danes trend domačih računalnikov in iger.

Hitrost

Ko govorimo o hitrosti v trenutnih spominih, moramo razlikovati tri različne ukrepe.

• Taktna frekvenca: hitrost osveževanja pomnilniških bank. Frekvenca vodila: Trenutno je štirikratna taktna frekvenca, saj DDR4 delujejo s 4 biti v vsakem taktu takta. Ta hitrost se odraža v programih kot je CPU-Z v "Frekvenci DRAM-a". Hitrost prenosa: to je efektivna hitrost, dosežena s podatki in transakcijami, ki bo v DDR dvojna, če imamo dvojno vodilo. Ta meritev daje ime modulom, na primer PC4-2400 ali PC4600.

In tukaj je primer: pomnilnik PC4-3600 ima takt 450 MHz, medtem ko njegov vodila deluje na 1800 MHz, kar ima za posledico hitrost 3600 MHz.

Ko govorimo o hitrosti v prednosti matične plošče ali RAM-a, se vedno sklicujemo na hitrost prenosa.

Zamuda

Zakasnitev je čas, ki ga potrebuje RAM za vročitev zahteve CPU-ja. Večja kot je frekvenca, več bo zastojev, čeprav bo hitrost vedno hitrejša, če bodo moduli hitrejši, čeprav imajo večjo zakasnitev. Vrednosti se merijo v cikličnih urah ali uri.

Latencije so predstavljene v obliki XXX-XX. Poglejmo, kaj pomeni vsaka številka s tipičnim primerom, 3600 MHz DDR4 s CL 17-17-17-36:

Polje	Opis
Zamuda CAS (CL)	So cikli ure, odkar se naslov stolpca pošlje v pomnilnik in začnejo podatki, ki so shranjeni v njem. Čas je, da preberete prvi pomnilniški bit RAM-a z že odprto pravilno vrstico.
Zakasnitev RAS do CAS (tRCD)	Število ciklov ur, potrebnih od odpiranja pomnilniške vrstice in dostopa do stolpcev znotraj nje. Čas za branje prvega bitja pomnilnika brez aktivne vrstice je CL + TRCD.
Čas pred polnjenjem RAS (tRP)	Število ciklov, potrebnih od pošiljanja ukaza prednastavitve in odpiranja naslednje vrstice. Čas za branje prvega dela spomina, če je odprta druga vrstica, je CL + TRCD + TRP
Aktivni čas vrstice (tRAS)	Število ciklov ur, potrebnih med ukazom za sprožitev vrstice in pošiljanjem ukaza prednastavitve. To je čas, ki je potreben za notranjo osvežitev vrstice, ki se prekriva s TRCD. V modulih SDRAM (Syncronous Dynamic RAM, običajna) je ta vrednost preprosto CL + TRCD. V nasprotnem primeru je približno enak (2 * CL) + TRCD.

Ti registri se lahko dotaknete v BIOS-u, čeprav tovarniške nastavitve ni priporočljivo spreminjati, ker bo to vplivalo na celovitost modula in čipov. V primeru Ryzen obstaja precej uporaben program, imenovan RAM Calculator, ki nam pove najboljšo konfiguracijo, odvisno od modula, ki ga imamo.

Napetost

Napetost je preprosto vrednost napetosti, pri kateri deluje RAM modul. Tako kot druge elektronske komponente je višja hitrost, več napetosti bo potrebno, da dosežemo frekvenco.

Osnovni frekvenčni modul DDR4 (2133 MHz) deluje pri 1, 2 V, če pa prekoračimo profile JEDEC, bomo morali to napetost dvigniti na približno 1, 35-1, 36 V.

ECC in Non-ECC

Ti izrazi se pogosto pojavljajo v specifikacijah pomnilnika RAM in tudi na matični plošči. ECC (Error Correcting Code) je sistem, v katerem ima RAM dodatni košček informacij pri prenosih, da odkrije napake med podatki, prenesenimi iz pomnilnika in procesorjem.

Večja kot je hitrost, bolj bo sistem dovzeten za napake, za to pa obstajajo spomini ECC in Non-ECC. Vendar bomo vedno uporabljali tiste, ki niso tipa ECC, v domačih računalnikih, torej brez odpravljanja napak. Drugi so namenjeni računalnikom, kot so strežniki in profesionalna okolja, kjer je mogoče popraviti spremenjene bite, ne da bi pri tem izgubili podatke. Samo procesorji Intel in AMD Pro in strežniški procesorji podpirajo ECC pomnilnik.

Podatkovna vodila: Dual in Quad Channel

Za to značilnost je bolje narediti neodvisen razdelek, saj je zelo pomembna funkcija v trenutnih spominih in močno vpliva na delovanje pomnilnika. Najprej poglejmo, kakšni so različni avtobusi, ki jih RAM mora komunicirati s CPU-jem.

• Podatkovna povezava: vrstica, po kateri kroži vsebina navodil, ki jih je treba obdelati v CPU. Danes je 64 bit. Področje naslova: zahteva za podatke se poda prek spominskega naslova. Za te zahteve je določen poseben vodnik in določil, kje so podatki shranjeni. Nadzorna vodila: posebna vodila, ki jih RAM uporabljajo za branje, pisanje, takt in ponastavitev.

Dual Channel ali Dual Channel tehnologija omogoča hkratni dostop do dveh različnih pomnilniških modulov. Namesto 64-bitne podatkovne vodilnice se podvoji na 128 bitov, tako da več CPU-ja pride v CPU. Pomnilniški krmilniki, vgrajeni v CPU (severni most), imajo to zmogljivost , dokler so moduli povezani na DIMM iste barve na plošči. V nasprotnem primeru bodo delovali neodvisno.

Na ploščah z AMD- jevim čipsetom X399 in Intelovim X299 čipsetom je mogoče delati z do štirimi moduli vzporedno, to je Quad Channel, ki ustvarja 256-bitni vodila. Za to morajo imeti ti spomini v svojih specifikacijah to zmogljivost.

Zmogljivost je tako odlična, da je, če se odločimo za 16 GB RAM-a v našem računalniku, bolje narediti z dvema 8 GB modulama, kot pa imeti en sam 16 GB modul.

Profili za overclocking in JEDEC

RAM, tako kot katera koli druga elektronska komponenta, se lahko preveri. To pomeni povečanje njegove frekvence nad a priori mejami, ki jih je določil proizvajalec sam. Čeprav je res, da je ta praksa za uporabnika veliko bolj nadzorovana in omejena kot na primer grafične kartice ali procesorji.

Pravzaprav overclocking pomnilnika RAM poteka nadzorovano od njegovega nastanka neposredno s strani proizvajalca s pomočjo frekvenčnih profilov, ki jih lahko izberemo iz BIOS-a našega računalnika. Temu pravimo profili JEDEC po meri. JEDEC je organizacija, ki je določila osnovne specifikacije, ki jih morajo izpolnjevati proizvajalci pomnilnika RAM, tako glede frekvenc kot zakasnitev.

Na uporabniškem nivoju imamo na BIOS-u matične plošče funkcionalnost, ki nam omogoča, da izberemo največji operacijski profil, ki ga podpirata plošča in pomnilniki. Večja je frekvenca profila, večje so zamude in vse to se shrani v profil, tako da nam bo, ko ga izberemo, omogočil popolno delovanje, ne da bi se morali ročno dotikati frekvence ali časov. V primeru, da tabla ne podpira teh profilov, bo konfigurirala osnovno frekvenco RAM-a, torej 2133 MHz v DDR4 ali 1600 MHz v DDR3.

V Intelovem delu imamo tehnologijo, imenovano XMP (Extreme Memory Profiles), ki je sistem, za katerega smo omenili, da ima vedno najvišji profil zmogljivosti RAM-a, ki smo ga namestili. AMD se imenuje DOCP, njegova funkcija pa je popolnoma enaka.

Vem, kateri, koliko in kakšen RAM potrebujem

Po ogledu najpomembnejših značilnosti in konceptov RAM-a bi lahko bilo zelo koristno vedeti, kako prepoznati, koliko RAM-a podpira in s kakšno hitrostjo lahko doseže. Poleg tega bo koristno kupiti, če želite vedeti, kakšen RAM imamo trenutno nameščen v računalniku.

Če imamo HTPC, naloga ne bo prinesla veliko sadov, saj so na splošno računalniki, ki omogočajo malo posodabljanja modulov, ker so spajkani na plošči. To bi morali pogledati v specifikacijah zadevne opreme ali jo neposredno odpreti in opraviti pregled oči, česar ne priporočamo, ker bomo izgubili garancijo.

Pri prenosnikih je stalnica skoraj v vseh računalnikih: imamo dve SO-DIMM reži, ki bosta podpirali največ 32 ali 64 GB RAM-a pri 2666 MHz. Vprašanje bo, če vemo, ali imamo v njem nameščen en ali dva modula. Na delu namiznih računalnikov bo nekoliko bolj spremenljiv, čeprav bomo skoraj vedno imeli 4 DIMM-ove, ki bodo odvisno od plošče podpirali več ali manj hitrosti. Ključnega pomena za vedenje, kaj podpira naš računalnik, je videti specifikacije plošče, medtem ko poznavanje značilnosti RAM-a, ki smo ga namestili, je omejeno na namestitev brezplačne programske opreme CPU-Z.

Tu so članki, ki vas zanimajo do vseh podrobnosti:

Združljivost: vedno pomemben dejavnik pomnilnika RAM

Včasih postane pravi glavobol, da najdemo RAM z najboljšo združljivostjo za naš računalnik. To se je prej zgodilo v prejšnjih generacijah procesorjev, natančneje pri prvi generaciji AMD Ryzen, ki je imela kar nekaj nezdružljivosti.

Trenutno je za nekatere CPU še vedno bolj primeren spomin kot drugi, in to zaradi vrste uporabljenega čipa. Na primer, če govorimo o Quad Channel za Ryzen, ECC-pomnilnike za procesorje Pro itd. V primeru Intelovih procesorjev bodo praktično pojedli spomin, ki smo ga naložili, kar je zelo dobra stvar, saj bodo blagovne znamke, kot so Corsair, HyperX, T-Force ali G.Skill, zagotovile optimalno združljivost.

V primeru druge in tretje generacije AMD Ryzen tudi ne bomo imeli večjih težav, čeprav je res, da sta modula Corsair ali G.Skill običajno največja stava zanje, zlasti pri Samsung čipih. Natančneje, serija Dominator prvega in razpon Trident drugega. Vedno je dobro pogledati podatke na uradni spletni strani, da te podatke predhodno poznate.

Imamo celoten članek, kjer se korak za korakom poučujemo, kako prepoznati združljivost vseh komponent osebnega računalnika.

Zaključek in vodnik po najboljšem pomnilniku RAM-a na trgu

Končno vam prepuščamo naš vodič po spominih RAM-a, kjer zbiramo najzanimivejše modele na trgu za Intel in AMD z njihovimi specifikacijami in še več. Če želite kupiti spomin, je to najboljše, kar imamo, da si ne boste preveč zakomplicirali življenja.

Kateri RAM uporabljate in s kakšno hitrostjo? Če zamudite kakršne koli pomembne podatke o RAM-u, nam pošljite komentar za posodobitev članka.