Kaj je spomin RAM in kako deluje?

Ko je naš računalnik počasen, je ena prvih stvari, ki jih pogledamo, če imamo dovolj pomnilnika RAM. Ena od zahtev, ki jo običajno imajo vsi programi, igre in operacijski sistemi, je najmanj RAM. Kaj je RAM v resnici in čemu služi? Vse to in še več bomo videli danes v tem članku.

Kazalo vsebine

Kaj je RAM

RAM (Random Access Memory) je fizična sestavina našega računalnika, običajno nameščena na isti matični plošči. RAM je odstranljiv in ga je mogoče razširiti z moduli različnih zmogljivosti.

Funkcija pomnilnika RAM je nalaganje vseh navodil, ki se izvajajo v procesorju. Ta navodila prihajajo iz operacijskega sistema, vhodnih in izhodnih naprav, trdih diskov in vsega, kar je nameščeno v računalniku.

V pomnilniku RAM so shranjeni vsi podatki in navodila programov, ki se izvajajo, ti pa se pošljejo iz pomnilniških enot pred njihovo izvedbo. Na ta način imamo na voljo vse programe, ki jih izvajamo, če že komaj čakate.

Če RAM-a ne obstaja, je treba navodila prevzeti neposredno s trdih diskov, ki so veliko počasnejši od tega pomnilnika z naključnim dostopom, zaradi česar so kritična komponenta pri delovanju računalnika.

Imenuje se pomnilnik z naključnim dostopom, ker ga je mogoče brati in zapisati na katero koli od svojih pomnilniških mest, ne da bi pri tem moral upoštevati zaporedni vrstni red. To praktično ne omogoča čakalnih intervalov za dostop do informacij.

Fizične komponente RAM-a

Kar zadeva fizične komponente pomnilniškega modula RAM, lahko ločimo naslednje dele:

Plošča za sestavne dele

Struktura podpira druge komponente in električne tire, ki sporočajo vsak njihov del.

Vsaka od teh plošč tvori pomnilniški modul RAM. Vsak od teh modulov bo imel določeno pomnilniško zmogljivost glede na obstoječe na trgu.

Spominske banke

So fizične komponente, zadolžene za shranjevanje zapisov. Te pomnilniške banke tvorijo čipi z integriranim vezjem, ki so sestavljeni iz tranzistorjev in kondenzatorjev, ki tvorijo shranjevalne celice. Ti elementi omogočajo shranjevanje koščkov informacij znotraj njih.

Za informacije, ki ostanejo v tranzistorjih, bo v njih potrebno občasno električno napajanje. Zato je ta pomnilnik popolnoma izpraznjen, ko izklopimo računalnik.

To je velika razlika med, na primer, pomnilniškimi enotami RAM in SSD.

Če želite izvedeti več o pogonih SSD, lahko obiščete naš članek, kjer so najboljši modeli in njihove značilnosti podrobno razloženi:

Vsak RAM modul ima več teh spominskih bank, ki so fizično ločene s čipi. Na ta način je možen dostop do informacij enega od njih, medtem ko se drugi nalaga ali izklaplja.

Ura

Sinhroni pomnilniki RAM-a imajo uro, ki je zadolžena za sinhronizacijo operacij branja in pisanja teh elementov. Asinhroni spomini nimajo te vrste integriranega elementa.

SPD čip

Čip SPD (Serial Presence Detect) je zadolžen za shranjevanje podatkov, povezanih s pomnilniškim modulom RAM. Ti podatki so velikost pomnilnika, čas dostopa, hitrost in vrsta pomnilnika. Na ta način bo računalnik vedel, kakšen pomnilnik RAM je nameščen v notranjosti, tako da to preveri med vklopom.

Povezovalni vodnik

Ta vodila, sestavljena iz električnih stikov, skrbi za komunikacijo med pomnilniškim modulom in matično ploščo. Zahvaljujoč temu elementu bomo pomnilniške module ločili od matične plošče, s čimer bomo lahko pomnilniško zmogljivost razširili s pomočjo novih modulov.

Vrste pomnilniških modulov RAM

Ko bomo videli različne fizične komponente pomnilnika RAM, bomo morali vedeti tudi vrsto enkapsulacije ali module, ki jih vgradijo. Ti moduli so v osnovi sestavljeni iz komponentne plošče in povezovalne vodila skupaj s svojimi kontaktnimi zatiči. Med drugim so to najpogosteje uporabljeni moduli pred in zdaj:

• RIMM: Na te module so nameščeni pomnilniki RDRAM ali Rambus DRAM. Potem jih bomo videli. Ti moduli imajo 184 priključne zatiče in 16-bitni vodila. SIMM: To obliko so uporabljali starejši računalniki. Na voljo bomo 30 in 60 kontaktnih modulov ter 16 in 32 bitni vodnik podatkov. DIMM: to je oblika, ki se trenutno uporablja za pomnilnike DDR v različicah 1, 2, 3 in 4. Podatkovni vodnik ima 64 bitov in ima lahko: 168 pinov za SDR RAM, 184 za DDR, 240 za DDR2 in DDR3 ter 288 za DDR4. SO-DIMM: to bo poseben format DIMM za prenosne računalnike. FB-DIMM: DIMM format za strežnike.

Vrste RAM tehnologij

Na splošno obstajata ali obstajata dve vrsti RAM-a. Asinhroni tip, ki nima ure za sinhronizacijo s procesorjem. In tiste vrste Synchronous, ki lahko vzdržujejo sinhronizacijo s procesorjem, da pridobijo učinkovitost in uspešnost pri dostopu in shranjevanju informacij v njih. Poglejmo, kateri obstajajo za vsako vrsto.

Asinhroni spomini ali DRAM

Prvi pomnilniki DRAM (Dinamic RAM) ali dinamični RAM pomnilniki so bili asinhrona. Imenuje se DRAM zaradi svoje značilnosti, da shranjuje informacije naključno in dinamično. Njegova struktura tranzistorja in kondenzatorja pomeni, da bo za shranjevanje podatkov v spominski celici potrebno kondenzator občasno napajati.

Ti dinamični pomnilniki so bili asinhronega tipa, zato ni bilo nobenega elementa, ki bi lahko sinhroniziral frekvenco procesorja s frekvenco samega pomnilnika. To je povzročilo manjšo učinkovitost komunikacije med tema dvema elementoma. Nekateri asinhroni spomini so naslednji:

• FPM-RAM (Fast Page Mode RAM): Ti spomini so bili uporabljeni za prvi Intel Pentium. Njegova zasnova je bila sestavljena iz možnosti, da lahko pošljete en naslov in v zameno prejmete več teh zaporednih. To omogoča boljši odziv in učinkovitost, saj vam ni treba nenehno pošiljati in prejemati posamezne naslove. EDO-RAM (Extended Data Output RAM): Ta zasnova je izboljšava prejšnje. Poleg tega, da lahko hkrati prejemate sočasne naslove, se bere tudi prejšnji stolpec naslovov, zato ni treba čakati na naslove, ko jih pošljete. BEDO-RAM (Burst Extended Data RAM): Izboljšanje EDO-RAM-a, ta pomnilnik je lahko dostopal do različnih pomnilniških lokacij, da bi lahko procesorju v vsakem taktu poslal procesorje podatkov (Burt). Ta spomin ni bil nikoli komercializiran.

Sinhroni ali pomnilniki SDRAM

Za razliko od prejšnjih ima ta dinamični RAM notranjo uro, ki jo lahko sinhronizira s procesorjem. Na ta način se bistveno izboljšata čas dostopa in učinkovitost komunikacije med obema elementoma. Trenutno imajo vsi naši računalniki tovrstni pomnilnik, ki deluje na njih. Poglejmo si različne vrste sinhronih spominov.

Rambus DRAM (RDRAM)

Ti spomini so popolna prenova asinhronih DRAM-ov. To je izboljšal tako v pasovni širini kot v frekvenci prenosa. Uporabili so jih za konzolo Nintendo 64. Ti spomini so bili nameščeni v modulu, imenovanem RIMM, in dosegali frekvence 1200 MHz in 64-bitno širino besed. Trenutno so zastareli

SDR SDRAM

Bili so samo predhodniki trenutnega DDR SDRAM-a. Ti so bili predstavljeni v modulih tipa DIMM. Te imajo možnost priključitve na reže matične plošče in so sestavljene iz 168 kontaktov. Ta vrsta pomnilnika podpira največjo velikost 515 MB. Uporabljali so jih v AMD Athlon procesorjih in Pentium 2 in 3

DDR SDRAM (SDRAM z dvojno hitrostjo podatkov)

To so pomnilniki RAM-a, ki se trenutno uporabljajo v naših računalnikih, z različnimi posodobitvami. Pomnilniki DDR omogočajo prenos informacij prek dveh različnih kanalov hkrati v istem ciklu ure (Double Data).

Zapiranje je bilo sestavljeno iz 184-pin DIMM in največje zmogljivosti 1 GB. Pomnilnike DDR je uporabljal AMD Athlon, kasneje pa Pentium 4. Njegova največja taktna frekvenca je bila 500 MHz

DDR2 SDRAM

S tem razvojem DDR RAM-a se bitovi, preneseni v vsakem taktu takta, podvojijo na 4 (štirje prenosi), dva naprej in dva za vrnitev.

Inkapsulacija je 240-polni DIMM tip. Njegova največja taktna frekvenca je 1200 MHz.Začasnost (dostop do informacij in odzivni čas) se za čipe tipa DDR2 poveča v primerjavi z DDR, zato v tem pogledu zmanjša njihovo zmogljivost. Pomnilniki DDR2 niso združljivi pri namestitvi z DDR-ji, ker delujejo pri drugačni napetosti.

DDR3 SDRAM

Še en razvoj standarda DDR. V tem primeru se energetska učinkovitost izboljša z delom pri nižji napetosti. Zaklep je še vedno 240-polni DIMM tip, taktna frekvenca pa sega do 2666 MHz, kapaciteta na pomnilniški modul pa je do 16 GB.

Tako kot pri tehnološkem preskoku so tudi ti DDR3 pomnilniki z večjo zakasnitvijo kot prejšnji in pri namestitvi niso združljivi s prejšnjimi različicami.

DDR4 SDRAM

Tako kot v prejšnjih primerih ima tudi to bistveno izboljšanje glede na taktno frekvenco, saj lahko doseže do 4266 MHz, tako kot v tehnološkem preskoku so tudi ti DDR4 pomnilniki z večjo zakasnitvijo kot prejšnji in nezdružljivi z razširitvene reže za starejše tehnologije.

Pomnilniki DDR4 namestijo 288-pinske module.

Uporabljena nomenklatura

Pozorni moramo biti na nomenklaturo, ki se uporablja za poimenovanje trenutnih pomnilnikov DDR. Na ta način lahko prepoznamo, kateri spomin kupujemo in kako pogosto ga ima.

Najprej bomo imeli na voljo zmogljivost pomnilnika, ki ji sledi "DDR (x) - (frekvenca) PC (x) - (hitrost prenosa podatkov). Na primer:

2 GB DDR2-1066 PC2-8500: imamo opravka z 2 GB DDR2 tipa RAM, ki deluje na frekvenci 1066 MHz in s hitrostjo prenosa 8500 MB / s

Operacija pomnilnika RAM

Da bi vedeli, kako deluje pomnilnik RAM-a, bomo morali najprej videti, kako fizično komunicira s procesorjem. Če upoštevamo hierarhični vrstni red pomnilnika RAM, se ta nahaja natančno na naslednji ravni predpomnilnika procesorja.

Obstajajo tri vrste signalov, ki jih mora upravljati RAM krmilnik, podatkovni signali, naslovni signali in nadzorni signali. Ti signali večinoma krožijo na podatkovnih in naslovnih vodilih in drugih nadzornih linijah. Poglejmo vsakega od njih.

Podatkovna vodila

Ta vrstica je odgovorna za prenos informacij s pomnilniškega krmilnika v procesor in druge čipe, ki jih zahtevajo.

Ti podatki so združeni v 32 ali 64 bitnih elementov. Če je procesor 64, odvisno od bitne širine procesorja, bodo podatki razvrščeni v 64-bitne bloke.

Naslov naslov

Ta vrstica je odgovorna za prevoz pomnilniških naslovov, ki vsebujejo podatke. Ta vodila ni odvisna od sistemske naslovne vodilice. Širina vodila te vrstice bo širina RAM-a in procesorja, trenutno 64 bitov. Naslovna vodila je fizično povezana s procesorjem in RAM-om.

Nadzorni vodnik

Po tej vodili bodo potovali krmilni signali, kot so napajalni signali Vdd, branje (RD) ali zapis (RW), taktni signal (ura) in ponastavitev signala (ponastavitev).

Dvokanalno delovanje

Dvokanalna tehnologija omogoča povečanje zmogljivosti opreme zahvaljujoč dejstvu, da bo možen hkratni dostop do dveh različnih pomnilniških modulov. Ko je aktivna dvokanalna konfiguracija, bo mogoče dostopati do blokov 128-bitne razširitve namesto do običajnih 64. To je še posebej opazno, če uporabljamo grafične kartice, vgrajene v matično ploščo, saj je v tem primeru del RAM-a deljen za uporabo s to grafično kartico.

Za izvajanje te tehnologije bo potreben dodaten pomnilniški krmilnik, ki je nameščen v čipsetu severnega mostu matične plošče. Da bi bil dvokanal učinkovit, morajo biti pomnilniški moduli iste vrste, imeti morajo enako zmogljivost in hitrost. In ga je treba namestiti v reže, označene na matični plošči (običajno pari 1-3 in 2-4). Čeprav ne skrbite, kajti tudi če so drugačni spomini, bodo lahko delali tudi na Dual Channel

Trenutno lahko to tehnologijo najdemo tudi s pomočjo trokanalnega ali celo štirimesečnega kanala z novimi pomnilniki DDR4.

Navodila cikla pomnilnika RAM

Operativna shema je predstavljena z dvema dvokanalnima pomnilnikoma. Za to bomo imeli 128-bitno podatkovno vodilo, 64 bitov za vsak podatek v vsakem od obeh modulov. Poleg tega bomo imeli CPU z dvema krmilnikom pomnilnika CM1 in CM2

En 64-bitni podatkovni vodnik bo povezan s CM1, drugi pa v CM2. Da bi 64-bitni procesor lahko deloval z dvema blokoma podatkov, jih bo razširil na dva taktna cikla.

Zbirka naslovov bo vsebovala pomnilniški naslov podatkov, ki jih obdelovalec kadar koli potrebuje. Ta naslov bo iz celic modula 1 in modula 2.

CPU želi prebrati podatke s pomnilnika 2

CPU želi prebrati podatke s pomnilniške lokacije 2. Ta naslov ustreza dvema celicama, ki sta v dveh dvokanalnih pomnilniških modulih RAM.

Ker želimo prebrati podatke iz pomnilnika, bo krmilna vodnica aktivirala bralni kabel (RD), tako da pomnilnik ve, da želi CPU te podatke prebrati.

Hkrati bo pomnilniški vodnik ta spominski naslov poslal v RAM, vse sinhronizirano z uro (CLK)

Pomnilnik je zahtevo že prejel od procesorja, zdaj bo nekaj ciklov kasneje pripravil podatke iz obeh modulov, da jih bo poslal preko podatkovne vodilnice. Rečemo nekaj ciklov kasneje, ker poznost RAM-a zaradi tega ni takojšen.

128 bitov podatkov iz RAM-a bo poslanih preko podatkovne vodila, 64-bitni blok za en del vodila in 64-bitni blok za drugi del.

Vsak od teh blokov bo zdaj dosegel krmilnike pomnilnika CM1 in CM2, v dveh taktih pa bo procesor obdelal procesor.

Cikel branja bo končan. Če želite izvesti dejanje pisanja, bo povsem enako, vendar aktivirate RW kabel krmilne vodila

Kako ugotoviti, ali je RAM-ov dober

Če želimo vedeti, ali ima RAM dobro ali slabo delovanje, si bomo morali ogledati nekatere vidike tega.

• Tehnologija izdelave: glavna stvar bo vedeti, katera tehnologija izvaja pomnilnik RAM. Poleg tega mora biti to isto, ki podpira matično ploščo. Na primer, če je DDR4 ali DDR3 itd. Velikost: Drugi glavni vidik je zmogljivost skladiščenja. Bolj bolje, še posebej, če bomo svojo opremo uporabljali za igre na srečo ali zelo težke programe, bomo potrebovali RAM z veliko zmogljivostjo, 8, 16, 32 GB itd. Zmogljivost plošče za kateri kanal: Drug vidik je treba upoštevati, če plošča omogoča dvokanalni kanal. Če je tako, in na primer želimo namestiti 16 GB RAM-a, je najbolje, da kupite dva modula po 8 GB in jih namestite v dvokanalni sistem, preden namestite samo enega od 16 GB. Zakasnitev: Latenca je čas, ki ga pomnilnik potrebuje za iskanje in zapisovanje podatkov. Čim nižja je to, tem bolje, čeprav bo treba pretehtati tudi druge vidike, kot sta prenosna zmogljivost in frekvenca. Pomnilniki DDR 4 imajo na primer visoko zakasnitev, vendar jih uprejo visoka frekvenca in prenos podatkov. Frekvenca: je hitrost delovanja pomnilnika. Bolj bolje.

Morda vas zanima tudi:

S tem se konča naš članek o tem, kaj je RAM in kako deluje, upamo, da vam je bil všeč. Če imate kakršna koli vprašanja ali želite nekaj razjasniti, to preprosto pustite v komentarjih.