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Die RAM-Typen, die heutige Computer ausführen

Nahezu jedes rechenfähige Gerät benötigt RAM. Schauen Sie sich Ihr Lieblingsgerät an (z. B. Smartphones, Tablets, Desktops, Laptops, Grafikrechner, HDTVs, Handspielsysteme usw.), und Sie sollten einige Informationen zum Arbeitsspeicher finden. Obwohl alle Arbeitsspeicher grundsätzlich den gleichen Zweck haben, werden heutzutage einige verschiedene Typen verwendet:

  • Statisches RAM (SRAM)
  • Dynamisches RAM (DRAM)
  • Synchronous Dynamic RAM (SDRAM)
  • Synchrones dynamisches RAM mit einer einzigen Datenrate (SDR SDRAM)
  • Doppelter synchroner dynamischer RAM mit Datenrate (DDR SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4)
  • Dynamisches dynamisches RAM mit doppelter Datenrate (GDDR SDRAM, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5)
  • Flash-Speicher

Was ist RAM?

RAM steht für Random Access Memory (Direktzugriffsspeicher) und bietet Computern den virtuellen Raum, der zum Verwalten von Informationen und zum Lösen von Problemen im Moment benötigt wird. Sie können es sich wie wiederverwendbares Kratzerpapier vorstellen, auf das Sie Notizen, Zahlen oder Zeichnungen mit einem Bleistift schreiben würden. Wenn Sie keinen Platz mehr auf dem Papier haben, machen Sie mehr, indem Sie das löschen, was Sie nicht mehr benötigen. RAM verhält sich ähnlich, wenn mehr Platz für temporäre Informationen benötigt wird (d. H. Laufende Software / Programme). Größere Papierstücke ermöglichen es Ihnen, mehr (und größere) Ideen auf einmal zu zeichnen, bevor Sie sie löschen müssen. Mehr RAM innerhalb von Computern hat einen ähnlichen Effekt.

RAM gibt es in einer Vielzahl von Formen (d. H. Der Art und Weise, wie er physisch mit Computersystemen verbunden ist oder mit diesen verbunden ist), Kapazitäten (in MB oder GB), Geschwindigkeiten (in MHz oder GHz gemessen) und Architekturen. Diese und andere Aspekte sind beim Upgrade von Systemen mit RAM zu beachten, da Computersysteme (z. B. Hardware, Motherboards) strengen Kompatibilitätsrichtlinien unterliegen. Zum Beispiel:

  • Computer älterer Generationen werden die neueren Arten von RAM-Technologie wahrscheinlich nicht unterstützen
  • Laptop-Speicher passt nicht in Desktops (und umgekehrt)
  • RAM ist nicht immer abwärtskompatibel
  • Ein System kann im Allgemeinen nicht verschiedene Typen / Generationen von RAM miteinander kombinieren

Statisches RAM (SRAM)

  • Zeit im Markt: 1990er Jahre zu präsentieren
  • Beliebte Produkte mit SRAM: Digitalkameras, Router, Drucker, LCD-Bildschirme

SRAM erfordert einen der beiden Hauptspeichertypen (der andere ist DRAM) ein konstanter Kraftfluss um zu funktionieren. Aufgrund der kontinuierlichen Stromversorgung muss SRAM nicht „aktualisiert“ werden, um die gespeicherten Daten zu speichern. Aus diesem Grund wird SRAM als "statisch" bezeichnet. Es sind keine Änderungen oder Aktionen (z. B. Aktualisieren) erforderlich, um die Daten intakt zu halten. SRAM ist jedoch ein flüchtiger Speicher, dh alle gespeicherten Daten gehen verloren, sobald die Stromversorgung unterbrochen wird.

Die Vorteile der Verwendung von SRAM (vs. DRAM) sind geringerer Stromverbrauch und schnellere Zugriffsgeschwindigkeiten. Die Nachteile der Verwendung von SRAM (im Vergleich zu DRAM) sind geringere Speicherkapazitäten und höhere Herstellungskosten. Aufgrund dieser Eigenschaften wird SRAM normalerweise verwendet in:

  • CPU-Cache (z. B. L1, L2, L3)
  • Festplattenpuffer / Cache
  • Digital-Analog-Wandler (DACs) auf Videokarten

Dynamisches RAM (DRAM)

  • Zeit im Markt: 1970er bis Mitte der 1990er Jahre
  • Beliebte Produkte mit DRAM: Videospielkonsolen, Netzwerkhardware

DRAM erfordert einen der beiden Hauptspeichertypen (der andere ist SRAM) eine periodische "Erneuerung" der Macht um zu funktionieren. Die Kondensatoren, die Daten im DRAM speichern, entladen allmählich Energie. Keine Energie bedeutet, dass die Daten verloren gehen. Aus diesem Grund wird DRAM als "dynamisch" bezeichnet - eine ständige Änderung oder Aktion (z. B. Aktualisierung) ist erforderlich, um Daten intakt zu halten. DRAM ist auch ein flüchtiger Speicher, dh alle gespeicherten Daten gehen verloren, sobald die Stromversorgung unterbrochen wird.

Die Vorteile der Verwendung von DRAM (vs. SRAM) sind geringere Herstellungskosten und größere Speicherkapazitäten. Die Nachteile bei der Verwendung von DRAM (vs. SRAM) sind langsamere Zugriffsgeschwindigkeiten und ein höherer Stromverbrauch. Aufgrund dieser Eigenschaften wird DRAM normalerweise verwendet in:

  • Systemspeicher
  • Video-Grafikspeicher

In den 1990ern, Extended Data Out Dynamic RAM (EDO DRAM) wurde entwickelt, gefolgt von seiner Entwicklung, EDO RAM platzen (BEDO DRAM). Diese Speichertypen überzeugten durch erhöhte Leistung / Effizienz bei niedrigeren Kosten. Die Technologie wurde jedoch durch die Entwicklung von SDRAM überflüssig.

Synchronous Dynamic RAM (SDRAM)

  • Zeit im Markt: 1993 bis heute
  • Beliebte Produkte mit SDRAM: Computerspeicher, Videospielkonsolen

SDRAM ist eine Klassifizierung von DRAM, die synchron mit dem CPU-Takt arbeitet, was bedeutet, dass auf das Taktsignal gewartet wird, bevor auf eine Dateneingabe (z. B. eine Benutzerschnittstelle) geantwortet wird. DRAM ist dagegen asynchron, dh es reagiert sofort auf die Dateneingabe. Der Vorteil des synchronen Betriebs besteht jedoch darin, dass eine CPU überlappende Befehle parallel verarbeiten kann, auch als "Pipelining" bezeichnet - die Fähigkeit, einen neuen Befehl zu empfangen (lesen), bevor der vorherige Befehl vollständig aufgelöst wurde (Schreiben).

Das Pipelining beeinflusst zwar nicht die Zeit, die zur Verarbeitung von Anweisungen erforderlich ist, es können jedoch mehr Anweisungen gleichzeitig ausgeführt werden. Eine Lesung wird verarbeitet und Ein Schreibbefehl pro Taktzyklus führt zu insgesamt höheren CPU-Übertragungs- / Leistungsraten. SDRAM unterstützt das Pipelining aufgrund der Aufteilung des Speichers in separate Bänke. Dies hat zu seiner weit verbreiteten Vorliebe für DRAM geführt.

Synchrones dynamisches RAM mit einer einzigen Datenrate (SDR SDRAM)

  • Zeit im Markt: 1993 bis heute
  • Beliebte Produkte mit SDR-SDRAM: Computerspeicher, Videospielkonsolen

SDR SDRAM ist der erweiterte Begriff für SDRAM - die beiden Typen sind ein und derselbe, werden jedoch meistens nur als SDRAM bezeichnet. Die "Single Data Rate" gibt an, wie der Speicher einen Lese- und einen Schreibbefehl pro Taktzyklus verarbeitet. Diese Kennzeichnung hilft, Vergleiche zwischen SDR-SDRAM und DDR-SDRAM zu verdeutlichen:

  • DDR SDRAM ist im Wesentlichen die zweite Generation von SDR SDRAM

Synchrones dynamisches RAM mit doppelter Datenrate (DDR-SDRAM)

  • Zeit im Markt: 2000 bis heute
  • Beliebte Produkte, die DDR-SDRAM verwenden: Computerspeicher

DDR-SDRAM funktioniert wie SDR-SDRAM nur doppelt so schnell. DDR-SDRAM kann verarbeitet werden zwei Lese- und zwei Schreibanweisungen pro Takt (daher das "Doppel"). Obwohl DDR-SDRAM in seiner Funktion ähnlich ist, weist es physikalische Unterschiede (184 Pins und eine einzelne Kerbe am Steckverbinder) gegenüber SDR-SDRAM (168 Pins und zwei Kerben am Steckverbinder) auf. DDR-SDRAM arbeitet auch bei einer niedrigeren Standardspannung (2,5 V von 3,3 V), wodurch die Abwärtskompatibilität mit SDR-SDRAM verhindert wird.

  • DDR2 SDRAM ist das evolutionäre Upgrade für DDR SDRAM. DDR2-SDRAM ist zwar immer noch doppelt Datenrate (verarbeitet zwei Lese- und zwei Schreibbefehle pro Taktzyklus), ist jedoch schneller, da es mit höheren Taktraten laufen kann. Standardmäßige (nicht übertaktete) DDR-Speichermodule werden mit 200 MHz und die Standard-DDR2-Speichermodule mit 533 MHz übertroffen. DDR2-SDRAM arbeitet mit einer niedrigeren Spannung (1,8 V) mit mehr Pins (240), was die Rückwärtskompatibilität verhindert.
  • DDR3-SDRAM verbessert die Leistung gegenüber DDR2-SDRAM durch erweiterte Signalverarbeitung (Zuverlässigkeit), höhere Speicherkapazität, geringeren Stromverbrauch (1,5 V) und höhere Standardtaktgeschwindigkeiten (bis zu 800 MHz). Obwohl DDR3-SDRAM dieselbe Anzahl von Pins wie DDR2-SDRAM (240) verwendet, verhindern alle anderen Aspekte die Abwärtskompatibilität.
  • DDR4-SDRAM verbessert die Leistung gegenüber DDR3-SDRAM durch erweiterte Signalverarbeitung (Zuverlässigkeit), noch höhere Speicherkapazität, noch geringeren Stromverbrauch (1,2 V) und höhere Standardtaktraten (bis zu 1600 MHz). DDR4-SDRAM verwendet eine 288-Pin-Konfiguration, die auch Abwärtskompatibilität verhindert.

    Synchrones dynamisches RAM mit doppelter Datenrate (GDDR-SDRAM)

    • Zeit im Markt: 2003 bis heute
    • Beliebte Produkte, die GDDR-SDRAM verwenden: Grafikkarten, einige Tablets

    GDDR-SDRAM ist ein Typ von DDR-SDRAM, der speziell für das Rendern von Video-Grafiken entwickelt wurde, normalerweise in Verbindung mit einer dedizierten GPU (Grafikverarbeitungseinheit) auf einer Grafikkarte. Moderne PC-Spiele sind dafür bekannt, den Rahmen mit unglaublich realistischen High-Definition-Umgebungen voranzutreiben, die häufig umfangreiche Systemspezifikationen und die beste Grafikkarten-Hardware erfordern, um zu spielen (insbesondere bei der Verwendung von hochauflösenden 720p- oder 1080p-Displays).

    • Ähnlich wie DDR-SDRAM verfügt GDDR-SDRAM über eine eigene Entwicklungslinie (Verbesserung der Leistung und Verringerung des Stromverbrauchs): GDDR2-SDRAM, GDDR3-SDRAM, GDDR4-SDRAM und GDDR5-SDRAM.

    Obwohl GDR-SDRAM sehr ähnliche Eigenschaften aufweist, ist GDDR-SDRAM nicht genau das gleiche. Es gibt bemerkenswerte Unterschiede in der Funktionsweise von GDDR-SDRAM, insbesondere hinsichtlich der Bevorzugung der Bandbreite gegenüber der Latenz. Es wird erwartet, dass GDDR-SDRAM riesige Datenmengen (Bandbreite) verarbeitet, jedoch nicht unbedingt mit den schnellsten Geschwindigkeiten (Latenz). Denken Sie an eine 16-spurige Autobahn mit 55 MPH. Im Vergleich dazu wird erwartet, dass DDR-SDRAM eine geringe Latenz hat, um sofort auf die CPU zu reagieren. Denken Sie an eine zweispurige Autobahn mit 85 MPH.

    Flash-Speicher

    • Zeit im Markt: 1984 bis heute
    • Beliebte Produkte mit Flash-Speicher: Digitalkameras, Smartphones / Tablets, Handspielsysteme / Spielzeug

    Flash-Speicher ist eine Art von nicht flüchtig Speichermedium, das alle Daten speichert, nachdem die Stromversorgung unterbrochen wurde. Trotz des Namens ist der Flash-Speicher in der Form und im Betrieb (d. H. Der Speicherung und der Datenübertragung) den Festkörperlaufwerken näher als die zuvor genannten RAM-Typen. Flash-Speicher wird am häufigsten verwendet in:

    • USB-Flashlaufwerke
    • Drucker
    • Tragbare Mediaplayer
    • Speicherkarten
    • Kleine Elektronik / Spielzeug
    • PDAs