RAM-muistityyppien ja sen käytön ymmärtäminen

RAM tai Random Access Memory on uskomattoman tärkeä osa mitä tahansa nykyaikaista tietokonetta. Tietokoneen CPU (Central Processing Unit) tarvitsee tietoja ja ohjeita toimiakseen. Ne tiedot pitää tallentaa jonnekin. "Jossakin" kutsutaan tietokoneen muistiksi. 

On olemassa erilaisia ​​RAM - muistityyppejä, joista jokaisella on omat hyvät ja huonot puolensa. Suorittimissa(CPUs) on hyvin pieni määrä muistia, joka tunnetaan nimellä CPU " välimuisti". Tämä muisti on uskomattoman nopea ja olennaisesti osa itse CPU :ta . Se on kuitenkin erittäin kallis, joten sitä ei voida käyttää tietokoneen ensisijaisena muistina.

Siinä RAM tulee peliin. RAM -muisti tulee piitietokonesirujen muodossa, jotka on liitetty muistiväylään. Itse suorittimen(CPU) välimuisti on itse asiassa myös eräänlainen RAM -muisti , mutta kun termiä käytetään yleisesti, se viittaa näihin muistipiiriin, jotka sijaitsevat CPU :n ulkopuolella .  

Muistiväylä on yksinkertaisesti omistettu sarja piirejä, jotka siirtävät tietoa suorittimen(CPU) ja itse RAM :n välillä . Käyttöjärjestelmä siirtää tietoja paljon hitaammalta järjestelmän mekaaniselta tai solid-state-kiintolevyltä(solid-state hard drive) valmistautuen suorittimen tarpeisiin. Esimerkiksi kun videopeli "latautuu", tietoja siirretään kiintolevyltä RAM -muistiin .

Ajattele analogisesti RAM -muistia pöydän yläosana ja laatikoita kiintolevynä, jolloin sinä itse toimit suorittimena(CPU) . Pöydällä olevien esineiden käsitteleminen on nopeaa ja helppoa, mutta tilaa on vain niin paljon. Tämä tarkoittaa, että sinun on siirrettävä tavaroita pöydän pinnan ja laatikoiden välillä tarpeen mukaan.

Tietokoneissa, älypuhelimissa, pelikonsoleissa ja kaikissa muissa nykyään käytössä olevissa tietokonelaitteissa on jonkinlainen RAM-muisti(some type of RAM) . Käymme läpi jokaisen ja selitämme, miten se toimii ja mihin sitä käytetään. Tarkastelemme erityisesti(Specifically) seuraavia RAM-tyyppejä:

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

Älä huoli, jos se kuulostaa pelottavalta hölynpölyltä. Kaikki tulee pian selväksi.

SRAM – Static Random Access Memory

Yksi kahdesta ensisijaisesta RAM -tyypistä , SRAM , on erityinen, koska sitä ei tarvitse "päivittää" säilyttääkseen sillä hetkellä tallennetut tiedot. Niin kauan kuin virtaa virtaa piirien läpi, tieto pysyy siellä missä se on. 

SRAM on rakennettu useista transistoreista (4-6) ja on luonteensa ansiosta uskomattoman nopea. Se on kuitenkin suhteellisen monimutkainen ja kallis, minkä vuoksi löydät sen suorittimista(CPUs) , jotka on otettu käyttöön hypernopeana välimuistina. 

SRAM -välimuistia on myös pieniä määriä aina, kun datan on siirrettävä nopeasti, mutta ne voivat olla pullonkauloja. Kiintolevypuskurit(Hard) ovat hyvä esimerkki tästä käyttötapauksesta. Missä tahansa laitteessa on enemmän dataa, on mahdollista, että SRAM -muisti auttaa tasaamaan siirron.

DRAM – Dynaaminen Random Access Memory(DRAM – Dynamic Random Access Memory)

DRAM on toinen(other ) yleinen RAM - suunnittelun tyyppi. DRAM- muisti on rakennettu käyttämällä transistoreja ja kondensaattoreita. Jos et päivitä jokaista muistisolua, se menettää sisällön. Tästä syystä sitä kutsutaan "dynaamiseksi" eikä "staattiseksi". 

DRAM on paljon hitaampi kuin SRAM , mutta silti paljon nopeampi kuin toissijaiset tallennuslaitteet, kuten kiintolevyt. Se on myös paljon halvempi kuin SRAM , ja on tyypillistä, että tietokoneissa on useita gigatavuja DRAM -muistia pääasiallisena RAM - ratkaisuna. 

SDRAM – Synkroninen dynaaminen Random Access Memory(SDRAM – Synchronous Dynamic Random Access Memory) 

Jotkut ihmiset näyttävät ajattelevan, että SDRAM on sekoitus SRAM :ia ja DRAM :ia , mutta se ei ole sitä! Tämä on DRAM , joka on synkronoitu suorittimen(CPU) kelloon. 

DRAM - moduuli odottaa CPU :ta ennen vastaamista tiedonsyöttöpyyntöihin. Synkronisen luonteensa ja SDRAM -muistin pankkeihin konfiguroinnin ansiosta suoritin(CPU) voi suorittaa useita käskyjä samanaikaisesti, mikä parantaa merkittävästi sen yleistä suorituskykyä. 

SDRAM on nykyään useimmissa tietokoneissa käytetyn päämuistityypin(RAM) perusmuoto . Se tunnetaan myös nimellä SDR SDRAM tai Single Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory . Vaikka se on pohjimmiltaan samantyyppinen muisti, jota käytetään tietokoneissa nykyään, sen vanilja SDR - muoto on melko vanhentunut, ja se on korvattu seuraavalla luettelollamme olevalla RAM -muistilla .

Double Data Rate Synkroninen dynaaminen Random Access Memory(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)

Ensimmäinen asia, jonka sinun pitäisi tietää, on, että DDR - muistia on useita sukupolvia. Ensimmäinen sukupolvi, jota kutsumme jälkikäteen DDR 1 :ksi, kaksinkertaisti (DDR 1)SDRAM : n nopeuden antamalla luku- ja kirjoitustoimintojen tapahtua sekä kellojakson huipulla että pohjalla.

DDR2 , DDR3 ja nykyään DDR4 ovat parantuneet eksponentiaalisesti ensimmäiseen DDR -sukupolveen verrattuna . Näiden muistimoduulien suorituskyky mitataan megasiirtoina sekunnissa(Mega Transfers per Second ) tai "MT/S". Yksi megasiirto vastaa käytännössä miljoonaa kellojaksoa. Nopeimmat ensimmäisen sukupolven DDR - sirut pystyivät suorittamaan 400 MT/s . DDR4 voi olla jopa 3200 MT/s nopea !

GDDR SDRAM - Graphics Double Data Rate Random Access Memory 

GDDR on tällä hetkellä kuudennen sukupolven kohdalla, ja se löytyy lähes yksinomaan kytkettynä näytönohjaimen tai pelikonsolin GPU :han (grafiikkakäsittelyyksikköön) . GDDR liittyy tavalliseen DDR :ään , mutta on suunniteltu grafiikkakäyttöön. Korostaa valtavia määriä kaistanleveyttä, mutta on vähemmän huolissaan alhaisesta latenssista. 

Toisin sanoen tämä muisti ei vastaa yhtä nopeasti kuin tavallinen SDRAM , mutta se voi siirtää enemmän tietoa kerralla, kun se vastaa. Se sopii täydellisesti grafiikkasovelluksiin, joissa useita gigatavuja pintakuviodataa on suoratoistettava näkymän hahmontamiseksi, eikä pienellä viiveellä ole todellista merkitystä.

Nimestä huolimatta GDDR : ää voidaan käyttää normaalina järjestelmämuistina(RAM) . Esimerkiksi PlayStation 4 :ssä on yksi GDDR- muistivarasto, jonka kehittäjät voivat jakaa haluamallaan tavalla ja jakaa osia CPU :lle ja GPU :lle tarpeen mukaan.

HBM – High Bandwidth -muisti(HBM – High Bandwidth Memory)

GDDR :llä on kilpailija HBM-muistin muodossa, jota on esiintynyt rajoitetussa määrässä (HBM memory)AMD :n valmistamia näytönohjainkortteja . Tällä hetkellä(Currently) uusin versio on HBM 2 , mutta on epävarmaa, syrjäyttääkö se GDDR:n(GDDR) vai lakkaako se toimimasta.

Muistin suorituskyvyn tärkein osa on tiedon kokonaismäärä, joka voidaan siirtää tietyn ajan sisällä. Yksi tapa tehdä tämä on tehdä muistista erittäin nopea. Toinen tapa parantaa kokonaiskaistanleveyttä on laajentaa "putken" dataa, jota työnnetään läpi.

HBM -muisti toimii alhaisemmilla raakakelotaajuuksilla kuin GDDR , mutta se käyttää ainutlaatuista 3D-pinottua sirurakennetta, joka tarjoaa erittäin laajan fyysisen reitin tiedoille sekä paljon lyhyemmät etäisyydet signaaleille. Lopputuloksena on muistiratkaisu, jolla on samanlainen kokonaiskaistanleveys kuin GDDR :ssä , mutta jolla on vähemmän latenssia.

HBM :n ongelmana on, että se on monimutkainen valmistaa, eikä sen fyysisen suunnittelun ansiosta ole vielä mahdollista saavuttaa GDDR :n kanssa triviaaleja kapasiteettia . Jos nämä ongelmat lopulta ratkaistaan, se voi korvata GDDR :n, mutta ei ole takeita siitä, että näin tapahtuu. 

Thanks For The Memories!

Pitäisi olla selvää, että RAM on olennainen osa jokaista tietokonetta, ja jos se menee pieleen, voi olla vaikeaa selvittää, mikä ongelma todellisuudessa on.

Loppujen lopuksi rikollinen bitti siellä tai siellä voi tehdä järjestelmästäsi hienovaraisen epävakaan tai olla näennäisten satunnaisten kaatumisten takana. Tästä syystä sinun tulee aina testata huonoa RAM-muistia(test for bad RAM memory) aina, kun sinulla on selittämätön vakausongelma. 

Jonakin päivänä saatamme siirtyä RAM -muistin ulkopuolelle , mutta lähitulevaisuudessa siitä tulee olennainen osa tietojenkäsittelyn suorituskykyä, joten voimme yhtä hyvin tutustua siihen.



About the author

Olen kokenut ohjelmistosuunnittelija, jolla on yli 10 vuoden kokemus käyttäjätilien, perheturvallisuuden ja Google Chrome -tekniikan kehittämisestä ja hallinnasta. Minulla on vahva matematiikan ja tietojenkäsittelytieteen perusta, jonka avulla luon selkeitä, ytimekkäitä kuvauksia taidoistani.



Related posts