Soorten RAM-geheugen begrijpen en hoe het wordt gebruikt

RAM of Random Access Memory is een ongelooflijk belangrijk onderdeel van elke moderne computer. De CPU (centrale verwerkingseenheid) van een computer heeft gegevens en instructies nodig om werk te kunnen doen. Die informatie moet ergens worden opgeslagen. Het "ergens" wordt computergeheugen genoemd. 

Er zijn verschillende soorten RAM -geheugen, elk met hun eigen voor- en nadelen. CPU's hebben een zeer kleine hoeveelheid geheugen ingebouwd, bekend als de CPU " cache". Dit geheugen is ongelooflijk snel en maakt in wezen deel uit van de CPU zelf. Het is echter erg duur en kan dus niet worden gebruikt als het primaire geheugen van de computer.

Dat is waar RAM in het spel komt. RAM komt in de vorm van silicium computerchips, bevestigd aan een geheugenbus. Het cachegeheugen op de CPU zelf is eigenlijk ook een vorm van RAM , maar wanneer de term algemeen wordt gebruikt, verwijst het naar deze geheugenchips die buiten de CPU zitten .  

Een geheugenbus is gewoon een speciale reeks circuits die informatie tussen de CPU en het RAM zelf verplaatsen. Het besturingssysteem verplaatst informatie van de veel langzamere mechanische of solid-state harde schijf(solid-state hard drive) van het systeem, ter voorbereiding op de behoeften van de CPU. Wanneer bijvoorbeeld een videogame wordt 'geladen', worden gegevens van de harde schijf naar het RAM -geheugen verplaatst .

Zie RAM(RAM) als analogie als het blad van een bureau en de lades als de harde schijf, waarbij u zelf de CPU bent . Het is snel en gemakkelijk om te werken met items die op het bureau staan, maar er is maar zo veel ruimte. Dat betekent dat je dingen tussen het bureauoppervlak en de lades moet verplaatsen als je ze nodig hebt.

Computers, smartphones, gameconsoles en elk ander type computerapparaat dat tegenwoordig wordt gebruikt, heeft een soort RAM(some type of RAM) . We zullen ze allemaal doornemen en uitleggen hoe het werkt en waarvoor het wordt gebruikt. Specifiek(Specifically) behandelen we de volgende soorten RAM:

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

Maak je geen zorgen als dat klinkt als intimiderend gebrabbel. Het zal allemaal snel duidelijk worden.

SRAM - Statisch willekeurig toegankelijk geheugen(SRAM – Static Random Access Memory)

Een van de twee primaire typen RAM , SRAM is speciaal omdat het niet "vernieuwd" hoeft te worden om de informatie die het momenteel opslaat te behouden. Zolang er stroom door de circuits stroomt, blijft de informatie waar hij is. 

SRAM is opgebouwd uit een aantal transistoren (4-6) en is dankzij zijn aard ongelooflijk snel. Het is echter relatief complex en duur, daarom vind je het in CPU's die in gebruik worden genomen als hypersnel cachegeheugen. 

Er zijn ook kleine hoeveelheden SRAM -cache waar gegevens snel moeten worden verplaatst, maar mogelijk een bottleneck vormen. Harde(Hard) schijf buffers zijn een goed voorbeeld van deze use case. Overal waar een apparaat meer gegevens nodig heeft, is de kans groot dat er wat SRAM zal zijn om die overdracht te vergemakkelijken.

DRAM - Dynamisch willekeurig toegankelijk geheugen(DRAM – Dynamic Random Access Memory)

DRAM is het andere(other ) veel voorkomende type RAM - ontwerp. DRAM -geheugen is gebouwd met behulp van transistors en condensatoren. Tenzij u elke geheugencel ververst, verliest deze zijn inhoud. Daarom wordt het "dynamisch" genoemd in plaats van "statisch". 

DRAM is veel langzamer dan SRAM , maar nog steeds veel sneller dan secundaire opslagapparaten zoals harde schijven. Het is ook veel goedkoper dan SRAM en het is typisch voor computers om meerdere gigabytes aan DRAM aan boord te hebben als de belangrijkste RAM - oplossing. 

SDRAM - Synchroon dynamisch willekeurig toegankelijk geheugen(SDRAM – Synchronous Dynamic Random Access Memory) 

Sommige mensen lijken te denken dat SDRAM een mix is ​​van SRAM en DRAM , maar dat is niet zo! Dit is DRAM dat is gesynchroniseerd met de CPU- klok. 

De DRAM -module wacht op de CPU voordat hij reageert op verzoeken om gegevensinvoer. Dankzij het synchrone karakter en de manier waarop SDRAM -geheugen in banken is geconfigureerd, kan de CPU meerdere instructies tegelijkertijd voltooien, waardoor de algehele prestaties aanzienlijk worden verbeterd. 

SDRAM is de basisvorm van het belangrijkste RAM -type dat tegenwoordig op de meeste computers wordt gebruikt. Het is ook bekend als SDR SDRAM of Single Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory . Hoewel het in wezen hetzelfde type geheugen is dat tegenwoordig in computers wordt gebruikt, is de vanille SDR -vorm ervan vrijwel verouderd en vervangen door het volgende type RAM op onze lijst.

Dubbele gegevenssnelheid Synchroon dynamisch willekeurig toegankelijk geheugen(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)

Het eerste dat u moet weten, is dat er meerdere generaties DDR -geheugen zijn. De eerste generatie, die we achteraf DDR 1(DDR 1) noemen , verdubbelde de snelheid van SDRAM door lees- en schrijfbewerkingen te laten plaatsvinden op zowel het piek- als het dieptepunt van de klokcyclus.

DDR2 , DDR3 en tegenwoordig DDR4 zijn exponentieel verbeterd ten opzichte van die eerste generatie DDR . De prestaties van deze geheugenmodules worden gemeten in Mega Transfers per Second of “MT/S”. Eén megaoverdracht is in wezen het equivalent van een miljoen klokcycli. De snelste DDR- chips van de eerste generatie zouden 400 MT/s kunnen halen . DDR4 kan zo snel zijn als 3200 MT/s !

GDDR SDRAM - Grafische dubbele gegevenssnelheid Random Access Memory (GDDR SDRAM – Graphics Double Data Rate Random Access Memory )

GDDR zit momenteel op de zesde generatie en wordt bijna uitsluitend aangesloten op een GPU (grafische verwerkingseenheid) op een videokaart of gameconsole . GDDR is gerelateerd aan gewone DDR , maar is ontworpen voor grafische toepassingen. Benadrukken van enorme hoeveelheden bandbreedte, terwijl we ons minder zorgen maken over lage latentie. 

Met andere woorden, dit geheugen reageert niet zo snel als normaal SDRAM , maar het kan meer informatie tegelijk verplaatsen wanneer het reageert. Dat is perfect voor grafische toepassingen waar veel gigabytes aan textuurgegevens moeten worden gestreamd om een ​​scène weer te geven, en de kleine hoeveelheid latentie is niet echt van belang.

Ondanks de naam kan GDDR worden gebruikt als normaal systeem- RAM . De PlayStation 4 heeft bijvoorbeeld een enkele pool met GDDR- geheugen die ontwikkelaars op elke gewenste manier kunnen splitsen, waarbij delen naar behoefte aan de CPU en GPU kunnen worden toegewezen .

HBM – Geheugen met hoge bandbreedte(HBM – High Bandwidth Memory)

GDDR heeft een concurrent in de vorm van HBM-geheugen(HBM memory) , dat op een beperkt aantal grafische kaarten van AMD heeft gestaan . Momenteel(Currently) is de nieuwste versie HBM 2 , maar het is onzeker of deze GDDR zal vervangen of ter ziele zal gaan.

Het belangrijkste onderdeel van de geheugenprestaties is de totale hoeveelheid gegevens die binnen een bepaalde tijd kan worden verschoven. Een manier om dit te doen is om een ​​geheugen te maken dat erg snel is. De andere manier om de totale bandbreedte te verbeteren, is door de "pipe"-gegevens breder te maken.

HBM -geheugen werkt op lagere onbewerkte klokfrequenties dan GDDR , maar maakt gebruik van een uniek 3D-gestapeld chipontwerp dat een zeer breed fysiek pad voor gegevens biedt, evenals veel kortere afstanden voor signalen om te reizen. Het eindresultaat is een geheugenoplossing met een vergelijkbare totale bandbreedte als GDDR , maar met minder latentie.

Het probleem met HBM is dat het ingewikkeld is om te maken en dankzij het fysieke ontwerp is het nog niet mogelijk om het soort capaciteiten te bereiken dat triviaal is met GDDR . Als die problemen uiteindelijk worden overwonnen, kan het GDDR vervangen , maar er is geen garantie dat dit zal gebeuren. 

Thanks For The Memories!

Het moet duidelijk zijn dat RAM een essentieel onderdeel is van elke computer en als het fout gaat, kan het moeilijk zijn om erachter te komen wat het probleem eigenlijk is.

Per slot van rekening kan een bedrieglijk beetje hier of daar uw systeem subtiel onstabiel maken of achter schijnbaar willekeurige crashes zitten. Dit is de reden waarom je altijd moet testen op slecht RAM-geheugen(test for bad RAM memory) wanneer je een onverklaarbaar stabiliteitsprobleem hebt. 

Op een dag zullen we misschien verder gaan dan RAM , maar in de nabije toekomst zal het een essentieel onderdeel zijn van de puzzel van computerprestaties, dus we kunnen het net zo goed leren kennen.



About the author

Ik ben een ervaren software-engineer met meer dan 10 jaar ervaring in het Windows-ecosysteem voor app- en bestandsbeheer. Ik ben ook een veteraan in het ontwikkelen van systemen en beveiligingsoplossingen voor bedrijven en overheden. Mijn ervaringen in beide arena's geven me een uniek perspectief op wat goede software, systemen en beveiliging maakt en hoe deze efficiënt te bouwen.



Related posts