De soorten RAM die de computers van vandaag uitvoeren

Bijna elk computer-geschikt apparaat heeft RAM nodig. Kijk eens naar je favoriete apparaat (bijvoorbeeld smartphones, tablets, desktops, laptops, grafische rekenmachines, HDTV's, handheld gamingsystemen, enz.), En je zou wat informatie over de RAM moeten vinden. Hoewel alle RAM hetzelfde doel dient, zijn er een paar verschillende typen die tegenwoordig vaak worden gebruikt:

Statische RAM (SRAM)
Dynamische RAM (DRAM)
Synchroon dynamisch RAM (SDRAM)
Single Data Rate Synchrone dynamische RAM (SDR SDRAM)
Dubbele datasnelheid Synchrone dynamische RAM (DDR SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4)
Grafische weergave Dubbele gegevenssnelheid Synchrone dynamische RAM (GDDR SDRAM, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5)
Flash-geheugen

Wat is RAM?

RAM staat voor Random Access Memory en geeft computers de virtuele ruimte die nodig is om informatie te beheren en problemen op te lossen in het moment. Je kunt het zien als herbruikbaar kladpapier waarop je aantekeningen, cijfers of tekeningen zou schrijven met een potlood. Als je op je papier op raakt, verdien je meer door te wissen wat je niet meer nodig hebt; RAM gedraagt zich op soortgelijke wijze wanneer het meer ruimte nodig heeft om met tijdelijke informatie (d.w.z. lopende software / programma's) om te gaan. Grotere stukjes papier stellen je in staat om meer (en grotere) ideeën in een keer weg te krabbelen voordat je ze moet wissen; meer RAM-geheugen van computers heeft hetzelfde effect.

RAM komt in een verscheidenheid van vormen (dat wil zeggen de manier waarop het fysiek verbinding maakt met of interfaces met computersystemen), capaciteiten (gemeten in MB of GB), snelheden (gemeten in MHz of GHz) en architecturen. Deze en andere aspecten zijn belangrijk om te overwegen bij het upgraden van systemen met RAM, aangezien computersystemen (bijvoorbeeld hardware, moederborden) zich moeten houden aan strikte compatibiliteitsrichtlijnen. Bijvoorbeeld:

Oudere-generatiecomputers zijn waarschijnlijk niet geschikt voor de meer recente typen RAM-technologie
Laptopgeheugen past niet op desktops (en omgekeerd)
RAM is niet altijd achterwaarts compatibel
Een systeem kan over het algemeen verschillende typen / generaties RAM niet combineren en matchen

Statische RAM (SRAM)

Time in Market: 1990 tot heden
Populaire producten met SRAM: Digitale camera's, routers, printers, LCD-schermen

Een van de twee basismodentypen (de andere is DRAM), vereist SRAM een constante stroomsterkte om te kunnen functioneren. Vanwege de continue stroomvoorziening hoeft SRAM niet 'vernieuwd' te worden om de gegevens die worden opgeslagen te onthouden. Dit is de reden waarom SRAM 'statisch' wordt genoemd - er is geen wijziging of actie (bijvoorbeeld verfrissing) nodig om de gegevens intact te houden. SRAM is echter een vluchtig geheugen, wat betekent dat alle opgeslagen gegevens verloren gaan zodra de stroom wordt onderbroken.

De voordelen van SRAM (vs. DRAM) zijn een lager energieverbruik en snellere toegangssnelheden. De nadelen van het gebruik van SRAM (versus DRAM) zijn minder geheugencapaciteiten en hogere productiekosten. Vanwege deze kenmerken wordt SRAM meestal gebruikt in:

CPU-cache (bijvoorbeeld L1, L2, L3)
Buffer / cache voor harde schijf
Digitaal-naar-analoog converters (DAC's) op videokaarten

Dynamische RAM (DRAM)

Time in Market: Jaren 1970 tot midden jaren negentig
Populaire producten met DRAM: Videogameconsoles, netwerkhardware

Een van de twee basismodentypen (de andere is SRAM), DRAM vereist een periodieke 'refresh' van kracht om te kunnen functioneren. De condensatoren die gegevens opslaan in DRAM voeren geleidelijk energie af; geen energie betekent dat de gegevens verloren gaan. Dit is de reden waarom DRAM 'dynamisch' wordt genoemd. Constante verandering of actie (bijvoorbeeld verfrissing) is nodig om gegevens intact te houden. DRAM is ook een vluchtig geheugen, wat betekent dat alle opgeslagen gegevens verloren gaan zodra de stroom wordt uitgeschakeld.

De voordelen van het gebruik van DRAM (versus SRAM) zijn lagere fabricagekosten en grotere geheugencapaciteiten. De nadelen van het gebruik van DRAM (versus SRAM) zijn tragere toegangssnelheden en een hoger energieverbruik. Vanwege deze kenmerken wordt DRAM doorgaans gebruikt in:

Systeemgeheugen
Video grafisch geheugen

In de jaren 1990, Extended Data Out Dynamic RAM (EDO DRAM) werd ontwikkeld, gevolgd door zijn evolutie, Burst EDO RAM (BEDO DRAM). Deze geheugentypes hadden aantrekkingskracht vanwege verhoogde prestaties / efficiëntie tegen lagere kosten. De technologie is echter achterhaald door de ontwikkeling van SDRAM.

Synchroon dynamisch RAM (SDRAM)

Time in Market: Van 1993 tot heden
Populaire producten met SDRAM: Computergeheugen, videogameconsoles

SDRAM is een classificatie van DRAM die synchroon werkt met de CPU-klok, wat betekent dat deze wacht op het kloksignaal voordat wordt gereageerd op gegevensinvoer (bijvoorbeeld gebruikersinterface). Daarentegen is DRAM asynchroon, wat betekent dat het onmiddellijk reageert op gegevensinvoer. Maar het voordeel van synchrone werking is dat een CPU overlappende instructies parallel kan verwerken, ook wel 'pipelining' genoemd: de mogelijkheid om een nieuwe instructie te ontvangen (lezen) voordat de vorige instructie volledig is opgelost (schrijven).

Hoewel pijplijnen geen invloed heeft op de tijd die het kost om instructies te verwerken, kunnen er tegelijkertijd meer instructies worden voltooid. Verwerking van één lezing en één schrijfinstructie per klokcyclus resulteert in hogere algehele CPU-overdracht / uitvoeringspercentages. SDRAM ondersteunt pijplijnen vanwege de manier waarop het geheugen is opgedeeld in afzonderlijke banken, wat heeft geleid tot de wijdverspreide voorkeur boven standaard DRAM.

Single Data Rate Synchrone dynamische RAM (SDR SDRAM)

Time in Market: Van 1993 tot heden
Populaire producten met SDR SDRAM: Computergeheugen, videogameconsoles

SDR SDRAM is de uitgebreide term voor SDRAM - de twee typen zijn een en dezelfde, maar worden meestal alleen SDRAM genoemd. De 'single datasnelheid' geeft aan hoe het geheugen één lees- en één schrijfinstructie per klokcyclus verwerkt. Deze labeling helpt om vergelijkingen tussen SDR SDRAM en DDR SDRAM op te helderen:

DDR SDRAM is in wezen de tweede generatie ontwikkeling van SDR SDRAM

Dubbele datasnelheid Synchrone dynamische RAM (DDR SDRAM)

Time in Market: 2000 tot heden
Populaire producten met DDR SDRAM: Computer geheugen

DDR SDRAM werkt als SDR SDRAM, slechts twee keer zo snel. DDR SDRAM kan verwerken twee lees- en twee schrijfinstructies per klokcyclus (vandaar de 'dubbele'). Hoewel vergelijkbaar in functie, heeft DDR SDRAM fysieke verschillen (184 pinnen en een enkele inkeping op de connector) versus SDR SDRAM (168 pinnen en twee inkepingen op de connector). DDR SDRAM werkt ook met een lagere standaardspanning (2,5 V vanaf 3,3 V), waardoor compatibiliteit met SDR SDRAM achterwaarts wordt voorkomen.

DDR2 SDRAM is de evolutionaire upgrade naar DDR SDRAM. Hoewel de datasnelheid nog steeds dubbel is (twee gelezen en twee schrijfinstructies per klokcyclus worden verwerkt), is DDR2 SDRAM sneller omdat het met hogere kloksnelheden kan werken. Standaard (niet overgeklokte) DDR-geheugenmodules komen uit op 200 MHz, terwijl standaard DDR2-geheugenmodules op 533 MHz uitkomen. DDR2 SDRAM werkt op een lagere spanning (1,8 V) met meer pinnen (240), waardoor compatibiliteit met eerdere versies wordt voorkomen.
DDR3 SDRAM verbetert de prestaties ten opzichte van DDR2 SDRAM door geavanceerde signaalverwerking (betrouwbaarheid), grotere geheugencapaciteit, lager energieverbruik (1,5 V) en hogere standaard kloksnelheden (tot 800 Mhz). Hoewel DDR3 SDRAM hetzelfde aantal pinnen deelt als DDR2 SDRAM (240), voorkomen alle andere aspecten compatibiliteit met eerdere versies.
DDR4 SDRAM verbetert de prestaties ten opzichte van DDR3 SDRAM door meer geavanceerde signaalverwerking (betrouwbaarheid), nog grotere geheugencapaciteit, nog lager stroomverbruik (1,2 V) en hogere standaard kloksnelheden (tot 1600 Mhz). DDR4 SDRAM maakt gebruik van een 288-pins configuratie, die ook achterwaartse compatibiliteit voorkomt.

Grafische weergave Dubbele datasnelheid Synchrone dynamische RAM (GDDR SDRAM)

Time in Market: 2003 tot heden
Populaire producten met GDDR SDRAM: Videokaarten, sommige tablets

GDDR SDRAM is een type DDR SDRAM dat specifiek is ontworpen voor het weergeven van videografieken, meestal in combinatie met een speciale GPU (grafische verwerkingseenheid) op een videokaart. Van moderne pc-games is bekend dat ze de grenzen verleggen met ongelofelijk realistische high-definition omgevingen, die vaak zware systeemspecificaties vereisen en de beste videokaarthardware om te kunnen spelen (vooral bij gebruik van 720p- of 1080p-beeldschermen met een hoge resolutie).

Vergelijkbaar met DDR SDRAM, heeft GDDR SDRAM zijn eigen evolutionaire lijn (verbeteren van prestaties en verlagen van energieverbruik): GDDR2 SDRAM, GDDR3 SDRAM, GDDR4 SDRAM en GDDR5 SDRAM.

Hoewel GDDR SDRAM dezelfde kenmerken heeft als DDR SDRAM, is het niet precies hetzelfde. Er zijn opvallende verschillen met de manier waarop GDDR SDRAM werkt, met name met betrekking tot hoe bandbreedte de voorkeur heeft boven latency. GDDR SDRAM zal naar verwachting grote hoeveelheden gegevens (bandbreedte) verwerken, maar niet noodzakelijkerwijs aan de hoogste snelheden (latency) - denk aan een 16-baans snelweg op 55 MPH. In vergelijking wordt verwacht dat DDR SDRAM een lage latentie heeft om onmiddellijk te reageren op de CPU - denk aan een snelweg met twee rijstroken ingesteld op 85 MPH.

Flash-geheugen

Time in Market: 1984 tot heden
Populaire producten met behulp van Flash-geheugen: Digitale camera's, smartphones / tablets, handheld spelsystemen / speelgoed

Flash-geheugen is een type niet-vluchtig opslagmedium dat alle gegevens bewaart nadat de stroom is afgesneden. Ondanks de naam is het flash-geheugen dichter bij vorm en werking (dat wil zeggen opslag en gegevensoverdracht) naar solid-state drives dan de hiervoor genoemde RAM-typen. Flash-geheugen wordt het meest gebruikt in: