Hvad er ramhukommelse, og hvordan fungerer det?

Når vores computer er langsom, er en af ​​de første ting, vi ser på, hvis vi har nok RAM-hukommelse. Et af kravene, som alle programmer, spil og operativsystemer normalt har, er et minimum af RAM. Hvad er RAM egentlig, og hvad er det til? Vi ser alt dette og mere i dag i denne artikel.

Indholdsindeks

Hvad er RAM

RAM (Random Access Memory) er en fysisk komponent på vores computer, normalt installeret på det samme bundkort. RAM'en kan fjernes og kan udvides med moduler med forskellige kapaciteter.

RAM-hukommelsens funktion er at indlæse alle instruktioner, der udføres i processoren. Disse instruktioner kommer fra operativsystemet, input- og outputenheder, harddiske og alt, hvad der er installeret på computeren.

I RAM-hukommelsen gemmes alle data og instruktioner fra de programmer, der kører, disse sendes fra lagringsenhederne, før de udføres. På denne måde kan vi have tilgængelige alle de programmer, vi kører, hvis du næppe venter.

Hvis RAM ikke findes, skal instruktionerne tages direkte fra harddiskene, og disse er meget langsommere end denne tilfældige adgangshukommelse, hvilket gør det til en kritisk komponent i udførelsen af ​​en computer.

Det kaldes tilfældig adgangshukommelse, fordi den kan læses og skrives til en hvilken som helst af dens hukommelsesplaceringer uden at skulle respektere en rækkefølge for dens adgang. Dette giver praktisk taget ingen ventende intervaller for adgang til information.

Fysiske komponenter i RAM

Hvad angår de fysiske komponenter i et RAM-hukommelsesmodul, kan vi skelne mellem følgende dele:

Komponentplade

Det er strukturen, der understøtter de andre komponenter og de elektriske spor, der kommunikerer hver af disse dele.

Hvert af disse kort danner et RAM-hukommelsesmodul. Hver af disse moduler har en bestemt hukommelseskapacitet i henhold til dem, der findes på markedet.

Hukommelsesbanker

Det er de fysiske komponenter, der er ansvarlige for opbevaring af posterne. Disse hukommelsesbanker dannes af integrerede kredsløbschips, der består af transistorer og kondensatorer, der danner lagringsceller. Disse elementer gør det muligt at gemme bits af oplysninger i dem.

For at informationerne skal forblive inde i transistorerne, er det nødvendigt med en periodisk elektrisk forsyning i dem. Dette er grunden til, når vi slukker for vores computer, denne hukommelse er helt tom.

Dette er den store forskel mellem for eksempel RAM- og SSD-lagerenheder.

For at vide mere om SSD-drev kan du besøge vores artikel, hvor de bedste modeller og deres egenskaber forklares detaljeret:

Hvert RAM-modul har adskillige af disse hukommelsesbanker fysisk adskilt med chips. På denne måde er det muligt at få adgang til oplysningerne om en af ​​dem, mens en anden indlæses eller aflæses.

ur

Synkron RAM-hukommelser har et ur, der er ansvarlig for at synkronisere læse- og skrivehandlingerne for disse elementer. Asynkrone minder har ikke denne type integrerede element.

SPD-chip

SPD (Serial Presence Detect) -chippen er ansvarlig for lagring af data relateret til RAM-hukommelsesmodulet. Disse data er hukommelsesstørrelse, adgangstid, hastighed og hukommelsestype. På denne måde ved computeren, hvilken RAM-hukommelse der er installeret inde ved at kontrollere dette under opstart.

Forbindelsesbus

Denne bus, der består af elektriske kontakter, er ansvarlig for at tillade kommunikation mellem hukommelsesmodulet og bundkortet. Takket være dette element vil vi have hukommelsesmoduler adskilt fra bundkortet og således kunne udvide hukommelseskapaciteten ved hjælp af nye moduler.

Typer RAM-hukommelsesmoduler

Når vi har set de forskellige fysiske komponenter i RAM-hukommelserne, bliver vi også nødt til at kende typen af ​​indkapsling eller moduler, de monterer. Disse moduler består grundlæggende af komponentkortet og forbindelsesbussen sammen med deres kontaktstifter. Disse er blandt andet de mest anvendte moduler før og nu:

• RIMM: Disse moduler monterede RDRAM- eller Rambus DRAM-minder. Så får vi se dem. Disse moduler har 184 forbindelsesstifter og en 16-bit bus. SIMM: Dette format blev brugt af ældre computere. Vi har 30 og 60 kontaktmoduler og 16 og 32 bit databus. DIMM: dette er det format, der i øjeblikket bruges til DDR-hukommelser i version 1, 2, 3 og 4. Databussen er 64 bit og kan have: 168 stifter til SDR RAM, 184 for DDR, 240 for DDR2 og DDR3 og 288 for DDR4. SO-DIMM: det vil være det specifikke DIMM-format til bærbare computere. FB-DIMM: DIMM-format til servere.

Typer RAM-teknologier

Generelt findes eller findes der to typer RAM. Den asynkrone type, som ikke har et ur til at synkronisere med processoren. Og dem af den synkrone type, der er i stand til at opretholde synkronisering med processoren for at opnå effektivitet og effektivitet i adgang til og lagring af oplysninger i dem. Lad os se, hvilke der findes af hver type.

Asynkrone minder eller DRAM

Den første DRAM (Dinamic RAM) eller dynamiske RAM-hukommelser var af asynkron type. Det kaldes DRAM på grund af dets kendetegn ved lagring af information på en tilfældig og dynamisk måde. Dens struktur af transistor og kondensator betyder, at det for en data, der skal gemmes i en hukommelsescelle, er nødvendigt at kondensatoren med jævne mellemrum.

Disse dynamiske erindringer var af den asynkrone type, så der var intet element, der var i stand til at synkronisere processorens frekvens med selve frekvensen af ​​hukommelsen. Dette medførte, at der var mindre effektivitet i kommunikationen mellem disse to elementer. Nogle asynkrone minder er som følger:

• FPM-RAM (Fast Page Mode RAM): Disse minder blev brugt til den første Intel Pentium. Dens design bestod af at være i stand til at sende en enkelt adresse og til gengæld modtage flere af disse på hinanden følgende adresser. Dette giver bedre respons og effektivitet, da du ikke behøver at være ved at sende og modtage individuelle adresser kontinuerligt. EDO-RAM (Extended Data Output RAM): Dette design forbedrer det foregående. Ud over at være i stand til at modtage sammenhængende adresser samtidigt, læses den forrige adressekolonne, så der er ikke behov for at vente på adresser, når der sendes en. BEDO-RAM (Burst Extended Data RAM): Forbedring af EDO-RAM, denne hukommelse var i stand til at få adgang til forskellige hukommelsesplaceringer for at sende data bursts (Burt) i hver urcyklus til processoren. Denne hukommelse blev aldrig kommercialiseret.

Synkrone eller SDRAM-minder

I modsætning til de foregående har denne dynamiske RAM et internt ur, der er i stand til at synkronisere det med processoren. På denne måde forbedres adgangstider og kommunikationseffektivitet mellem de to elementer markant. I øjeblikket har alle vores computere denne type hukommelse, der fungerer på dem. Lad os se på de forskellige typer synkrone minder.

Rambus DRAM (RDRAM)

Disse minder er den komplette revision af asynkrone DRAMs. Det forbedrede dette både i båndbredde og transmissionsfrekvens. De blev brugt til Nintendo 64-konsollen. Disse minder blev monteret i et modul kaldet RIMM og nåede frekvenser på 1200 MHz og en 64-bit ordbredde. Afskrives i øjeblikket

SDR SDRAM

De var bare forgængerne for det nuværende DDR SDRAM. Disse blev præsenteret i moduler af DIMM-type. Disse har muligheden for at oprette forbindelse til slots på bundkortet og består af 168 kontakter. Denne type hukommelse understøttede en maksimal størrelse på 515 MB. De blev brugt i AMD Athlon-processorer og Pentium 2 og 3

DDR SDRAM (dobbelt datahastighed SDRAM)

Dette er de RAM-hukommelser, der i øjeblikket bruges på vores computere, med forskellige opdateringer. DDR-hukommelser tillader overførsel af information gennem to forskellige kanaler samtidigt i den samme urcyklus (dobbeltdata).

Indkapslingen bestod af en 184-pin DIMM og en maksimal kapacitet på 1 GB. DDR-minder blev brugt af AMD Athlon og senere af Pentium 4. Dets maksimale urfrekvens var 500 MHz

DDR2 SDRAM

Gennem denne udvikling af DDR RAM blev de overførte bit i hver urcyklus fordoblet til 4 (fire overførsler), to frem og to til retur.

Indkapsling er en 240-pin DIMM-type. Dets maksimale urfrekvens er 1200 MHz. Latensen (informationstilgang og responstid) for chips af DDR2-type stiger sammenlignet med DDR, så i denne henseende reducerer det deres ydelse. DDR2-hukommelser er ikke kompatible i installation med DDR'er, fordi de fungerer ved en anden spænding.

DDR3 SDRAM

Endnu en udvikling af DDR-standarden. I dette tilfælde forbedres energieffektiviteten ved at arbejde ved en lavere spænding. Indkapslingen er stadig en 240-pin DIMM-type, og urfrekvensen går op til 2666 MHz. Kapaciteten pr. Hukommelsesmodul er op til 16 GB.

Som i teknologispringet er disse DDR3 erindringer med en højere latenstid end tidligere, og er ikke kompatible i installation med tidligere versioner.

DDR4 SDRAM

Som i de tidligere tilfælde har det en betydelig forbedring med hensyn til urfrekvens, idet det er muligt at nå op til 4266 MHz. Som i teknologispringet, er disse DDR4 minder med en højere latenstid end de foregående og uforenelige med udvidelses slots til ældre teknologier.

DDR4-hukommelser monterer 288-polede moduler.

Anvendt nomenklatur

Vi skal være særlig opmærksomme på den nomenklatur, der bruges til at navngive de nuværende RAM-typer af DDR-type. På denne måde kan vi identificere, hvilken hukommelse vi køber, og hvor ofte den har.

Vi vil først have den tilgængelige hukommelseskapacitet efterfulgt af "DDR (x) - (frekvens) PC (x) - (dataoverførselshastighed). For eksempel:

2 GB DDR2-1066 PC2-8500: vi har at gøre med et RAM-modul på 2 GB DDR2-type, der fungerer med en frekvens på 1066 MHz og med en overførselshastighed på 8500 MB / s

RAM-hukommelsesdrift

For at vide, hvordan en RAM-hukommelse fungerer, er den første ting, vi skal se, hvordan den fysisk kommunikerer med processoren. Hvis vi tager højde for den hierarkiske rækkefølge af RAM-hukommelsen, er denne placeret nøjagtigt på næste niveau i processorcachen.

Der er tre typer signaler, som RAM-controlleren skal håndtere, datasignaler, adresseringssignaler og styresignaler. Disse signaler cirkulerer hovedsageligt på data- og adressebusser og andre kontrollinjer. Lad os se på hver af dem.

Databus

Denne linje er ansvarlig for at transportere informationen fra hukommelsescontrolleren til processoren og de andre chips, der kræver det.

Disse data er grupperet i 32 eller 64 bit elementer. Afhængigt af processorens bitbredde, hvis processoren er 64, vil dataene blive grupperet i 64-bit-blokke.

Adressebus

Denne linje er ansvarlig for transport af hukommelsesadresser, der indeholder dataene. Denne bus er uafhængig af systemadressebussen. Busbredden på denne linje vil være bredden på RAM og processor, i øjeblikket 64 bit. Adressebussen er fysisk forbundet til processor og RAM.

Kontrol bus

Styresignaler som f.eks. Vdd-kraftsignaler, læse- (RD) eller skrive (RW) -signaler, Clocksignal (Clock) og Reset signal (Reset) vil køre på denne bus.

Betjening af dobbelt kanal

Den dobbelte kanalteknologi tillader en forøgelse af udstyrets ydelse takket være det faktum, at det er muligt samtidig adgang til to forskellige hukommelsesmoduler. Når konfigurationen med dobbelt kanal er aktiv, vil det være muligt at få adgang til blokke af en 128 bit-udvidelse i stedet for den typiske 64. Dette bemærkes især, når vi bruger grafikkort, der er integreret i bundkortet, da i dette tilfælde deles en del af RAM til brug med dette grafikkort.

For at implementere denne teknologi vil en ekstra hukommelseskontroller, der er placeret i chipsetet på nordbroen på bundkortet, være nødvendig. For at en dobbelt kanal skal være effektiv, skal hukommelsesmodulerne være af samme type, have samme kapacitet og hastighed. Og det skal installeres i de slots, der er angivet på bundkortet (normalt par 1-3 og 2-4). Selvom ikke bekymre dig, for selv om de er forskellige minder, vil de også kunne arbejde på Dual Channel

I øjeblikket kan vi også finde denne teknologi ved hjælp af trippelkanal eller endda firedoblet kanal med de nye DDR4-minder.

RAM-hukommelsesinstruktionscyklus

Driftsplanen er repræsenteret med to dobbeltkanals hukommelser. Til dette vil vi have en 128-bit databus, 64 bit for hver data indeholdt i hver af de to moduler. Derudover har vi en CPU med to hukommelseskontrollere CM1 og CM2

En 64-bit databus vil være tilsluttet CM1 og en anden til CM2. For at 64-bit CPU'en skal arbejde med to datablocker, spreder den dem over to urcyklusser.

Adressebussen indeholder hukommelsesadressen til de data, som processoren har brug for på ethvert givet tidspunkt. Denne adresse kommer fra både modul 1 og modul 2 celler.

CPU'en ønsker at læse en data fra hukommelsesplacering 2

CPU'en ønsker at læse dataene fra hukommelsesplacering 2. Denne adresse svarer til to celler placeret i to RAM-hukommelsesmoduler med dobbelt kanal.

Da det, vi ønsker, er at læse dataene fra hukommelsen, aktiverer kontrolbussen læsekablet (RD), så hukommelsen ved, at CPU'en ønsker at læse disse data.

Samtidig sender hukommelsesbussen den hukommelsesadresse til RAM, alt synkroniseret med uret (CLK)

Hukommelsen har allerede modtaget anmodningen fra processoren, nu et par cykler senere forbereder den dataene fra begge moduler til at sende dem over databussen. Vi siger et par cykler senere, fordi latensen af ​​RAM gør processen ikke øjeblikkelig.

De 128 bit data fra RAM vil blive sendt over databussen, en 64 bit blok for den ene del af bussen og en 64 bit blok til den anden del.

Hver af disse blokke når nu hukommelseskontrollere CM1 og CM2, og i to urcyklusser behandler CPU'en dem.

Læsecyklussen er forbi. For at udføre skrivehandlingen vil det være nøjagtigt det samme, men aktivering af kontrolbussens RW-kabel

Hvordan man kan se, om en RAM er god

For at vide, om en RAM har en god eller dårlig ydelse, bliver vi nødt til at se på visse aspekter af det.

• Fremstillingsteknologi: Det vigtigste vil være at vide, hvilken teknologi der implementerer RAM-hukommelsen. Derudover skal dette være det samme, der understøtter bundkortet. For eksempel, hvis det er DDR4 eller DDR3 osv. Størrelse: Et andet hovedaspekt er lagerkapaciteten. Jo mere desto bedre, især hvis vi bruger vores udstyr til spil eller meget tunge programmer, har vi brug for RAM med stor kapacitet, 8, 16, 32 GB osv. Boardkapacitet, hvilken kanal: Et andet aspekt at overveje er, hvis kortet tillader dobbeltkanal. I så fald, og for eksempel ønsker vi at installere 16 GB RAM, er det bedste at gøre to købe to moduler på 8 GB hver og installere dem i dobbelt kanal, før du kun installerer en på 16 GB. Latency: Latency er den tid det tager for hukommelse at udføre datasøgning og skriveprocessen. Jo lavere denne tid er, desto bedre, selvom det også skal vejes med andre aspekter såsom overførselskapacitet og frekvens. For eksempel har DDR 4-hukommelser stor latenstid, men modvirkes af høj frekvens og dataoverførsel. Frekvens: er den hastighed, hvormed hukommelsen fungerer. Jo mere, jo bedre.

Du kan også være interesseret i:

Dette afslutter vores artikel om, hvad en RAM er, og hvordan den fungerer, vi håber du kunne lide det. Hvis du har spørgsmål eller ønsker at afklare noget, skal du bare lade det være i kommentarerne.