RAMとは何ですか?

多くのコンピューター コンポーネントは少し複雑なものから難解なものまでありますが、RAM はおそらく最もよく知られているコンポーネントの 1 つです。 専用 RAM に関するミームからビデオ ゲームのシステム要件に至るまで、多くの人 (あるいはほとんどの人) がこの用語を何度か聞いたことがあるでしょう。 しかし、すべてのコンピューター ハードウェアと同様に、RAM とは何か、またその役割についてはかなりの部分があります。

RAM: あらゆる種類のプロセッサ用の小型だが高速なメモリ

ランダム アクセス メモリ (RAM) は、容量よりもパフォーマンスを優先する非常に幅広いカテゴリのメモリ データ ストレージですが、極端なものではありません。 RAM には、ダイナミック RAM (DRAM) とスタティック RAM (SRAM) の 2 つの主なタイプがあります。 SRAM はキャッシュと呼ばれることが多いため、口語的には RAM というときは通常 DRAM を指します。 ここでは DRAM に焦点を当てますが、 SRAM/キャッシュに関する別の説明.

コンピューターの場合、プロセッサーとストレージという 2 つの基本コンポーネントが必要です。 しかし、コンピューティングの歴史の初期に、エンジニアは大容量の記憶媒体は非常に遅く、プロセッサーをフル稼働させることができないことに気づきました。 RAM は、高速性と低遅延に重点を置いて、永続ストレージ (ハード ドライブやソリッド ステート ドライブなど) とプロセッサの間の仲介として作成されました。 基本的な考え方は、近い将来に必要になる大量のデータを RAM に置き、時間の経過とともに必要に応じてデータを入れ替えるというものです。

RAM のさまざまなキットを区別する主な機能は、クロック速度、帯域幅、容量、遅延ですが、一般に RAM はこれらのうち 1 つまたは 2 つにしか特化できません。 ダブル データ レート (DDR) タイプのメモリは、クロック速度が非常に高く、容量が大きい傾向にあります。最新の DDR5 では、 標準は 4,800MHz から始まり、1 つのスティックに最大 512GB を搭載しますが、DDR4 は 2,133MHz から始まり、最大 128GB までしか搭載できません スティックごとに。 ただし、DDR の世代が進むごとにレイテンシが増加し、他の種類の DRAM はクロック速度が低くても帯域幅が広くなる場合があります。

もちろん、RAM はその速度を最大限に高めるために何かを犠牲にする必要があります。 まず、永久記憶媒体よりもデータ量あたりのコストがはるかに高くなります。 現在、32GB DDR5 RAM の価格は約 100 ドルですが、トップエンドの 1TB SSD は 100 ドルで入手できます。 さらに、RAM はデータを保持するために継続的な電力を必要とします。 そうでなければ、それは単に存在しなくなるだけです。

ただし、RAM は DRAM と SRAM に単純に分類されるわけではなく、どちらのカテゴリにも独自のサブカテゴリがあります。 私たちが注目する主な種類の DRAM は SDRAM、つまり同期 DRAM です。 このサブカテゴリには、名前に DDR が含まれるすべての種類の RAM が含まれます。 DDR5 および DDR4 メモリ CPU およびコンピュータ システム全般には GDDR6 メモリが使用され、GPU には GDDR6 メモリが使用されます。 どちらも JEDEC によって保守されています。 VRAM も RAM のサブカテゴリです, ただし、これは SDRAM のような技術的なカテゴリではなく、単に GPU 用に作られた RAM を指します。 高帯域幅メモリ (HBM) は、GDDR6 のような VRAM の一種ですが、SDRAM ではありません。

メモリ階層と DRAM とキャッシュや SRAM の違い

コンピューターにはさまざまな種類のメモリがあり、メモリ階層はピラミッドで最もよく要約できます (上の図を参照)。 キャッシュを備えた CPU が上部にあり、DRAM がメイン メモリとして中央にあり、HDD、SSD、ネットワーク接続などの永続的なストレージ デバイスが下部にあります。 動作は非常に簡単です。永続ストレージ内のデータを DRAM にコピーすると、CPU 内のキャッシュが DRAM からデータを取得してすぐに使用できるようになります。 ピラミッドの上位に行くほど、物事はより速く、より小さくなります。

キャッシュや SRAM のほうがはるかに高速で CPU に搭載されているのに、なぜキャッシュや SRAM が DRAM を完全に置き換えないのかと疑問に思われるかもしれません。 メモリに関する一般的な経験則では、メモリが高速であればあるほど、製造コストが高くなります。言うまでもなく、サイズの制約にも問題があります。 キャッシュは、特にプロセッサと同じシリコン上にあることが多いため、作成に非常にコストがかかります 多くの企業は、自社のプロセッサを最も高価な最先端のノードに搭載することを望んでいます。 可能。 キャッシュは多くのスペースを占有するため、多くのキャッシュを備えたチップの生産コストが高くなります。

また、DRAM と SRAM の間には大きな技術的な違いが 1 つあり、それはそれぞれの頭字語における「ダイナミック」と「スタティック」の意味に関係しています。 実際には、DRAM の電源をオンにしておくだけでは、データを保持するのに十分ではありません。 DRAM に保存されているものはすべて、失われないように常に更新する必要があります。 ただし、SRAM は電源が入っている限りデータを保持できますが、この利点が生産コストが非常に高い理由の 1 つでもあります。

PC やその他のデバイス用の RAM を購入する際の考慮事項

ほとんどの人は、デスクトップ、ラップトップ、その他のデバイス用に購入する種類の DDR DRAM についてのみ心配する必要があります。 RAM の技術的な側面をすべて説明したので、PC、特にゲーム用 PC で使用する RAM の購入とアップグレードに関してよくある質問に答えます。

「どれくらいの RAM が必要ですか?」 これはコンピューターに関する質問としては、これまでで最もよく聞かれる質問の 1 つであり、唯一の正解というものはありませんでした。 問題の 1 つは、ソフトウェアに必要なメモリが時間の経過とともに増加するため、5 年前でも良かったものではもう十分ではなくなる可能性があることです。 さらに、コンピューターで何をするかによって、必要な RAM の量が決まります。 一般的に、Windows 10 または 11 PC をスムーズに実行するには 8 GB が最小値であり、16 GB あればゲームやその他の集中的なワークロードに余裕が生まれます。 32GB 以上は、クリエイティブなソフトウェアを扱う愛好家やユーザー向けです。

次に、周波数や遅延などのパフォーマンス関連の側面もあります。 周波数が高く、レイテンシが低いと、どちらもパフォーマンスに優れていますが、両方を同時に改善するのは困難です。 理想的には、これら 2 つのバランスをとり、RAM と組み合わせるハードウェアを検討する必要があります。 両方の推奨事項があります DDR4 そして DDR5 最良のオプションをすべてカバーしています。

最後に、見落とされがちですが、考慮すべき点はメモリ チャネルです。メモリ チャネルは、特定の数のスティックを使用するときに DDR メモリの帯域幅を向上させることができます。 ほとんどのプラットフォームは通常、2、4、または 8 チャネルを提供し、システムにチャネルと同じ量の RAM スティックが搭載されている場合 (2 倍でも機能します)、帯域幅が大幅に向上します。 ほとんどのユーザーにとって、これはデュアル チャネル メモリをアクティブにするために 2 つまたは 4 つのメモリ スティックを取り付けることを意味します。デュアル チャネル メモリは、非専門的なハードウェアで得られるものです。 シングル チャネル モードではゲームを含むほぼすべてのパフォーマンスが低下するため、デュアル チャネル メモリも必ず必要です。 たとえば、16 GB の RAM が必要な場合は、16 GB のメモリを 1 つ購入するのではなく、8 GB のメモリを 2 つ購入する方が良いでしょう。 一部のプロフェッショナル向けハードウェアは、クアッド チャネル メモリもサポートしている場合があります。

DRAM の未来は退屈に見える

数年前、この分野は DRAM に関して非常に混雑していましたが、現在では本当に重要な種類の DRAM は、DDR5 や GDDR6 などの JEDEC の DDR メモリだけです。 Intel の Optane など、近年の JEDEC の数少ない挑戦者のうち、成功したものはほとんどありません。 SK Hynix、Samsung、AMD の間のプロジェクトとして始まった HBM でさえ、最終的には JEDEC に採用され、エコシステム全体がかなり簡素化され断片化されなくなりました。

特にコンピューティングにおいては、永遠に続くものはありませんが、DRAM は近い将来、かなり静的な分野になると思われます。 おそらく、特定のアプリケーションのニーズに合わせて調整された新しいタイプのメモリの余地はありますが、それ以上に大きな変革が起こる可能性は非常に低いです。 企業が何年にもわたってDDRメモリを製造し続ける可能性ははるかに高いです。