Wat is RAM-geheugen?

Hoewel veel computercomponenten variëren van een beetje ingewikkeld tot esoterisch, is RAM misschien wel een van de bekendste. Van memes over speciaal RAM-geheugen tot het bekijken van systeemvereisten voor videogames: veel mensen (of misschien zelfs de meeste mensen) hebben de term een ​​paar keer gehoord. Maar zoals bij alle computerhardware, is er nogal wat te zeggen over wat RAM is en wat het doet.

RAM: Een klein maar snel soort geheugen voor allerlei processors

Random-access memory (RAM) is een zeer brede categorie geheugengegevensopslag die prioriteit geeft aan prestaties boven capaciteit, maar niet tot het uiterste. Er zijn twee hoofdtypen RAM: dynamisch RAM (DRAM) en statisch RAM (SRAM). In de volksmond bedoelen mensen over het algemeen DRAM als ze RAM zeggen, omdat SRAM vaker cache wordt genoemd. Ik zal me hier concentreren op DRAM, maar we hebben wel een

aparte uitleg over SRAM/cache.

Voor een computer heb je slechts twee basiscomponenten nodig: een processor en opslag. Maar al vroeg in de geschiedenis van de computer beseften ingenieurs dat opslagmedia met veel capaciteit super traag waren en de processor niet op volle capaciteit lieten draaien. RAM is gemaakt als tussenpersoon tussen permanente opslag (zoals harde schijven en solid-state drives) en de processor, met de nadruk op hoge snelheid en lagere latentie. Het basisidee is dat je veel gegevens die je in de nabije toekomst nodig zult hebben, in het RAM plaatst, en dat je in de loop van de tijd gegevens in- en uitwisselt als dat nodig is.

De belangrijkste kenmerken die verschillende RAM-kits onderscheiden zijn kloksnelheid, bandbreedte, capaciteit en latentie, maar over het algemeen kan RAM zich slechts in een of twee van deze dingen specialiseren. Geheugentypen met dubbele datasnelheid (of DDR) hebben doorgaans zeer hoge kloksnelheden en een hoge capaciteit, met de nieuwste DDR5 standaard vanaf 4.800 MHz met maximaal 512 GB op een enkele stick, terwijl DDR4 begint bij 2.133 MHz en slechts maximaal 128 GB heeft per stok. Elke generatie DDR verhoogt echter de latentie, en andere soorten DRAM hebben mogelijk lagere kloksnelheden maar meer bandbreedte.

Natuurlijk moet RAM iets inleveren voor al zijn snelheid. Ten eerste is het per hoeveelheid gegevens veel duurder dan permanente opslagmedia. Tegenwoordig kost 32 GB DDR5 RAM ongeveer $ 100, terwijl je voor $ 100 een topklasse SSD van 1 TB kunt krijgen. Bovendien heeft RAM continu vermogen nodig om zijn gegevens te behouden; anders stopt het gewoon met bestaan.

RAM is echter niet alleen onderverdeeld in DRAM en SRAM, aangezien beide categorieën hun eigen subcategorieën hebben. Het belangrijkste type DRAM waar we om geven is SDRAM, of synchrone DRAM. Deze subcategorie omvat alle soorten RAM met DDR in de naam, zoals DDR5- en DDR4-geheugen voor CPU's en computersystemen in het algemeen, en GDDR6-geheugen voor GPU's. die beide worden onderhouden door JEDEC. VRAM is ook een subcategorie van RAM, maar het is geen technische categorie zoals SDRAM, en verwijst in plaats daarvan alleen naar RAM dat is gemaakt voor GPU's. Geheugen met hoge bandbreedte, of HBM, is een soort VRAM zoals GDDR6, maar is geen SDRAM.

De geheugenhiërarchie en hoe DRAM verschilt van cache of SRAM

Er zijn veel verschillende soorten geheugen in een computer, en de geheugenhiërarchie kan het beste worden samengevat met een piramide (zoals te zien in de afbeelding hierboven). De CPU met zijn cache bevindt zich bovenaan, DRAM bevindt zich in het midden als hoofdgeheugen en meer permanente opslagapparaten zoals HDD's, SSD's en netwerkverbindingen bevinden zich onderaan. Het werkt vrij eenvoudig: gegevens in permanente opslag kunnen naar DRAM worden gekopieerd, en vervolgens kan de cache in de CPU gegevens uit de DRAM halen voor onmiddellijk gebruik. Hoe hoger je de piramide beklimt, hoe sneller en kleiner de dingen worden.

Je vraagt ​​je misschien af ​​waarom cache of SRAM niet zomaar DRAM volledig heeft vervangen, omdat het zoveel sneller is en direct op de CPU zit. Welnu, de algemene vuistregel met betrekking tot geheugen is dat hoe sneller het is, hoe duurder het is om het te maken, om nog maar te zwijgen van het feit dat de beperkingen van de grootte ook een probleem zijn. Cache is erg duur om te produceren, vooral omdat het vaak op hetzelfde silicium staat als de processor kernen, en veel bedrijven willen dat hun processors zich op het duurste, modernste knooppunt bevinden mogelijk. Cache neemt veel ruimte in beslag en dat maakt de productie duur voor chips met veel cache.

Er is ook een groot technisch verschil tussen DRAM en SRAM, en dat heeft te maken met wat 'dynamisch' en 'statisch' betekenen in hun respectievelijke acroniemen. Het aanhouden van de stroom in DRAM is eigenlijk niet genoeg om de gegevens te behouden; alles wat in DRAM is opgeslagen, moet voortdurend worden vernieuwd, zodat het niet verloren gaat. SRAM kan echter gegevens bewaren zolang het is ingeschakeld, maar dit voordeel is ook een deel van de reden waarom het zo duur is om te produceren.

Dingen waarmee u rekening moet houden bij het kopen van RAM voor pc's en andere apparaten

De meeste mensen hoeven zich eigenlijk alleen maar zorgen te maken over DDR DRAM, het soort dat je koopt voor desktops, laptops en andere apparaten. Nu ik alle technische aspecten van RAM heb besproken, wordt het tijd om enkele veelgestelde vragen te beantwoorden over het kopen en upgraden van RAM voor gebruik in pc's, vooral gaming-pc's.

"Hoeveel RAM heb ik nodig?" is een van de meest gestelde computervragen aller tijden, en er is nooit één juist antwoord geweest. Een deel van het probleem is dat de geheugenvereisten voor software in de loop van de tijd toenemen, waardoor wat vijf jaar geleden nog goed was, misschien niet meer voldoende is. Bovendien bepaalt wat u met uw computer doet hoeveel RAM u nodig heeft. Over het algemeen is 8 GB het minimum om een ​​Windows 10- of 11-pc soepel te laten draaien, en 16 GB geeft je speelruimte voor gaming en andere intensieve werklasten. 32 GB en meer is voor liefhebbers en gebruikers die met creatieve software werken.

Dan zijn er prestatiegerelateerde aspecten zoals frequentie en latentie. Hogere frequenties en lagere latenties zijn beide goed voor de prestaties, maar het is moeilijk om beide tegelijkertijd te verbeteren. In het ideale geval wilt u deze twee dingen in evenwicht brengen en rekening houden met de hardware waarmee u RAM koppelt. Voor beide hebben wij aanbevelingen DDR4 En DDR5 die de beste opties omvatten.

Een laatste en vaak over het hoofd gezien ding om te overwegen zijn geheugenkanalen, die de bandbreedte van DDR-geheugen kunnen vergroten bij gebruik van een bepaald aantal sticks. De meeste platforms bieden over het algemeen twee, vier of acht kanalen aan, en als het systeem evenveel RAM-sticks heeft als kanalen (dubbel werkt ook), krijgt de bandbreedte een mooie boost. Voor de meeste gebruikers betekent dit het installeren van twee of vier geheugensticks om het dual-channel geheugen te activeren, wat je krijgt op niet-professionele hardware. Je wilt zeker ook tweekanaals geheugen, aangezien de éénkanaalsmodus de prestaties van vrijwel alles verpest, inclusief games. Als je bijvoorbeeld 16 GB RAM wilt, kun je beter twee sticks van 8 GB kopen in plaats van één stick van 16 GB. Sommige professionele hardware ondersteunt mogelijk ook quad-channel geheugen.

De toekomst ziet er saai uit voor DRAM

Hoewel het veld enkele jaren geleden behoorlijk druk was op het gebied van DRAM, zijn de enige soorten DRAM die er vandaag de dag echt toe doen het DDR-geheugen van JEDEC, zoals DDR5 en GDDR6. Van de weinige uitdagers van JEDEC in de afgelopen jaren, zoals Intel's Optane, is vrijwel niemand daarin geslaagd. Zelfs HBM, dat begon als een project tussen SK Hynix, Samsung en AMD, werd uiteindelijk overgenomen door JEDEC, waardoor vrijwel het hele ecosysteem redelijk vereenvoudigd en ongefragmenteerd bleef.

Niets duurt eeuwig, vooral niet in de computerwereld, maar het lijkt erop dat DRAM in de nabije toekomst een tamelijk statisch veld zal zijn. Misschien is er ruimte voor nieuwe soorten geheugen die zijn afgestemd op de behoeften van specifieke toepassingen, maar het is ongelooflijk onwaarschijnlijk dat we een grotere opschudding zullen zien dan dat. Het is veel waarschijnlijker dat bedrijven jarenlang DDR-geheugen zullen blijven maken.