Co to jest pamięć RAM?

Chociaż wiele komponentów komputerowych jest od nieco skomplikowanych po ezoteryczne, pamięć RAM jest prawdopodobnie jedną z najbardziej znanych. Od memów o dedykowanej pamięci RAM po wymagania systemowe gier wideo – wiele osób (a może nawet większość) słyszało ten termin kilka razy. Ale podobnie jak w przypadku każdego sprzętu komputerowego, istnieje sporo informacji na temat tego, czym jest pamięć RAM i do czego służy.

RAM: Mały, ale szybki rodzaj pamięci dla wszystkich rodzajów procesorów

Pamięć o dostępie swobodnym (RAM) to bardzo szeroka kategoria przechowywania danych, w której wydajność jest ważniejsza od pojemności, ale nie do skrajności. Istnieją dwa główne typy pamięci RAM: dynamiczna pamięć RAM (DRAM) i statyczna pamięć RAM (SRAM). Potocznie ludzie na ogół mają na myśli pamięć DRAM, mówiąc RAM, ponieważ pamięć SRAM jest częściej nazywana pamięcią podręczną. Skoncentruję się tutaj na pamięci DRAM, ale mamy

oddzielne wyjaśnienie dotyczące SRAM/cache.

Do komputera potrzebne są tylko dwa podstawowe komponenty: procesor i pamięć masowa. Jednak na początku historii informatyki inżynierowie zdali sobie sprawę, że nośniki danych o dużej pojemności są bardzo wolne i nie pozwalają procesorowi pracować z pełną wydajnością. Pamięć RAM została stworzona jako pośrednik pomiędzy pamięcią stałą (taką jak dyski twarde i dyski półprzewodnikowe) a procesorem, z naciskiem na dużą prędkość i mniejsze opóźnienia. Podstawową ideą jest to, że umieszczasz w pamięci RAM dużą ilość danych, których będziesz potrzebować w najbliższej przyszłości, wymieniając dane między sobą w miarę potrzeb.

Podstawowymi cechami odróżniającymi różne zestawy pamięci RAM są szybkość zegara, przepustowość, pojemność i opóźnienie, ale ogólnie rzecz biorąc, pamięć RAM może specjalizować się tylko w jednej lub dwóch z tych rzeczy. Pamięci o podwójnej szybkości transmisji danych (lub DDR) mają zwykle bardzo wysokie częstotliwości taktowania i dużą pojemność, w tym najnowsza wersja DDR5 standardowo zaczynający się od 4800 MHz z maksymalnie 512 GB na jednej kości, podczas gdy DDR4 zaczyna się od 2133 MHz i ma tylko do 128 GB na kij. Jednak każda generacja pamięci DDR zwiększa opóźnienie, a inne rodzaje pamięci DRAM mogą mieć niższe częstotliwości taktowania, ale większą przepustowość.

Oczywiście pamięć RAM musi coś ustąpić przy całej swojej szybkości. Po pierwsze, jest znacznie droższy w przeliczeniu na ilość danych niż nośniki trwałe. Obecnie 32 GB pamięci RAM DDR5 kosztuje około 100 dolarów, podczas gdy najwyższej klasy dysk SSD o pojemności 1 TB można kupić za 100 dolarów. Ponadto pamięć RAM potrzebuje ciągłego zasilania, aby zachować dane; w przeciwnym razie po prostu przestaje istnieć.

Pamięć RAM nie jest jednak podzielona tylko na DRAM i SRAM, ponieważ obie kategorie mają swoje własne podkategorie. Głównym typem pamięci DRAM, na którym nam zależy, jest SDRAM lub synchroniczna pamięć DRAM. W tej podkategorii znajdują się wszystkie rodzaje pamięci RAM z DDR w nazwie, takie jak Pamięć DDR5 i DDR4 dla procesorów i ogólnie systemów komputerowych oraz pamięć GDDR6 dla procesorów graficznych. oba są utrzymywane przez JEDEC. Pamięć VRAM jest również podkategorią pamięci RAM, ale nie jest to kategoria techniczna, taka jak SDRAM, a zamiast tego odnosi się po prostu do pamięci RAM przeznaczonej dla procesorów graficznych. Pamięć o dużej przepustowości (HBM) to rodzaj pamięci VRAM, takiej jak GDDR6, ale nie SDRAM.

Hierarchia pamięci i czym DRAM różni się od pamięci podręcznej lub SRAM

W komputerze występuje wiele różnych rodzajów pamięci, a hierarchię pamięci najlepiej podsumować piramidą (jak widać na powyższym obrazku). Procesor z pamięcią podręczną znajduje się na górze, pamięć DRAM znajduje się pośrodku jako pamięć główna, a bardziej trwałe urządzenia pamięci masowej, takie jak dyski twarde, dyski SSD i połączenia sieciowe, znajdują się na dole. Działa to po prostu: dane znajdujące się w pamięci trwałej można skopiować do pamięci DRAM, a następnie pamięć podręczna procesora może pobrać dane z pamięci DRAM w celu natychmiastowego wykorzystania. Im wyżej wspinasz się w górę piramidy, tym szybciej i mniejsze stają się rzeczy.

Być może zastanawiasz się, dlaczego pamięć podręczna lub pamięć SRAM nie zastąpiła po prostu pamięci DRAM, skoro jest ona znacznie szybsza i bezpośrednio osadzona w procesorze. Cóż, ogólna zasada dotycząca pamięci jest taka, że ​​im szybsza jest, tym droższe jest jej wykonanie, nie wspominając już o tym, że ograniczenia rozmiaru również stanowią problem. Produkcja pamięci podręcznej jest bardzo droga, zwłaszcza że często jest zbudowana na tym samym krzemie, co procesor rdzenie, a wiele firm chce, aby ich procesory znajdowały się w najdroższym i najnowocześniejszym węźle możliwy. Pamięć podręczna zajmuje dużo miejsca, co sprawia, że ​​produkcja chipów z dużą ilością pamięci podręcznej jest kosztowna.

Istnieje również jedna główna różnica techniczna między DRAM i SRAM, która ma związek z tym, co oznaczają „dynamiczny” i „statyczny” w ich odpowiednich akronimach. W rzeczywistości włączenie zasilania pamięci DRAM nie wystarczy do zachowania danych; wszystko, co jest przechowywane w pamięci DRAM, musi być stale odświeżane, aby nie zostało utracone. Jednakże pamięć SRAM może przechowywać dane tak długo, jak jest włączona, ale ta zaleta jest również jednym z powodów, dla których jej produkcja jest tak droga.

Rzeczy, które należy wziąć pod uwagę przy zakupie pamięci RAM do komputerów stacjonarnych i innych urządzeń

Większość ludzi tak naprawdę musi się martwić jedynie o pamięć DDR DRAM, taką, jaką kupuje się do komputerów stacjonarnych, laptopów i innych urządzeń. Teraz, gdy omówiłem wszystkie techniczne aspekty pamięci RAM, nadszedł czas, aby odpowiedzieć na kilka często zadawanych pytań dotyczących zakupu i modernizacji pamięci RAM do użytku w komputerach PC, zwłaszcza komputerach do gier.

„Ile pamięci RAM potrzebuję?” to jedno z najczęściej zadawanych pytań dotyczących komputerów wszechczasów i nigdy nie było jednej prawidłowej odpowiedzi. Częścią problemu jest to, że wymagania dotyczące pamięci dla oprogramowania rosną z biegiem czasu, więc to, co było dobre nawet pięć lat temu, może już nie wystarczyć. Ponadto to, co zrobisz z komputerem, określi, ile pamięci RAM będziesz potrzebować. Ogólnie rzecz biorąc, 8 GB to minimum do płynnego działania komputera z systemem Windows 10 lub 11, a 16 GB zapewni Ci miejsce na granie i inne intensywne obciążenia. Pamięć 32 GB i większa jest przeznaczona dla entuzjastów i użytkowników pracujących z kreatywnym oprogramowaniem.

Następnie istnieją aspekty związane z wydajnością, takie jak częstotliwość i opóźnienie. Wyższe częstotliwości i niższe opóźnienia są dobre dla wydajności, ale trudno jest poprawić jedno i drugie. Najlepiej byłoby zrównoważyć te dwie rzeczy i wziąć pod uwagę sprzęt, z którym łączysz pamięć RAM. Mamy rekomendacje dla obu DDR4 I DDR5 które obejmują wszystkie najlepsze opcje.

Ostatnią i często pomijaną rzeczą do rozważenia są kanały pamięci, które mogą zwiększyć przepustowość pamięci DDR przy użyciu określonej liczby kości. Większość platform zazwyczaj oferuje dwa, cztery lub osiem kanałów, a jeśli system ma taką samą ilość kości RAM jak kanały (podwójne również będzie działać), przepustowość zostanie znacznie zwiększona. Dla większości użytkowników oznacza to zainstalowanie dwóch lub czterech kości pamięci w celu aktywacji pamięci dwukanałowej, co można uzyskać na sprzęcie nieprofesjonalnym. Zdecydowanie potrzebujesz także pamięci dwukanałowej, ponieważ tryb jednokanałowy psuje wydajność prawie wszystkiego, łącznie z grami. Na przykład, jeśli chcesz 16 GB pamięci RAM, lepiej kupić dwie kości 8 GB zamiast jednej 16 GB. Niektóre profesjonalne urządzenia mogą również obsługiwać pamięć czterokanałową.

Przyszłość wygląda nudno dla pamięci DRAM

Chociaż kilka lat temu rynek DRAM był dość zatłoczony, obecnie jedynymi rodzajami pamięci DRAM, które naprawdę się liczą, są pamięci DDR firmy JEDEC, takie jak DDR5 i GDDR6. Z nielicznych konkurentów JEDEC w ostatnich latach, takich jak Optane firmy Intel, praktycznie żaden nie odniósł sukcesu. Nawet HBM, który zaczął się jako projekt pomiędzy SK Hynix, Samsungiem i AMD, został ostatecznie przyjęty przez JEDEC, pozostawiając w zasadzie cały ekosystem w dość uproszczonym i niefragmentowanym stanie.

Nic nie trwa wiecznie, zwłaszcza w informatyce, ale wygląda na to, że pamięć DRAM będzie dość statycznym polem w dającej się przewidzieć przyszłości. Być może jest miejsce na nowe typy pamięci dostosowane do potrzeb konkretnych aplikacji, ale jest niezwykle mało prawdopodobne, że nastąpią bardziej znaczące zmiany. O wiele bardziej prawdopodobne jest, że firmy będą produkować pamięci DDR przez lata.