แรมคืออะไร?

แม้ว่าส่วนประกอบคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่จะซับซ้อนเล็กน้อยไปจนถึงลึกลับ แต่ RAM ก็อาจเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่รู้จักกันดีที่สุด ตั้งแต่มีมเกี่ยวกับ RAM เฉพาะไปจนถึงข้อกำหนดของระบบสำหรับวิดีโอเกม ผู้คนจำนวนมาก (หรืออาจเป็นคนส่วนใหญ่ด้วยซ้ำ) เคยได้ยินคำนี้มาสองสามครั้งแล้ว แต่เช่นเดียวกับฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์อื่นๆ RAM คืออะไรและทำหน้าที่อะไรค่อนข้างน้อย

RAM: หน่วยความจำขนาดเล็กแต่รวดเร็วสำหรับโปรเซสเซอร์ทุกประเภท

หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม (RAM) เป็นการจัดเก็บข้อมูลหน่วยความจำประเภทกว้างๆ ที่ให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพมากกว่าความจุ แต่ไม่มากจนเกินไป RAM มีสองประเภทหลัก: Dynamic RAM (DRAM) และ Static RAM (SRAM) โดยทั่วไปแล้วผู้คนจะหมายถึง DRAM เมื่อพูดถึง RAM เนื่องจาก SRAM มักถูกเรียกว่าแคช ฉันจะมุ่งเน้นไปที่ DRAM ที่นี่ แต่เรามี คำอธิบายแยกต่างหากบน SRAM/แคช.

สำหรับคอมพิวเตอร์ คุณเพียงแค่ต้องมีส่วนประกอบพื้นฐานสองส่วน: โปรเซสเซอร์และอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล แต่ในช่วงต้นของประวัติศาสตร์การประมวลผล วิศวกรตระหนักว่าสื่อจัดเก็บข้อมูลที่มีความจุมากนั้นช้ามาก และไม่อนุญาตให้โปรเซสเซอร์ทำงานเต็มประสิทธิภาพ RAM ถูกสร้างขึ้นเพื่อเป็นสื่อกลางระหว่างพื้นที่จัดเก็บข้อมูลถาวร (เช่น ฮาร์ดไดรฟ์และโซลิดสเตทไดรฟ์) และโปรเซสเซอร์ โดยเน้นที่ความเร็วที่รวดเร็วและเวลาแฝงที่ต่ำกว่า แนวคิดพื้นฐานคือคุณใส่ข้อมูลจำนวนมากที่คุณต้องการในอนาคตอันใกล้นี้ไว้บน RAM โดยสลับข้อมูลเข้าและออกตามความจำเป็นเมื่อเวลาผ่านไป

คุณสมบัติหลักที่ทำให้ชุด RAM แตกต่างกันคือความเร็วสัญญาณนาฬิกา แบนด์วิดท์ ความจุ และเวลาแฝง แต่โดยทั่วไปแล้ว RAM สามารถเชี่ยวชาญเฉพาะในสิ่งเหล่านี้ได้เพียงหนึ่งหรือสองอย่างเท่านั้น หน่วยความจำประเภทอัตราข้อมูลสองเท่า (หรือ DDR) มักจะมีความเร็วสัญญาณนาฬิกาสูงมากและมีความจุสูง ด้วย DDR5 รุ่นล่าสุด มาตรฐานเริ่มต้นที่ 4,800MHz สูงสุด 512GB บนแท่งเดียว ในขณะที่ DDR4 เริ่มต้นที่ 2,133MHz และสูงสุดเพียง 128GB เท่านั้น ต่อไม้ อย่างไรก็ตาม DDR แต่ละรุ่นจะเพิ่มเวลาแฝง และ DRAM ประเภทอื่นๆ อาจมีความเร็วสัญญาณนาฬิกาต่ำกว่าแต่มีแบนด์วิธมากกว่า

แน่นอนว่า RAM ต้องเสียสละบางอย่างเพื่อความเร็วทั้งหมด ประการแรก มีราคาแพงต่อจำนวนข้อมูลมากกว่าสื่อจัดเก็บข้อมูลถาวรมาก ปัจจุบัน DDR5 RAM ขนาด 32GB มีราคาประมาณ 100 เหรียญสหรัฐฯ ในขณะที่ SSD ระดับบนสุดขนาด 1TB มีราคา 100 เหรียญสหรัฐฯ นอกจากนี้ RAM ยังต้องการพลังงานอย่างต่อเนื่องเพื่อเก็บข้อมูลไว้ มิฉะนั้น มันก็หยุดที่มีอยู่

RAM ไม่ได้แบ่งออกเป็น DRAM และ SRAM เท่านั้น เนื่องจากทั้งสองประเภทมีหมวดหมู่ย่อยของตัวเอง DRAM ประเภทหลักที่เราสนใจคือ SDRAM หรือ DRAM แบบซิงโครนัส หมวดหมู่ย่อยนี้ประกอบด้วย RAM ทุกประเภทที่มี DDR ในชื่อ เช่น หน่วยความจำ DDR5 และ DDR4 สำหรับ CPU และระบบคอมพิวเตอร์โดยทั่วไป และหน่วยความจำ GDDR6 สำหรับ GPU ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ได้รับการดูแลโดย JEDEC VRAM ยังเป็นหมวดหมู่ย่อยของ RAMแต่ไม่ใช่หมวดหมู่ทางเทคนิคเช่น SDRAM แต่หมายถึง RAM ที่สร้างขึ้นสำหรับ GPU แทน หน่วยความจำแบนด์วิธสูงหรือ HBM เป็น VRAM ประเภทหนึ่งเหมือนกับ GDDR6 แต่ไม่ใช่ SDRAM

ลำดับชั้นของหน่วยความจำและ DRAM แตกต่างจากแคชหรือ SRAM อย่างไร

มีหน่วยความจำหลายประเภทในคอมพิวเตอร์ และลำดับชั้นของหน่วยความจำสามารถสรุปได้ดีที่สุดโดยใช้พีระมิด (ดังที่เห็นในภาพด้านบน) CPU ที่มีแคชอยู่ที่ด้านบน DRAM จะอยู่ตรงกลางเป็นหน่วยความจำหลัก และอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลถาวรอื่นๆ เช่น HDD, SSD และการเชื่อมต่อเครือข่ายจะอยู่ที่ด้านล่าง มันใช้งานได้ค่อนข้างง่าย: ข้อมูลในที่จัดเก็บข้อมูลถาวรสามารถคัดลอกไปยัง DRAM จากนั้นแคชใน CPU ก็สามารถดึงข้อมูลจาก DRAM เพื่อใช้งานได้ทันที ยิ่งคุณขึ้นไปบนปิรามิดสูงเท่าไหร่ สิ่งของก็จะเร็วขึ้นและเล็กลงเท่านั้น

คุณอาจสงสัยว่าเหตุใดแคชหรือ SRAM จึงไม่แทนที่ DRAM ทันที เนื่องจากทำงานบน CPU ได้เร็วกว่ามากและถูกต้อง หลักการทั่วไปเกี่ยวกับหน่วยความจำก็คือ ยิ่งเร็วเท่าไรก็ยิ่งมีราคาแพงขึ้นเท่านั้น ไม่ต้องพูดถึงว่าข้อจำกัดด้านขนาดก็เป็นปัญหาเช่นกัน แคชมีราคาแพงมากในการผลิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากมักจะใช้ซิลิคอนตัวเดียวกันกับโปรเซสเซอร์ คอร์ และบริษัทจำนวนมากต้องการให้โปรเซสเซอร์ของตนอยู่บนโหนดที่ล้ำสมัยและมีราคาแพงที่สุด เป็นไปได้. แคชใช้พื้นที่จำนวนมากและทำให้การผลิตชิปที่มีแคชจำนวนมากมีราคาแพง

นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างทางเทคนิคที่สำคัญอย่างหนึ่งระหว่าง DRAM และ SRAM และเกี่ยวข้องกับความหมายของ "ไดนามิก" และ "คงที่" ในตัวย่อที่เกี่ยวข้อง การเปิดเครื่องใน DRAM นั้นไม่เพียงพอต่อการเก็บรักษาข้อมูล ทุกสิ่งที่เก็บไว้ใน DRAM จะต้องได้รับการรีเฟรชอย่างต่อเนื่อง จึงไม่สูญหาย อย่างไรก็ตาม SRAM สามารถเก็บข้อมูลได้นานเท่าที่เปิดเครื่องอยู่ แต่ข้อดีนี้ก็เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้การผลิตมีราคาแพงมากเช่นกัน

สิ่งที่ควรพิจารณาเมื่อซื้อ RAM สำหรับพีซีและอุปกรณ์อื่นๆ

คนส่วนใหญ่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับ DDR DRAM ซึ่งเป็นประเภทที่คุณซื้อสำหรับเดสก์ท็อป แล็ปท็อป และอุปกรณ์อื่นๆ เท่านั้น ตอนนี้ฉันได้ครอบคลุมด้านเทคนิคทั้งหมดของ RAM แล้ว ก็ถึงเวลาตอบคำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการซื้อและอัปเกรด RAM เพื่อใช้ในพีซี โดยเฉพาะพีซีสำหรับเล่นเกม

"ฉันต้องใช้ RAM เท่าไหร่?" เป็นหนึ่งในคำถามเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ที่ถูกถามบ่อยที่สุดตลอดกาล และไม่เคยมีคำตอบที่ถูกต้องแม้แต่คำตอบเดียว ส่วนหนึ่งของปัญหาคือความต้องการหน่วยความจำสำหรับซอฟต์แวร์เพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ดังนั้นสิ่งที่ดีเมื่อห้าปีที่แล้วอาจไม่เพียงพออีกต่อไป นอกจากนี้ สิ่งที่คุณทำกับคอมพิวเตอร์จะเป็นตัวกำหนดจำนวน RAM ที่คุณต้องการ โดยทั่วไปแล้ว 8GB เป็นพื้นที่ขั้นต่ำสำหรับการรันพีซี Windows 10 หรือ 11 ได้อย่างราบรื่น และ 16GB จะทำให้คุณมีพื้นที่เหลือเฟือสำหรับการเล่นเกมและงานหนักอื่นๆ 32GB และมากกว่านั้นมีไว้สำหรับผู้ที่ชื่นชอบและผู้ใช้ที่ทำงานกับซอฟต์แวร์สร้างสรรค์

นอกจากนี้ยังมีแง่มุมที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพ เช่น ความถี่และเวลาแฝง ความถี่ที่สูงขึ้นและเวลาแฝงที่ต่ำกว่านั้นดีต่อประสิทธิภาพ แต่ก็ยากที่จะปรับปรุงทั้งสองอย่างพร้อมกัน ตามหลักการแล้ว คุณต้องการสร้างสมดุลระหว่างสองสิ่งนี้และพิจารณาฮาร์ดแวร์ที่คุณกำลังจับคู่ RAM ด้วย เรามีคำแนะนำสำหรับทั้งสองอย่าง DDR4 และ DDR5 ที่ครอบคลุมตัวเลือกที่ดีที่สุดทั้งหมด

สิ่งสุดท้ายที่มักถูกมองข้ามที่ควรพิจารณาคือช่องหน่วยความจำ ซึ่งสามารถเพิ่มแบนด์วิธของหน่วยความจำ DDR ได้เมื่อใช้แท่งไม้จำนวนหนึ่ง โดยทั่วไปแพลตฟอร์มส่วนใหญ่จะมีสอง, สี่หรือแปดช่องสัญญาณ และหากระบบมีแท่ง RAM เท่ากันกับช่องสัญญาณ (สองเท่าก็ใช้งานได้เช่นกัน) แบนด์วิดท์ก็จะได้รับการเพิ่มประสิทธิภาพที่ดี สำหรับผู้ใช้ส่วนใหญ่ นี่หมายถึงการติดตั้งหน่วยความจำสองหรือสี่แท่งเพื่อเปิดใช้งานหน่วยความจำแบบดูอัลแชนเนล ซึ่งเป็นสิ่งที่คุณได้รับจากฮาร์ดแวร์ที่ไม่ใช่มืออาชีพ แน่นอนว่าคุณต้องการหน่วยความจำแบบดูอัลแชนเนลด้วย เนื่องจากโหมดแชนเนลเดียวจะทำลายประสิทธิภาพในแทบทุกอย่าง รวมถึงเกมด้วย ตัวอย่างเช่น หากคุณต้องการ RAM ขนาด 16GB ควรซื้อแท่งขนาด 8GB สองแท่ง แทนที่จะซื้อแท่งขนาด 16GB อันเดียว ฮาร์ดแวร์ระดับมืออาชีพบางตัวอาจรองรับหน่วยความจำแบบสี่ช่องสัญญาณด้วย

อนาคตดูน่าเบื่อสำหรับ DRAM

แม้ว่าสนามแห่งนี้จะเต็มไปด้วยผู้คนจำนวนมากสำหรับ DRAM เมื่อหลายปีก่อน แต่ปัจจุบัน DRAM ประเภทเดียวที่สำคัญจริงๆ ก็คือหน่วยความจำ DDR ของ JEDEC เช่น DDR5 และ GDDR6 ในบรรดาผู้ท้าชิงเพียงไม่กี่รายของ JEDEC ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เช่น Optane ของ Intel นั้นแทบจะไม่มีใครประสบความสำเร็จเลย แม้แต่ HBM ซึ่งเริ่มต้นจากโครงการระหว่าง SK Hynix, Samsung และ AMD ก็ถูกนำไปใช้โดย JEDEC ในที่สุด ทำให้ระบบนิเวศทั้งหมดค่อนข้างเรียบง่ายและไม่มีการแยกส่วน

ไม่มีอะไรคงอยู่ตลอดไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการประมวลผล แต่ดูเหมือนว่า DRAM จะเป็นสนามที่ค่อนข้างคงที่สำหรับอนาคตอันใกล้ บางทีอาจมีพื้นที่สำหรับหน่วยความจำประเภทใหม่ที่ปรับแต่งให้เหมาะกับความต้องการของแอปพลิเคชันเฉพาะ แต่ก็ไม่น่าเป็นไปได้ที่เราจะเห็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญไปกว่านี้อย่างไม่น่าเชื่อ มีแนวโน้มมากขึ้นที่บริษัทต่างๆ จะสร้างหน่วยความจำ DDR ต่อไปเป็นเวลาหลายปี