Pamięć wykorzystywana przez komputer może mieć duży wpływ na to, jak komputer działa i jak szybko może działać. Jeśli jednak budujesz komputer, może być trudno wiedzieć, co wybrać i dlaczego. Dlatego przygotowaliśmy ten przewodnik.
Istnieje kilka różnych technologii, jeśli chodzi o pamięć. Oto przegląd tych technologii i ich znaczenia dla Twojego komputera.
Uwaga redaktorów: ten artykuł, pierwotnie opublikowany w 2007 r., Został zaktualizowany w listopadzie 2016 r. O bardziej aktualne informacje na temat najnowszych technologii pamięci.
ROM
ROM jest w zasadzie pamięcią tylko do odczytu lub pamięcią, którą można odczytać, ale nie można do niej zapisać. ROM jest używany w sytuacjach, w których przechowywane dane muszą być przechowywane na stałe. Jest tak, ponieważ jest to pamięć nieulotna - innymi słowy, dane są „podłączone na stałe” do układu. Możesz przechowywać ten układ na zawsze, a dane zawsze tam będą, dzięki czemu będą bardzo bezpieczne. BIOS jest przechowywany na ROM, ponieważ użytkownik nie może zakłócić informacji.
Istnieje również wiele różnych typów pamięci ROM:
EEPROM
Programowalny ROM (PROM):
Zasadniczo jest to pusty układ ROM, na którym można zapisać, ale tylko raz. Przypomina napęd CD-R, który nagrywa dane na dysk CD. Niektóre firmy używają specjalnych maszyn do pisania PROM-ów do specjalnych celów. PROM został po raz pierwszy wynaleziony w 1956 roku.
Kasowalna programowalna pamięć ROM (EPROM):
Jest to tak samo, jak PROM, z tą różnicą, że można wymazać pamięć ROM, świecąc specjalnym światłem ultrafioletowym w czujnik na szczycie układu ROM przez określony czas. W ten sposób dane są usuwane, co pozwala na ich ponowne zapisanie. EPROM został po raz pierwszy wynaleziony w 1971 roku.
Programowalna pamięć ROM (EEPROM) usuwalna elektrycznie:
Nazywany także Flash BIOS. Tę pamięć ROM można przepisać za pomocą specjalnego programu. Flash BIOS działa w ten sposób, umożliwiając użytkownikom aktualizację systemu BIOS. EEPROM został po raz pierwszy wynaleziony w 1977 roku.
Pamięć ROM jest wolniejsza niż pamięć RAM, dlatego niektórzy próbują ją zacieniać, aby zwiększyć prędkość.
Baran
Pamięć o dostępie swobodnym (RAM) jest tym, o czym myśli większość z nas, gdy słyszymy słowo „pamięć” związane z komputerami. Jest to pamięć ulotna, co oznacza, że wszystkie dane są tracone po wyłączeniu zasilania. Pamięć RAM służy do tymczasowego przechowywania danych programu, umożliwiając optymalizację wydajności.
Podobnie jak ROM, istnieją różne rodzaje pamięci RAM. Oto najczęstsze różne typy.
Statyczna pamięć RAM (SRAM)
Ta pamięć RAM zachowa swoje dane, dopóki układy pamięci będą zasilane. Nie trzeba go okresowo przepisywać. W rzeczywistości dane w pamięci są odświeżane lub zmieniane tylko wtedy, gdy wykonywane jest rzeczywiste polecenie zapisu. SRAM jest bardzo szybki, ale jest znacznie droższy niż DRAM. SRAM jest często używany jako pamięć podręczna ze względu na szybkość.
Istnieje kilka rodzajów SRAM:
Statyczny układ RAM
Asynchroniczna pamięć SRAM:
Starszy typ pamięci SRAM używany w wielu komputerach dla pamięci podręcznej L2. Jest asynchroniczny, co oznacza, że działa niezależnie od zegara systemowego. Oznacza to, że procesor czekał na informacje z pamięci podręcznej L2. Async SRAM zaczął być często używany w latach 90.
Synchronizacja pamięci SRAM:
Ten typ SRAM jest synchroniczny, co oznacza, że jest zsynchronizowany z zegarem systemowym. Chociaż przyspiesza to, czyni go jednocześnie dość drogim. Synchronizacja SRAM stała się bardziej popularna pod koniec lat 90.
SRAM Pipeline Burst:
Powszechnie używane. Żądania SRAM są przetwarzane potokowo, co oznacza, że większe pakiety danych są wysyłane jednocześnie do pamięci i działają bardzo szybko. Ta rasa SRAM może pracować przy prędkościach magistrali wyższych niż 66 MHz, dlatego jest często używana. Pipeline Burst SRAM został po raz pierwszy wdrożony w 1996 roku przez firmę Intel.
Dynamiczna pamięć RAM (DRAM)
DRAM, w przeciwieństwie do SRAM, musi być ciągle zapisywany w celu zachowania swoich danych. Odbywa się to poprzez umieszczenie pamięci w obwodzie odświeżania, który ponownie zapisuje dane kilkaset razy na sekundę. DRAM jest używany do większości pamięci systemowych, ponieważ jest tani i mały.
Istnieje kilka rodzajów pamięci DRAM, co jeszcze bardziej komplikuje scenę pamięci:
Tryb szybkiej strony DRAM (FPM DRAM):
FPM DRAM jest tylko nieznacznie szybszy niż zwykła pamięć DRAM. Zanim pojawiła się EDO RAM, FPM RAM była głównym typem używanym w komputerach PC. To dość powolne rzeczy, z czasem dostępu 120 ns. W końcu został dostosowany do 60 ns, ale FPM wciąż był zbyt wolny, aby pracować na magistrali systemowej 66 MHz. Z tego powodu pamięć RAM FPM została zastąpiona pamięcią RAM EDO. Pamięć RAM FPM nie jest dziś zbyt często używana z powodu jej niskiej prędkości, ale jest prawie powszechnie obsługiwana.
Extended Data Out DRAM (EDO DRAM):
Pamięć EDO zawiera jeszcze jedną poprawkę w metodzie dostępu. Umożliwia jeden dostęp do rozpoczęcia, podczas gdy inny jest w trakcie ukończenia. Choć może to zabrzmieć genialnie, wzrost wydajności w porównaniu do DRAM FPM wynosi tylko około 30%. Pamięć EDO DRAM musi być poprawnie obsługiwana przez mikroukład. EDO RAM jest dostępny na SIMM. EDO RAM nie może działać z prędkością magistrali większą niż 66 MHz, więc wraz z rosnącym wykorzystaniem wyższych prędkości magistrali, EDO RAM podążyła ścieżką FPM RAM.
Burst EDO DRAM (BEDO DRAM):
Oryginalna pamięć EDO RAM była zbyt wolna, aby w tym czasie pojawiły się nowsze systemy. Dlatego konieczne było opracowanie nowej metody dostępu do pamięci w celu przyspieszenia pamięci. Rozerwanie było opracowaną metodą. Oznacza to, że większe bloki danych były wysyłane jednocześnie do pamięci, a każdy „blok” danych nie tylko zawierał adres pamięci bezpośredniej strony, ale informacje na kilku kolejnych stronach. Dlatego w następnych kilku dostępach nie wystąpiłyby opóźnienia z powodu poprzednich żądań pamięci. Technologia ta zwiększa szybkość EDO RAM do około 10 ns, ale nie dała jej możliwości stabilnej pracy przy prędkościach magistrali powyżej 66 MHz. BEDO RAM było próbą zmuszenia EDO RAM do konkurowania z SDRAM.
Synchroniczna pamięć DRAM (SDRAM):
Autor: Royan - Ten plik pochodzi z: SDR SDRAM.jpg, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12309701
SDRAM stał się nowym standardem po tym, jak EDO ugryzł się w pył. Jego prędkość jest synchroniczna, co oznacza, że jest bezpośrednio zależna od prędkości zegara całego systemu. Standardowa pamięć SDRAM może obsługiwać wyższe prędkości magistrali. Teoretycznie może on działać z częstotliwością do 100 MHz, chociaż stwierdzono, że wiele innych zmiennych czynników decydowało o tym, czy może to stabilnie zrobić. Rzeczywista pojemność modułu zależała od rzeczywistych układów pamięci, a także od czynników konstrukcyjnych w samej płytce pamięci.
Aby obejść zmienność, Intel stworzył standard PC100. Standard PC100 zapewnia zgodność podsystemów SDRAM z procesorami FSB 100 MHz Intela. Nowe wymagania dotyczące projektowania, produkcji i testowania stworzyły wyzwania dla firm produkujących półprzewodniki i dostawców modułów pamięci. Każdy moduł SDRAM PC100 wymagał kluczowych atrybutów, aby zagwarantować pełną zgodność, takich jak zastosowanie komponentów (układów) DRAM 8ns, które mogą pracować z częstotliwością 125 MHz. Zapewniło to margines bezpieczeństwa w zapewnieniu, że moduł pamięci może działać z prędkością PC100. Dodatkowo układy SDRAM muszą być używane w połączeniu z prawidłowo zaprogramowanym EEPROM na odpowiednio zaprojektowanej płytce drukowanej. Im krótsza odległość musi przebyć sygnał, tym szybciej biegnie. Z tego powodu na modułach PC100 pojawiły się dodatkowe warstwy obwodów wewnętrznych.
Wraz ze wzrostem prędkości komputera pojawił się ten sam problem dla szyny 133 MHz, dlatego opracowano standard PC133. SDRAM pojawił się po raz pierwszy na początku lat siedemdziesiątych i był używany do połowy lat dziewięćdziesiątych.
RAMBus DRAM (RDRAM):
Opracowany przez Rambus, Inc. i zatwierdzony przez Intel jako wybrany następca SDRAM. RDRAM zawęża szynę pamięci do 16-bitów i działa z częstotliwością do 800 MHz. Ponieważ ta wąska magistrala zajmuje mniej miejsca na płycie, systemy mogą uzyskać większą prędkość, uruchamiając wiele kanałów równolegle. Pomimo szybkości, RDRAM miał ciężki czas na rynku ze względu na problemy ze zgodnością i czasem. Problemem jest również ciepło, ale RDRAM ma radiatory, które to rozpraszają. Koszt jest poważnym problemem związanym z RDRAM, ponieważ producenci muszą wprowadzić poważne zmiany w obiekcie, aby to zrobić, a koszt produktu dla konsumentów jest zbyt wysoki, aby ludzie mogli go przełknąć. Pierwsze płyty główne z obsługą RDRAM pojawiły się w 1999 roku.
DDR-SDRAM (DDR):
Ten rodzaj pamięci jest naturalną ewolucją SDRAM i większość producentów woli to od Rambusa, ponieważ niewiele trzeba zmienić, aby to zrobić. Twórcy pamięci mogą go również wytwarzać, ponieważ jest to otwarty standard, podczas gdy musieliby płacić opłaty licencyjne na rzecz Rambus, Inc., aby zrobić RDRAM. DDR oznacza Double Data Rate. DDR przetasowuje dane przez magistralę podczas wzrostu i spadku cyklu zegara, skutecznie podwajając prędkość w porównaniu ze standardową pamięcią SDRAM.
Ze względu na swoje zalety w stosunku do RDRAM, obsługa DDR-SDRAM została wdrożona przez prawie wszystkich głównych producentów chipsetów i szybko stała się nowym standardem pamięci dla większości komputerów. Prędkości wahały się od 100 MHz DDR (przy prędkości roboczej 200 MHz) lub pc1600 DDR-SDRAM, aż do obecnych prędkości 200 MHz DDR (przy prędkości roboczej 400 MHz) lub pc3200 DDR-SDRAM. Niektórzy producenci pamięci produkują jeszcze szybsze moduły pamięci DDR-SDRAM, które z łatwością przyciągają tłum overclockerów. DDR opracowano w latach 1996–2000.
DDR-SDRAM 2 (DDR2):
Autor: Victorrocha z angielskiej Wikipedii, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29911920
DDR2 ma kilka zalet w stosunku do konwencjonalnej pamięci DDR-SDRAM (DDR), z których główną jest to, że w każdym cyklu pamięci DDR2 przesyła teraz 4 bity informacji z pamięci logicznej (wewnętrznej) do buforów we / wy. standardowa pamięć DDR-SDRAM przesyła tylko 2 bity informacji w każdym cyklu pamięci. Z tego powodu normalna pamięć DDR-SDRAM wymaga pamięci wewnętrznej i buforów we / wy do pracy z częstotliwością 200 MHz, aby osiągnąć całkowitą zewnętrzną prędkość roboczą 400 MHz.
Ze względu na zdolność DDR2 do przesyłania dwa razy więcej bitów na cykl z pamięci logicznej (wewnętrznej) do buforów we / wy (ta technologia jest formalnie znana jako 4-bitowe pobieranie wstępne), prędkość pamięci wewnętrznej może faktycznie działać przy 100 MHz zamiast 200 MHz, oraz całkowita zewnętrzna prędkość robocza nadal będzie wynosić 400 MHz. Przede wszystkim sprowadza się to do tego, że DDR-SDRAM 2 będzie mógł pracować z wyższymi łącznymi częstotliwościami roboczymi dzięki 4-bitowej technologii wstępnego pobierania (np. Prędkość pamięci wewnętrznej 200 MHz zapewni całkowitą zewnętrzną prędkość roboczą 800 MHz!) Niż DDR -SDRAM.
DDR2 po raz pierwszy wdrożono w 2003 roku.
DDR-SDRAM 3 (DDR3):
Jedną z głównych zalet DDR3 w porównaniu z DDR2 i DDR jest koncentracja na niskim zużyciu energii. Innymi słowy, ta sama ilość pamięci RAM zużywa o wiele mniej energii, więc możesz zwiększyć ilość pamięci RAM używanej do tej samej ilości energii. Jak bardzo zmniejsza zużycie energii? O 40 procent, siedząc przy 1, 5 V w porównaniu do 1, 8 V DDR2. Nie tylko to, ale szybkość transferu pamięci RAM jest nieco szybsza i wynosi od 800 do 1600 MHz.
Szybkość bufora jest również znacznie wyższa - preferowana szybkość bufora DDR3 wynosi 8 bitów, a DDR2 to 4 bity. Zasadniczo oznacza to, że pamięć RAM może przesyłać dwa razy więcej bitów na cykl niż DDR2 i przesyła 8 bitów danych z pamięci do buforów we / wy. DDR3 nie jest najnowszą formą pamięci RAM, ale jest używana na wielu komputerach. DDR3 został wydany w 2007 roku.
DDR-SDRAM 4 (DDR4):
Autorstwa Dsimic - Praca własna, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=36779600
Następny jest DDR4, który przenosi oszczędności energii na wyższy poziom - napięcie robocze pamięci RAM DDR4 wynosi 1, 2 V. Nie tylko to, ale pamięć RAM DDR4 oferuje również wyższą prędkość transferu, pracując z częstotliwością do 3200 MHz. Ponadto DDR4 dodaje cztery grupy banków, z których każda może samodzielnie podjąć operację, co oznacza, że pamięć RAM może obsłużyć cztery zestawy danych na cykl. To sprawia, że jest znacznie wydajniejszy niż DDR3.
DDR4 także idzie o krok dalej, wprowadzając DBI lub Data Bus Inversion. Co to znaczy? Jeśli DBI jest włączone, w zasadzie liczy liczbę „0” bitów na jednym torze. Jeśli są 4 lub więcej, bajt, jeśli dane są odwrócone, a na końcu dodawany jest dziewiąty bit, zapewniając, że pięć lub więcej bitów ma wartość „1”. To powoduje, że zmniejsza opóźnienie transmisji danych, zapewniając tak małą moc jak możliwe jest używane. Pamięć RAM DDR5 jest obecnie standardem na większości komputerów, jednak DDR5 ma zostać sfinalizowany jako standard do końca 2016 roku. DDR4 został wydany w 2014 roku.
Nielotna pamięć RAM (NVRAM):
Nieulotna pamięć RAM jest rodzajem pamięci, która w przeciwieństwie do innych rodzajów pamięci, nie traci danych po utracie zasilania. Najbardziej znaną formą NVRAM jest pamięć flash, używana w dyskach półprzewodnikowych i napędach USB. Nie obywa się jednak bez wad - na przykład ma skończoną liczbę cykli zapisu, a po tej liczbie pamięć zacznie się pogarszać. Nie tylko to, ale ma pewne ograniczenia wydajności, które uniemożliwiają mu dostęp do danych tak szybko, jak niektóre inne rodzaje pamięci RAM.
Zamknięcie
Wystarczy powiedzieć, że istnieje wiele różnych typów pamięci. W tym przewodniku mamy nadzieję, że wyjaśniliśmy, jakie są różne rodzaje pamięci RAM, co robią i jak wpływają na twój komputer.
Masz pytania? Zostaw nam komentarz poniżej lub dołącz do nas na forach PCMech!
