Gandrīz katrai ierīcei, kas spēj darboties ar skaitļošanu, ir nepieciešama RAM. Apskatiet savu iecienītāko ierīci (piem., viedtālruņus, planšetdatorus, galddatorus, klēpjdatorus, grafiku kalkulatorus, HDTV, rokas spēļu sistēmas utt.), un jums vajadzētu atrast informāciju par operatīvo atmiņu. Lai gan visa RAM pamatā kalpo vienam un tam pašam mērķim, mūsdienās parasti tiek izmantoti daži dažādi RAM veidi:
- Statiskā RAM (SRAM)
- Dinamiska RAM (DRAM)
- Sinhronā dinamiskā RAM (SDRAM)
- Single Data Rate sinhronā dinamiskā RAM (SDR SDRAM)
- Dubultā datu ātruma sinhronā dinamiskā RAM (DDR SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4)
- Grafikas dubultā datu ātruma sinhronā dinamiskā RAM (GDDR SDRAM, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5)
- Flash atmiņa
Kas ir RAM?
RAM apzīmē brīvpiekļuves atmiņu, un tā nodrošina datoriem virtuālo telpu, kas nepieciešama informācijas pārvaldībai un problēmu risināšanai. Varat to uzskatīt par atkārtoti lietojamu skrāpējamu papīru, uz kura ar zīmuli rakstītu piezīmes, ciparus vai zīmējumus. Ja uz papīra pietrūkst vietas, jūs nopelnāt vairāk, izdzēšot to, kas jums vairs nav vajadzīgs; RAM darbojas līdzīgi, ja tai ir nepieciešams vairāk vietas, lai apstrādātu pagaidu informāciju (t.i., palaistu programmatūru/programmas). Lielāki papīra gabali ļauj izskrāpēt vairāk (un lielākas) idejas vienlaikus, pirms tās jādzēš; Lielākam RAM datoram ir līdzīgs efekts.
RAM ir dažādas formas (t.i., veids, kā tā fiziski savienojas ar skaitļošanas sistēmām vai saskarnes ar tām), ietilpība (mērīta MB vai GB), ātrums (mērīts MHz vai GHz) un arhitektūra. Šie un citi aspekti ir svarīgi ņemt vērā, jauninot sistēmas ar RAM, jo datorsistēmām (piemēram, aparatūrai, mātesplatēm) ir jāievēro stingras saderības vadlīnijas. Piemēram:
- Vecākas paaudzes datori, visticamāk, nevarēs pielāgoties jaunākajiem RAM tehnoloģiju veidiem
- Klēpjdatora atmiņa neietilps galddatoros (un otrādi)
- RAM ne vienmēr ir atpakaļsaderīga
- Sistēma parasti nevar sajaukt un saskaņot dažādu veidu/paaudžu RAM kopā
Statiskā RAM (SRAM)
- Laiks tirgū: 90. gadi līdz mūsdienām
- Populāri produkti, kas izmanto SRAM: Digitālās kameras, maršrutētāji, printeri, LCD ekrāni
Vienam no diviem pamata atmiņas veidiem (otrs ir DRAM), SRAM ir nepieciešama pastāvīga jaudas plūsma, lai tā darbotos. Nepārtrauktas jaudas dēļ SRAM nav “jāatsvaidzina”, lai atcerētos saglabātos datus. Tāpēc SRAM tiek saukta par “statisku” - lai saglabātu datus neskartus, nav nepieciešamas nekādas izmaiņas vai darbības (piemēram, atsvaidzināšana). Tomēr SRAM ir nepastāvīga atmiņa, kas nozīmē, ka visi saglabātie dati tiek zaudēti, tiklīdz tiek pārtraukta strāvas padeve.
SRAM izmantošanas priekšrocības (salīdzinājumā ar DRAM) ir mazāks enerģijas patēriņš un ātrāks piekļuves ātrums. SRAM izmantošanas trūkumi (salīdzinājumā ar DRAM) ir mazākas atmiņas ietilpības un augstākas ražošanas izmaksas. Šo īpašību dēļ SRAM parasti izmanto:
- CPU kešatmiņa (piem., L1, L2, L3)
- Cietā diska buferis/kešatmiņa
- Digital-to-analog converters (DAC) videokartēs
Dinamiska RAM (DRAM)
- Laiks tirgū: 1970. gadi līdz 1990. gadu vidum
- Populāri produkti, kas izmanto DRAM: Videospēļu konsoles, tīkla aparatūra
Viens no diviem pamata atmiņas veidiem (otrs ir SRAM), DRAM, lai darbotos, ir nepieciešama periodiska jaudas “atsvaidzināšana”. Kondensatori, kas glabā datus DRAM, pakāpeniski izlādē enerģiju; enerģijas trūkums nozīmē, ka dati tiek zaudēti. Tāpēc DRAM tiek saukta par “dinamisku” - lai saglabātu datus neskartus, ir nepieciešamas pastāvīgas izmaiņas vai darbība (piemēram, atsvaidzināšana). DRAM ir arī nepastāvīga atmiņa, kas nozīmē, ka visi saglabātie dati tiek zaudēti, tiklīdz tiek pārtraukta strāvas padeve.
DRAM izmantošanas priekšrocības (salīdzinājumā ar SRAM) ir zemākas ražošanas izmaksas un lielāka atmiņas ietilpība. DRAM izmantošanas trūkumi (salīdzinājumā ar SRAM) ir lēnāks piekļuves ātrums un lielāks enerģijas patēriņš. Šo īpašību dēļ DRAM parasti izmanto:
- Sistēmas atmiņa
- Video grafikas atmiņa
Deviņdesmitajos gados tika izstrādāta Extended Data Out Dynamic RAM (EDO DRAM), kam sekoja tās attīstība Burst EDO RAM (BEDO DRAM). Šie atmiņas veidi bija pievilcīgi, pateicoties paaugstinātai veiktspējai/efektivitātei par zemākām izmaksām. Tomēr tehnoloģija tika novecojusi, attīstot SDRAM.
Sinhronā dinamiskā RAM (SDRAM)
- Laiks tirgū: 1993. gada līdz mūsdienām
- Populāri produkti, kas izmanto SDRAM: Datora atmiņa, videospēļu konsoles
SDRAM ir DRAM klasifikācija, kas darbojas sinhroni ar CPU pulksteni, kas nozīmē, ka tas gaida pulksteņa signālu, pirms reaģē uz datu ievadi (piemēram, lietotāja interfeisu). Turpretim DRAM ir asinhrona, kas nozīmē, ka tā nekavējoties reaģē uz datu ievadi. Bet sinhronās darbības priekšrocība ir tāda, ka centrālais procesors var paralēli apstrādāt instrukcijas, kas pārklājas, ko sauc arī par "konveijera" - iespēja saņemt (lasīt) jaunu instrukciju, pirms iepriekšējā instrukcija ir pilnībā atrisināta (rakstīta).
Lai gan konveijeru izveide neietekmē laiku, kas nepieciešams instrukciju apstrādei, tas ļauj vienlaikus izpildīt vairāk instrukciju. Apstrādājot vienu lasīšanas un vienas rakstīšanas instrukciju katrā pulksteņa ciklā, tiek sasniegts augstāks kopējais CPU pārsūtīšanas/veiktspējas līmenis. SDRAM atbalsta konveijeru sistēmu, jo tās atmiņa ir sadalīta atsevišķās bankās, un tāpēc tā plaši dod priekšroku pamata DRAM.
Single Data Rate sinhronā dinamiskā RAM (SDR SDRAM)
- Laiks tirgū: 1993. gada līdz mūsdienām
- Populāri produkti, kas izmanto SDR SDRAM: Datora atmiņa, videospēļu konsoles
SDR SDRAM ir paplašināts termins SDRAM - šie divi veidi ir viens un tas pats, bet visbiežāk tiek saukti tikai par SDRAM. “Viens datu pārraides ātrums” norāda, kā atmiņa apstrādā vienu lasīšanas un rakstīšanas instrukciju pulksteņa ciklā. Šis marķējums palīdz precizēt SDR SDRAM un DDR SDRAM salīdzinājumus:
DDR SDRAM būtībā ir SDR SDRAM otrās paaudzes izstrāde
Dubultā datu ātruma sinhronā dinamiskā RAM (DDR SDRAM)
- Laiks tirgū: 2000. gada līdz šim brīdim
- Populāri produkti, kas izmanto DDR SDRAM: Datora atmiņa
DDR SDRAM darbojas tāpat kā SDR SDRAM, tikai divreiz ātrāk. DDR SDRAM spēj apstrādāt divas lasīšanas un divas rakstīšanas instrukcijas vienā pulksteņa ciklā (tātad "dubultā"). Lai gan pēc funkcijas ir līdzīgas, DDR SDRAM ir fiziskas atšķirības (184 tapas un viens iegriezums savienotājā) salīdzinājumā ar SDR SDRAM (168 tapas un divi iegriezumi savienotājā). DDR SDRAM darbojas arī ar zemāku standarta spriegumu (2,5 V no 3,3 V), novēršot atpakaļejošu saderību ar SDR SDRAM.
- DDR2 SDRAM ir DDR SDRAM evolucionārs jauninājums. Lai gan joprojām ir dubults datu pārraides ātrums (apstrādājot divas lasīšanas un divas rakstīšanas instrukcijas vienā pulksteņa ciklā), DDR2 SDRAM ir ātrāks, jo tas var darboties ar lielāku takts ātrumu. Standarta (nav pārspīlēti) DDR atmiņas moduļu maksimālā frekvence ir 200 MHz, savukārt standarta DDR2 atmiņas moduļi ir 533 MHz. DDR2 SDRAM darbojas ar zemāku spriegumu (1,8 V) ar vairāk tapām (240), kas novērš atpakaļejošu saderību.
- DDR3 SDRAM uzlabo veiktspēju salīdzinājumā ar DDR2 SDRAM, izmantojot uzlabotu signāla apstrādi (uzticamību), lielāku atmiņas ietilpību, mazāku enerģijas patēriņu (1,5 V) un lielāku standarta pulksteņa ātrumu (līdz 800 Mhz). Lai gan DDR3 SDRAM ir tāds pats tapu skaits kā DDR2 SDRAM (240), visi pārējie aspekti novērš atpakaļsaderību.
- DDR4 SDRAM uzlabo veiktspēju salīdzinājumā ar DDR3 SDRAM, pateicoties uzlabotai signāla apstrādei (uzticamībai), vēl lielākai atmiņas ietilpībai, vēl mazākam enerģijas patēriņam (1,2 V) un lielākam standarta pulksteņa ātrumam (līdz 1600 Mhz). DDR4 SDRAM izmanto 288 kontaktu konfigurāciju, kas arī novērš atpakaļsaderību.
Grafikas dubultā datu ātruma sinhronā dinamiskā RAM (GDDR SDRAM)
- Laiks tirgū: 2003. gada līdz šim brīdim
- Populāri produkti, kas izmanto GDDR SDRAM: Videografiskās kartes, daži planšetdatori
GDDR SDRAM ir DDR SDRAM veids, kas ir īpaši izstrādāts video grafikas renderēšanai, parasti kopā ar speciālu GPU (grafikas apstrādes bloku) videokartē. Ir zināms, ka mūsdienu datorspēles ir aprīkotas ar neticami reālistiskām augstas izšķirtspējas vidēm, kuru atskaņošanai bieži ir nepieciešamas lielas sistēmas specifikācijas un labākā videokartes aparatūra (īpaši, ja tiek izmantoti 720p vai 1080p augstas izšķirtspējas displeji).
Līdzīgi kā DDR SDRAM, GDDR SDRAM ir sava evolucionārā līnija (uzlabo veiktspēju un samazina enerģijas patēriņu): GDDR2 SDRAM, GDDR3 SDRAM, GDDR4 SDRAM un GDDR5 SDRAM
Lai gan DDR SDRAM ir ļoti līdzīgas īpašības, GDDR SDRAM nav gluži tas pats. Pastāv ievērojamas atšķirības starp GDDR SDRAM darbības veidu, jo īpaši attiecībā uz to, kā joslas platums tiek atbalstīts, nevis latentums. Paredzams, ka GDDR SDRAM apstrādās milzīgus datu apjomus (joslas platums), taču ne vienmēr ar ātrāko ātrumu (latence); padomājiet par 16 joslu šoseju ar ātrumu 55 jūdzes stundā. Salīdzinoši paredzams, ka DDR SDRAM ir mazs latentums, lai nekavējoties reaģētu uz centrālo procesoru; padomājiet par 2 joslu šoseju ar ātrumu 85 jūdzes stundā.
Flash atmiņa
- Laiks tirgū: 1984. gada līdz mūsdienām
- Populāri produkti, kas izmanto zibatmiņu: Digitālās kameras, viedtālruņi/planšetdatori, rokas spēļu sistēmas/rotaļlietas
Flash atmiņa ir nemainīgs datu nesēja veids, kas saglabā visus datus pēc strāvas padeves atslēgšanas. Neskatoties uz nosaukumu, zibatmiņa pēc formas un darbības (t.i., uzglabāšanas un datu pārsūtīšanas) ir tuvāka cietvielu diskdziņiem nekā iepriekš minētie RAM veidi. Zibatmiņa visbiežāk tiek izmantota:
- USB zibatmiņas diski
- Printeri
- Pārnēsājami multivides atskaņotāji
- Atmiņas kartes
- Maza elektronika/rotaļlietas
Bieži uzdotie jautājumi
- Vai ir kāds labākais RAM veids? Nav, jo dažāda veida RAM bieži ir ļoti dažādas lietojumprogrammas. Bet mājas skaitļošanas lietotājam šodien labākais risinājums ir DDR4.
- Kas ir ātrākais: DDR2. DDR3. vai DDR4? Katra RAM paaudze uzlabo iepriekšējo, nodrošinot lielāku ātrumu un lielāku joslas platumu. Ātrākā RAM mājas skaitļošanas kontekstā ir viegli DDR4.
