Paměť, kterou počítač používá, může být velkou součástí toho, jak počítač funguje a jak rychle dokáže. Pokud však stavíte počítač, může být obtížné vědět, co si vybrat nebo proč. Proto jsme sestavili tohoto průvodce.
Pokud jde o paměť, existuje několik různých technologií. Zde je přehled těchto technologií a co znamenají pro váš počítač.
Poznámka pro editory: Tento článek, který byl původně publikován v roce 2007, byl aktualizován v listopadu 2016 o aktuálnější informace o nejnovějších paměťových technologiích.
ROM
ROM je v podstatě paměť pouze pro čtení nebo paměť, do které lze číst, ale nikoli zapisovat. ROM se používá v situacích, kdy se musí ukládaná data uchovávat trvale. Je to proto, že se jedná o energeticky nezávislou paměť - jinými slovy, data jsou do čipu „pevně zapojena“. Tento čip můžete uložit navždy a data tam budou vždy, takže jsou velmi bezpečná. Systém BIOS je uložen na ROM, protože uživatel nemůže informace narušit.
Existuje také řada různých typů ROM:
EEPROM
Programovatelná ROM (PROM):
Jde v podstatě o prázdný čip ROM, na který lze zapsat, ale pouze jednou. Je to podobně jako jednotka CD-R, která vypaluje data na CD. Některé společnosti používají speciální stroje k psaní PROM pro speciální účely. PROM byl poprvé vynalezen v roce 1956.
Vymazatelná programovatelná ROM (EPROM):
Je to jako PROM, kromě toho, že můžete vymazat ROM tím, že na senzor na vrcholu ROM čipu na určitou dobu svítí speciální ultrafialové světlo. Tím dojde k vymazání dat a jejich přepsání. EPROM byl poprvé vynalezen v roce 1971.
Elektricky mazatelná programovatelná ROM (EEPROM):
Také se nazývá flash BIOS. Tuto ROM lze přepsat pomocí speciálního softwarového programu. Flash BIOS funguje tímto způsobem a umožňuje uživatelům upgradovat jejich BIOS. EEPROM byl poprvé vynalezen v roce 1977.
ROM je pomalejší než RAM, což je důvod, proč se ho někteří pokouší stínovat, aby se zvýšila rychlost.
RAM
Paměť s náhodným přístupem (RAM) je to, co si většina z nás myslí, když uslyšíme slovo „paměť“ spojené s počítači. Je to nestálá paměť, což znamená, že všechna data se při vypnutí napájení ztratí. RAM se používá pro dočasné ukládání programových dat, což umožňuje optimalizaci výkonu.
Stejně jako ROM existují i různé typy paměti RAM. Zde jsou nejběžnější různé typy.
Statická RAM (SRAM)
Tato RAM bude udržovat svá data, dokud budou paměťové čipy napájeny. Není nutné jej pravidelně přepisovat. Ve skutečnosti jediný čas, kdy jsou data v paměti obnovena nebo změněna, je, když je proveden skutečný příkaz pro zápis. SRAM je velmi rychlý, ale je mnohem dražší než DRAM. SRAM se často používá jako vyrovnávací paměť kvůli své rychlosti.
Existuje několik typů SRAM:
Statický RAM čip
Async SRAM:
Starší typ SRAM používaný v mnoha počítačích pro L2 cache. Je asynchronní, což znamená, že pracuje nezávisle na systémových hodinách. To znamená, že CPU zjistilo, že čeká na informace z L2 cache. Async SRAM se začal v 90. letech hodně používat.
Synchronizace SRAM:
Tento typ SRAM je synchronní, což znamená, že je synchronizován se systémovými hodinami. I když to zrychluje, je to poměrně drahé současně. Koncem 90. let se stal Sync SRAM populárnějším.
Potrubí Burst SRAM:
Běžně používané. Požadavky SRAM jsou propojeny, což znamená, že větší pakety dat jsou odesílány do paměti najednou, a velmi rychle na ně reagovaly. Toto plemeno SRAM může pracovat při rychlostech sběrnice vyšších než 66 MHz, takže se často používá. Pipeline Burst SRAM byl poprvé implementován v roce 1996 společností Intel.
Dynamická RAM (DRAM)
DRAM, na rozdíl od SRAM, musí být neustále přepisován, aby si uchoval svá data. To se provádí umístěním paměti na obnovovací obvod, který přepisuje data několik setkrát za sekundu. DRAM se používá pro většinu systémové paměti, protože je levný a malý.
Existuje několik typů DRAM, které ještě více komplikují paměťovou scénu:
Rychlý režim stránky DRAM (FPM DRAM):
FPM DRAM je jen nepatrně rychlejší než běžné DRAM. Před tím, než existovala EDO RAM, byl FPM RAM hlavním typem používaným v PC. Je to docela pomalé věci, s přístupovým časem 120 ns. Nakonec byl vylepšen na 60 ns, ale FPM byl stále příliš pomalý na to, aby pracoval na systémové sběrnici 66 MHz. Z tohoto důvodu byla FPM RAM nahrazena EDO RAM. FPM RAM se dnes moc nevyužívá kvůli své nízké rychlosti, ale je téměř všeobecně podporována.
DRAM s rozšířenými daty (EDO DRAM):
EDO paměť obsahuje ještě další vylepšení ve způsobu přístupu. Umožňuje jednomu přístupu začít, zatímco druhý je dokončován. I když to může znít důmyslně, zvýšení výkonu oproti FPM DRAM je pouze kolem 30%. Čipová sada EDO musí být řádně podporována. EDO RAM přichází na SIMM. EDO RAM nemůže pracovat na rychlosti sběrnice rychleji než 66MHz, takže se zvyšujícím se využitím vyšších rychlostí sběrnice se EDO RAM ujala cesty FPM RAM.
Burst EDO DRAM (BEDO DRAM):
Původní EDO RAM byla příliš pomalá pro novější systémy, které v té době vyšly. Proto bylo nutné vyvinout novou metodu přístupu k paměti, aby se paměť urychlila. Byla navržena metoda prasknutí. To znamená, že do paměti byly posílány větší bloky dat najednou a každý „blok“ dat nesl nejen adresu paměti okamžité stránky, ale i informace na dalších několika stránkách. Proto by v příštích několika přístupech nedošlo k žádným zpožděním kvůli předchozím požadavkům na paměť. Tato technologie zvyšuje rychlost EDO RAM až kolem 10 ns, ale nedala jí schopnost pracovat stabilně při rychlosti sběrnice nad 66MHz. BEDO RAM byla snaha, aby EDO RAM konkurovalo SDRAM.
Synchronní DRAM (SDRAM):
Autor: Royan - Tento soubor byl odvozen od: SDR SDRAM.jpg, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12309701
SDRAM se stal novým standardem po EDO bit prachu. Jeho rychlost je synchronní, což znamená, že je přímo závislá na hodinové rychlosti celého systému. Standardní SDRAM zvládne vyšší rychlosti sběrnice. Teoreticky by to mohlo fungovat až do 100MHz, i když bylo zjištěno, že mnoho dalších proměnných faktorů šlo do toho, zda to dokáže stabilně. Skutečná rychlost modulu závisí na skutečných paměťových čipech a na konstrukčních faktorech v samotné paměťové desce.
Abychom obešli variabilitu, společnost Intel vytvořila standard PC100. Standard PC100 zajišťuje kompatibilitu subsystémů SDRAM s procesory Intel 100MHz FSB. Nové požadavky na design, výrobu a testování vyvolaly výzvy pro polovodičové společnosti a dodavatele paměťových modulů. Každý modul PC100 SDRAM vyžadoval klíčové atributy, aby zaručil plnou shodu, například použití 8ns komponent DRAM (čipy) 8ns, které jsou schopné pracovat při 125MHz. To zajistilo bezpečnost při zajištění toho, aby paměťový modul mohl běžet rychlostí PC100. Čipy SDRAM musí být navíc používány ve spojení se správně naprogramovanou pamětí EEPROM na správně navržené desce s plošnými spoji. Čím kratší vzdálenost signál potřebuje, tím rychlejší je. Z tohoto důvodu byly na modulech PC100 další vrstvy vnitřních obvodů.
S rostoucími rychlostmi PC byl stejný problém zaznamenán u sběrnice 133 MHz, takže byl vyvinut standard PC133. SDRAM se poprvé objevil na počátku 70. let a používal se až do poloviny 90. let.
RAMBus DRAM (RDRAM):
Vyvinutý společností Rambus, Inc. a schválen společností Intel jako vybraný nástupce SDRAM. RDRAM zužuje paměťovou sběrnici na 16bitovou a běží až na 800 MHz. Protože tato úzká sběrnice zabírá na desce méně místa, mohou systémy dosáhnout vyšší rychlosti paralelním provozováním více kanálů. Navzdory rychlosti měl RDRAM na trhu těžký čas kvůli problémům s kompatibilitou a časováním. Teplo je také problém, ale RDRAM má chladiče, aby to rozptýlil. Náklady jsou pro společnost RDRAM hlavním problémem, protože výrobci potřebují provést zásadní změny v zařízení a náklady na výrobky pro spotřebitele jsou příliš vysoké na to, aby je lidé mohli spolknout. První základní desky s podporou RDRAM vyšly v roce 1999.
DDR-SDRAM (DDR):
Tento typ paměti je přirozeným vývojem od SDRAM a většina výrobců to dává přednost Rambusu, protože k tomu není třeba nic měnit. Tvůrci paměti si ji také mohou vyrobit, protože se jedná o otevřený standard, zatímco za to, aby RDRAM, museli platit licenční poplatky společnosti Rambus, Inc. DDR je zkratka pro Double Data Rate. DDR zamíchá data přes sběrnici během nárůstu i poklesu hodinového cyklu, což ve skutečnosti zdvojnásobuje rychlost oproti standardní SDRAM.
Díky svým výhodám oproti RDRAM byla podpora DDR-SDRAM implementována téměř všemi hlavními výrobci čipových sad a rychle se stala novým standardem paměti pro většinu PC. Rychlosti se pohybovaly od 100 MHz DDR (s provozní rychlostí 200 MHz), nebo PC1600 DDR-SDRAM, až k současným hodnotám 200 MHz DDR (s provozní rychlostí 400 MHz), nebo PC3200 DDR-SDRAM. Někteří výrobci paměti produkují ještě rychlejší paměťové moduly DDR-SDRAM, které snadno přitahují dav přetaktování. DDR byl vyvinut v letech 1996 až 2000.
DDR-SDRAM 2 (DDR2):
Victorrocha na anglické Wikipedii, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29911920
DDR2 má oproti konvenčním DDR-SDRAM (DDR) několik výhod, přičemž hlavní je, že v každém paměťovém cyklu DDR2 nyní vysílá 4 bity informací z logické (vnitřní) paměti do I / O vyrovnávacích pamětí. standardní DDR-SDRAM vysílá pouze 2 bity informací v každém paměťovém cyklu. Z tohoto důvodu normální DDR-SDRAM vyžaduje, aby interní paměť a I / O vyrovnávací paměti fungovaly při 200 MHz, aby dosáhly celkové externí provozní rychlosti 400 MHz.
Vzhledem k schopnosti DDR2 přenášet dvakrát tolik bitů za cyklus z logické (vnitřní) paměti do I / O vyrovnávacích pamětí (tato technologie je formálně známá jako 4bitová předběžná načtení), rychlost vnitřní paměti může ve skutečnosti běžet na 100 MHz místo 200 MHz a celková externí provozní rychlost bude stále 400MHz. Zejména jde o to, že DDR-SDRAM 2 bude schopen pracovat na vyšších celkových provozních frekvencích díky 4bitové technologii předběžného načtení (např. Rychlost vnitřní paměti 200 MHz by poskytla celkovou externí provozní rychlost 800 MHz!) Než DDR. -SDRAM.
DDR2 byl poprvé implementován v roce 2003.
DDR-SDRAM 3 (DDR3):
Jednou z hlavních výhod DDR3 oproti DDR2 a DDR je zaměření na nízkou spotřebu energie. Jinými slovy, stejné množství paměti RAM spotřebovává mnohem méně energie, takže můžete zvýšit množství paměti RAM, kterou používáte pro stejné množství energie. Jak moc to snižuje spotřebu energie? O statných 40 procent sedí na 1, 5 V ve srovnání s 1, 8 V na DDR2. Nejen to, ale přenosová rychlost RAM je o něco rychlejší, sedí mezi 800 MHz - 1600 MHz.
Rychlost vyrovnávací paměti je také výrazně vyšší - preferovaná rychlost vyrovnávací paměti DDR3 je 8 bitů, zatímco DDR2 je 4 bitová. To v podstatě znamená, že RAM může vysílat dvakrát tolik bitů za cyklus než DDR2 a přenáší 8 bitů dat z paměti do I / O vyrovnávacích pamětí. DDR3 není nejnovější formou paměti RAM, ale používá se na mnoha počítačích. DDR3 byl spuštěn v roce 2007.
DDR-SDRAM 4 (DDR4):
By Dsimic - vlastní práce, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=36779600
Dalším krokem je DDR4, který posouvá úspory energie na další úroveň - provozní napětí DDR4 RAM je 1, 2V. Nejen to, ale paměť DDR4 RAM také nabízí vyšší přenosovou rychlost, a to až do 3200 mHz. Kromě toho DDR4 přidává čtyři bankovní skupiny, z nichž každá může operaci provádět samostatně, což znamená, že RAM dokáže zpracovat čtyři sady dat za cyklus. Díky tomu je mnohem efektivnější než DDR3.
DDR4 dělá věci ještě o krok dále a přináší DBI nebo inverzi datové sběrnice. Co to znamená? Pokud je povoleno DBI, spočítá v podstatě počet bitů „0“ v jednom pruhu. Pokud jsou 4 nebo více, bajt, pokud jsou data invertována a na konec je přidán devátý bit, zajišťující, že pět nebo více bitů je „1.“ Co to dělá, je to, že snižuje zpoždění přenosu dat a zajišťuje tak malý výkon jako je možné. DDR5 RAM je v současné době standardem na většině počítačů, avšak DDR5 bude standardně dokončena do konce roku 2016. DDR4 byl spuštěn v roce 2014.
Energeticky nezávislá RAM (NVRAM):
Energeticky nezávislá RAM je typ paměti, která na rozdíl od jiných typů paměti neztrácí svá data, když ztratí energii. Nejznámější formou NVRAM je ve skutečnosti flash úložiště používané v jednotkách SSD a USB. Nevzniká však bez jeho nedostatků - má například konečný počet zapisovacích cyklů a po tomto čísle se začne paměť zhoršovat. Nejen to, ale má určitá omezení výkonu, která mu brání v přístupu k datům tak rychle jako některé jiné typy paměti RAM.
Uzavírání
Stačí říct, že existuje mnoho různých typů paměti. V této příručce doufáme, že jsme objasnili, jaké různé typy paměti RAM, co dělají a jak ovlivňují váš počítač.
Máte otázky? Nezapomeňte nám zanechat komentář níže nebo se k nám přidat ve fóru PCMech!
