Y Mathau o RAM sy'n Rhedeg Cyfrifiaduron Heddiw

by Stanley Goodner

Mae angen RAM ar bron pob dyfais sy'n gallu cyfrifiaduron. Edrychwch ar eich hoff ddyfais (ee smartphones, tabledi, bwrdd gwaith, gliniaduron, cyfrifiannell graffio, HDTVs, systemau hapchwarae llaw, ac ati), a dylech ddod o hyd i rywfaint o wybodaeth am yr RAM. Er bod yr holl RAM yn y bôn yn gwasanaethu'r un diben, mae yna rai mathau gwahanol sy'n cael eu defnyddio'n gyffredin heddiw:

RAM Statig (SRAM)
RAM Dynamig (DRAM)
RAM Dynamig Cydamserol (SDRAM)
Cyfradd Data Sengl RAM Dynamig Cydamserol (SDR SDRAM)
Cyfradd Data Dwbl RAM Dynamig Cydamserol (DDR SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4)
Cyfradd Data Dwbl Graffeg RAM Dynamig Cydamserol (GDDR SDRAM, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5)
Cof Flash

Beth yw RAM?

Mae RAM yn sefyll ar gyfer Cof Mynediad Ar hap , ac mae'n rhoi cyfrifiaduron ar y gofod rhith sydd ei angen i reoli gwybodaeth a datrys problemau yn y funud. Gallwch feddwl amdano fel papur craf y gellir ei hailddefnyddio y byddech yn ysgrifennu nodiadau, rhifau, neu luniadau gyda phensil. Os ydych chi'n rhedeg allan o'r ystafell ar y papur, byddwch yn gwneud mwy trwy ddileu'r hyn nad oes ei angen arnoch mwyach; Mae RAM yn ymddwyn yn yr un modd pan fydd angen mwy o le i ddelio â gwybodaeth dros dro (hy meddalwedd / rhaglenni rhedeg). Mae darnau mwy o bapur yn caniatáu i chi ysgrifennu mwy o syniadau (a mwy) ar y tro cyn gorfod dileu; mae mwy o RAM y tu mewn i gyfrifiaduron yn rhannu effaith debyg.

Daw RAM mewn amrywiaeth o siapiau (hy y ffordd y mae'n cysylltu â systemau cyfrifiadurol neu'n rhyngwynebau â'i gilydd), galluoedd (mesurir yn MB neu GB ), cyflymderau (a fesurir yn MHz neu GHz ), a phensaernïaeth. Mae'r rhain ac agweddau eraill yn bwysig i'w hystyried wrth orfodi systemau gyda RAM, gan fod yn rhaid i systemau cyfrifiadurol (ee caledwedd, motherboards) gydymffurfio â chanllawiau cydweddoldeb llym. Er enghraifft:

Mae'n annhebygol y bydd cyfrifiaduron cynhyrchu hŷn yn cynnwys y mathau mwyaf diweddar o dechnoleg RAM
Ni fydd cof gliniadur yn ffitio mewn bwrdd gwaith (ac i'r gwrthwyneb)
Nid yw RAM bob amser yn gydnaws yn ôl
Yn gyffredinol, ni all system gymysgu a chyfateb gwahanol fathau / cenedlaethau o RAM gyda'i gilydd

RAM Statig (SRAM)

Amser yn y Farchnad: 1990au i gyflwyno
Cynhyrchion Poblogaidd Gan ddefnyddio SRAM: camerâu digidol, llwybryddion, argraffwyr, sgriniau LCD

Un o'r ddau fath cof sylfaenol (y DRAM arall), mae SRAM yn gofyn am lif pŵer cyson er mwyn gweithredu. Oherwydd y pŵer parhaus, nid oes angen 'ailwampio SRAM' i gofio'r data sy'n cael ei storio. Dyna pam y gelwir SRAM yn 'statig' - nid oes angen newid neu weithredu (ee adnewyddu) i gadw data yn gyfan. Fodd bynnag, mae SRAM yn gof cyfnewidiol, sy'n golygu bod yr holl ddata a gedwir yn cael ei golli unwaith y bydd y pŵer yn cael ei dorri i ffwrdd.

Manteision defnyddio SRAM (yn erbyn DRAM) yw defnyddio llai o bŵer a chyflymder mynediad cyflymach. Yr anfanteision o ddefnyddio SRAM (yn erbyn DRAM) yw cynhwysion cof llai a chostau uwch gweithgynhyrchu. Oherwydd y nodweddion hyn, caiff SRAM ei ddefnyddio fel arfer yn:

Cache CPU (ee L1, L2, L3)
Buffer / cache gyrru caled
Trosiyddion digidol-i-analog (DACs) ar gardiau fideo

RAM Dynamig (DRAM)

Amser yn y Farchnad: 1970au i ganol y 1990au
Cynnyrch Poblogaidd Gan ddefnyddio DRAM: consolau gêm fideo, caledwedd rhwydweithio

Mae un o'r ddau fath o gof sylfaenol (sef y SRAM arall), DRAM yn gofyn am 'adnewyddu' o bŵer yn rheolaidd i weithredu. Mae'r cynwysorau sy'n storio data yn DRAM yn rhyddhau ynni yn raddol; nid oes unrhyw egni yn golygu bod y data yn cael ei golli. Dyna pam y gelwir DRAM yn 'ddeinamig' - mae angen newid neu weithredu cyson (ee adnewyddu) i gadw data yn gyfan. Mae DRAM hefyd yn gof cyfnewidiol, sy'n golygu bod yr holl ddata storio yn cael ei golli unwaith y bydd y pŵer yn cael ei dorri i ffwrdd.

Manteision defnyddio DRAM (yn erbyn SRAM) yw costau gweithgynhyrchu is a chyfleoedd cof mwy. Mae'r anfanteision o ddefnyddio DRAM (vs SRAM) yn gyflymder mynediad arafach a mwy o ddefnydd pŵer. Oherwydd y nodweddion hyn, defnyddir DRAM fel arfer yn:

Cof system
Cof graffeg fideo

Yn y 1990au, datblygwyd Y Dynamic RAM (EDO DRAM) Extended Data Out , ac yna'i esblygiad, Burst EDO RAM (BEDO DRAM). Roedd y mathau cof hyn wedi apelio oherwydd mwy o berfformiad / effeithlonrwydd ar gostau is. Fodd bynnag, cafodd y dechnoleg ei darfod gan ddatblygiad SDRAM.

RAM Dynamig Cydamserol (SDRAM)

Amser yn y Farchnad: 1993 i gyflwyno
Cynnyrch Poblogaidd Gan ddefnyddio SDRAM: cof cyfrifiadurol, consolau gêm fideo

Mae SDRAM yn ddosbarthiad o DRAM sy'n gweithredu mewn cydamseriad â'r cloc CPU , sy'n golygu ei fod yn aros am y signal cloc cyn ymateb i fewnbwn data (ee rhyngwyneb defnyddiwr). Mewn cyferbyniad, mae DRAM yn asyncronous, sy'n golygu ei bod yn ymateb yn syth i fewnbwn data. Ond manteision gweithrediad cydamserol yw y gall CPU brosesu cyfarwyddiadau gorgyffwrdd yn gyfochrog, a elwir hefyd yn 'pipelining' - y gallu i dderbyn (darllen) gyfarwyddyd newydd cyn i'r cyfarwyddyd blaenorol gael ei ddatrys yn llawn (ysgrifennwch).

Er nad yw pipelining yn effeithio ar yr amser y mae'n ei gymryd i brosesu cyfarwyddiadau, mae'n caniatáu i fwy o gyfarwyddiadau gael eu cwblhau ar yr un pryd. Mae prosesu un darlleniad ac un cyfarwyddyd ysgrifennu fesul cylch cloc yn arwain at gyfraddau trosglwyddo / perfformiad UG cyffredinol uwch. Mae SDRAM yn cefnogi pipelining oherwydd bod ei gof wedi'i rannu'n fanciau ar wahân, a hynny a arweiniodd at ei ffafriaeth eang dros DRAM sylfaenol.

Cyfradd Data Sengl RAM Dynamig Cydamserol (SDR SDRAM)

Amser yn y Farchnad: 1993 i gyflwyno
Cynhyrchion Poblogaidd Gan ddefnyddio SDR SDRAM: cof cyfrifiadurol, consolau gêm fideo

SDR SDRAM yw'r term ehangedig ar gyfer SDRAM - mae'r ddau fath yn un yr un fath, ond cyfeirir atynt fel arfer fel SDRAM yn unig. Mae'r 'gyfradd ddata sengl' yn nodi sut mae'r cof yn prosesu un darllen ac un cyfarwyddyd ysgrifennu fesul cylch cloc. Mae'r labelu hwn yn helpu i egluro cymariaethau rhwng SDR SDRAM a SDR SDRAM:

Mae SDR SDRAM yn ei hanfod yn natblygiad ail genhedlaeth SDR SDRAM

Cyfradd Data Dwbl RAM Dynamig Cydamserol (SDRAM SDR)

Amser yn y Farchnad: 2000 i gyflwyno
Cynhyrchion Poblogaidd Gan ddefnyddio SDRAM SDR: Cof cyfrifiadurol

SDR SDRAM yn gweithredu fel SDR SDRAM, dim ond dwywaith mor gyflym. Mae DDR SDRAM yn gallu prosesu dau gyfarwyddiad darllen a dwy ysgrifennu fesul cloc (felly 'dwbl'). Er ei bod yn debyg iawn, mae gan DDR SDRAM wahaniaethau ffisegol (184 pinnau ac un nodyn ar y cysylltydd) yn erbyn SDR SDRAM (168 pinnau a dau ddarn ar y cysylltydd). Mae SDRAM SDR hefyd yn gweithio ar foltedd safon is (2.5 V o 3.3 V), gan atal cydweddoldeb â SDR SDRAM yn ôl.

SDRAM DDR2 yw'r uwchraddiad esblygiadol i SDRAM SDR. Er bod y gyfradd ddata ddwbl yn parhau (prosesu dau gyfarwyddyd darllen a dau yn ysgrifenedig bob cylch cloc), mae SDRAM DDR2 yn gyflymach gan y gall redeg ar gyflymder uwch cloc. Modiwlau cof DDR safonol (heb eu gorlwytho ) yn uwch na 200 MHz, tra bod modiwlau cof safonol DDR2 yn cyrraedd 533 MHz. Mae SDRAM DDR2 yn rhedeg ar foltedd is (1.8 V) gyda mwy o biniau (240), sy'n atal cydweddedd yn ôl.
Mae SDRAM DDR3 yn gwella perfformiad dros SDRAM DDR2 trwy brosesu signal uwch (dibynadwyedd), mwy o allu cof, defnydd pŵer is (1.5 V), a chyflymder cloc safonol uwch (hyd at 800 Mhz). Er bod SDRAM DDR3 yn rhannu'r un nifer o byiniau â SDRAM DDR2 (240), mae pob agwedd arall yn atal cydweddedd yn ôl.
Mae SDRAM DDR4 yn gwella perfformiad dros SDRAM DDR3 trwy brosesu signal mwy datblygedig (dibynadwyedd), hyd yn oed yn fwy o ran cof, hyd yn oed yn defnyddio llai o bŵer (1.2 V), a chyflymder cloc safonol uwch (hyd at 1600 MHz). Mae SDRAM DDR4 yn defnyddio cyfluniad 288-pin, sydd hefyd yn atal cydweddedd yn ôl.

Cyfradd Data Dwbl Graffeg RAM Dynamig Cydamserol (GDDR SDRAM)

Amser yn y Farchnad: 2003 i gyflwyno
Cynhyrchion Poblogaidd Gan ddefnyddio GDDR SDRAM: Cardiau graffeg fideo, rhai tabledi

Mae GDDR SDRAM yn fath o SDRAM DDR a gynlluniwyd yn benodol ar gyfer rendro graffeg fideo, fel arfer ar y cyd â GPU penodol (uned brosesu graffeg) ar gerdyn fideo . Mae'n hysbys bod gemau cyfrifiadurol Modern yn gwthio'r amlen gydag amgylcheddau diffiniad uchel iawn realistig, yn aml yn gofyn am fanylebau system hefty a'r caledwedd cerdyn fideo gorau er mwyn chwarae (yn enwedig wrth ddefnyddio arddangosfeydd datrysiad uchel 720p neu 1080p ).

Yn debyg i DDR SDRAM, mae gan GDDR SDRAM ei linell esblygol ei hun (gwella perfformiad a lleihau'r defnydd o bŵer): SDDD GDDR2, SDDD GDDR3, SDDD GDDR4, a SDDD GDDR5.

Er gwaethaf rhannu nodweddion tebyg iawn gyda SDRAM SDR, nid yw GDDR SDRAM yr un peth. Mae gwahaniaethau nodedig gyda'r ffordd y mae GDDR SDRAM yn gweithredu, yn enwedig o ran sut mae lled band yn ffafrio am latency. Disgwylir i GDDR SDRAM brosesu symiau enfawr o ddata (lled band), ond nid o reidrwydd ar y cyflymderau cyflymaf (latency) - meddyliwch am briffordd 16-lôn wedi'i osod yn 55 MPH. Yn gymharol, disgwylir i DDR SDRAM latency isel i ymateb yn syth i'r CPU - meddyliwch am briffordd 2 lôn a osodir yn 85 MPH.

Cof Flash

Amser yn y Farchnad: 1984 i'r presennol
Cynhyrchion Poblogaidd Gan ddefnyddio Cof Flash: camerâu digidol, smartphones / tabledi, systemau gêmau / teganau gemau llaw

Mae cof fflach yn fath o gyfrwng storio ansefydlog sy'n cadw'r holl ddata ar ôl torri pŵer. Er gwaethaf yr enw, mae cof fflach yn agosach ar ffurf a gweithrediad (hy storio a throsglwyddo data) i gyrru cyflwr cadarn na'r mathau o RAM uchod. Defnyddir cof fflach fel arfer yn: