RAM и DRAM - Разбиране на типовете компютърна памет

RAM и DRAM – Разбиране на типовете компютърна памет Leave a comment

Какво е вътрешна RAM памет и как се различава от външната памет?

Компютърната памет обикновено се класифицира като вътрешна или външна памет.

Вътрешната памет, наричана още “основна или първична памет”, се отнася до памет, която съхранява малки количества данни, които могат да бъдат достъпни бързо, докато компютърът работи.

Външната памет , наричана още “вторична памет”, се отнася до устройство за съхранение, което може да задържа или съхранява данни постоянно. Те могат да бъдат вградени или сменяеми устройства за съхранение. Примерите включват твърди дискове, USB флаш устройства и компакт дискове.

Какви са видовете вътрешна памет?

Основно има два вида вътрешна памет: ROM и RAM.

ROM означава памет само за четене. Той е енергонезависим, което означава, че може да съхранява данни дори без захранване. Използва се главно за стартиране или зареждане на компютър.

След като операционната система се зареди, компютърът използва RAM ,  което означава памет с произволен достъп, която временно съхранява данни, докато централния процесор (CPU) изпълнява други задачи. С повече RAM на компютъра, толкова по-малко процесорът трябва да чете данни от външната или вторичната памет (устройство за съхранение), което позволява на компютъра да работи по-бързо. RAM е бърза, но е непостоянна, което означава, че няма да съхранява данни, ако няма захранване. Поради това е важно да запазите данните в устройството за съхранение, преди системата да бъде изключена.

Какви са видовете RAM?

Има два основни типа RAM: динамична RAM (DRAM) и статична RAM (SRAM).

  • DRAM  (произнася се DEE-RAM) се използва широко като основна памет на компютъра. Всяка клетка от DRAM памет е съставена от транзистор и кондензатор в рамките на интегрална схема, а битът за данни се съхранява в кондензатора. Тъй като транзисторите винаги пропускат малко количество, кондензаторите бавно ще се разреждат, което ще доведе до източване на информацията, съхранена в тях; следователно DRAM трябва да се опреснява (получава нов електронен заряд) на всеки няколко милисекунди, за да запази данните.
  • SRAM (произнася се ES-RAM) се състои от четири до шест транзистора. Той съхранява данните в паметта, докато системата се захранва, за разлика от DRAM, която трябва да се опреснява периодично. Като такава, SRAM е по-бърза, но и по-скъпа, което прави DRAM по-разпространената памет в компютърните системи.
Какви са често срещаните типове DRAM?
  • Синхронната DRAM (SDRAM)  „синхронизира“ скоростта на паметта с тактовата честота на процесора, така че контролерът на паметта да знае точния тактов цикъл, когато исканите данни ще бъдат готови. Това позволява на процесора да изпълнява повече инструкции в даден момент. Типичната SDRAM прехвърля данни със скорост до 133 MHz.
  •  Rambus DRAM (RDRAM)  носи името си на компанията, която го е направила, Rambus. Беше популярен в началото на 2000-те години и се използваше главно за устройства за видеоигри и графични карти, със скорости на трансфер до 1 GHz.
  • SDRAM с двойна скорост на данни (DDR SDRAM)  е вид синхронна памет, която почти удвоява честотната лента на SDRAM с една скорост на данни (SDR), работеща на същата тактова честота, чрез използване на метод, наречен „двойно изпомпване“, който позволява прехвърляне на данни на както нарастващите, така и спадащите ръбове на тактовия сигнал без никакво увеличение на тактовата честота.
  • DDR1 SDRAM  е наследена от  DDR2 ,  DDR3,  DDR4 и най-скоро DDR5  SDRAM. Въпреки че работят на същите принципи, модулите не са обратно съвместими. Всяко поколение осигурява по-високи скорости на трансфер и по-бърза производителност. Най-новите DDR4 модули, например, разполагат с бързи скорости на трансфер от 2133/2400/ 2666 и дори 3200 MT/s.


Фигура 1. Видове компютърна памет.

Какви са видовете DRAM пакети?
  • Модул с памет с един ред (SIMM)
    SIMM модулите бяха широко използвани от края на 80-те до 90-те години на миналия век и сега са остарели. Те обикновено имаха 32-битова шина за данни и бяха налични в два физически вида – 30- и 72-пинов.
  • Двоен редов модул памет (DIMM)
    Настоящите модули памет се предлагат в DIMM модули. „Двойна линия“ се отнася за щифтове от двете страни на модулите. Първоначално DIMM има 168-пинов конектор, поддържащ 64-битова шина за данни, което е два пъти по-голяма ширина на данните от SIMM. По-широката шина означава, че повече данни могат да преминат през DIMM, което води до по-бърза цялостна производителност. Най-новите DIMM модули, базирани на SDRAM от четвърто поколение с двойна скорост на предаване на данни (DDR4), имат 288-пинови конектори за повишена производителност на данни.
Какви са често срещаните типове DIMM?

Има няколко DIMM архитектури. Различните платформи могат да поемат различни типове памет, така че е най-добре да проверите кои модули се поддържат на дънната платка. Ето най-разпространените стандартни DIMM модули с типична дължина 133,35 mm и височина 30 mm.

Тип DIMMОписание
Небуферирани DIMM
(UDIMM)
Използва се предимно на настолни и преносими компютри. Те работят по-бързо и струват по-малко, но не са толкова стабилни, колкото регистрираната памет. Командите отиват директно от контролера на паметта, разположен в процесора, към модула памет.
Напълно буферирани DIMM
(FB-DIMM)
Обикновено използвани като основна памет в системи, изискващи голям капацитет като сървъри и работни станции, FB-DIMM използват чипове с усъвършенстван буфер на паметта (AMB) за повишаване на надеждността, поддържане на целостта на сигнала и подобряване на методите за откриване на грешки. Шината AMB е разделена на 14-битова шина за четене и 10-битова шина за запис. Чрез наличието на специална шина за четене/запис, четенето и записът могат да се извършват едновременно, което води до повишена производителност. По-малкият брой пинове (69 пина на сериен канал в сравнение с 240 пина на паралелни канали) води до по-малка сложност на маршрутизирането и позволява по-малки дизайни на платки за компактни системи с малък форм-фактор.
Регистрирани DIMM
(RDIMM)
Известна също като “буферирана” памет, често се използва в сървъри и други приложения, изискващи стабилност и издръжливост. RDIMM включват вградени регистри на паметта (оттук и името „регистриран“), поставени между паметта и контролера на паметта. Контролерът на паметта буферира командите, адресирането и цикъла на часовника, насочвайки инструкции към специалните регистри на паметта, вместо да осъществява директен достъп до DRAM. В резултат на това инструкциите могат да отнемат приблизително един цикъл на процесора повече, но буферирането намалява напрежението върху контролера на паметта на процесора.
DIMM модули с намалено натоварване
(LR-DIMM)
Използвайте технологията Isolation Memory Buffer (iMB), която намалява натоварването на контролера на паметта чрез буфериране на данни и адресни ленти. За разлика от регистъра на RDIMM, който буферира само команди, адресиране и часовник, iMB чипът също буферира сигнали за данни. iMB чипът изолира цялото електрическо натоварване, включително сигнали за данни на DRAM чиповете на DIMM от контролера на паметта, така че контролерът на паметта вижда само iMB, а не DRAM чиповете. След това буферът на паметта обработва всички четения и записи в DRAM чиповете, повишавайки както капацитета, така и скоростта.

Таблица 1. Често срещани типове DIMM модули.

Освен DIMM модули със стандартен размер, има ли DIMM модули с малък форм-фактор за системи с ограничено пространство?

DIMM модулите с малък контур (SO-DIMM) са по-малките алтернативи на DIMM модулите. Докато стандартният DDR4 DIMM е с дължина около 133,35 мм, SO-DIMM са почти половината от размера на обикновените DIMM с дължина 69,6 мм, което ги прави идеални за ултра-преносими устройства. И двете обикновено имат височина 30 mm, но може да се предлагат във формат с много нисък профил (VLP) с височина 20,3 mm или ултра нисък профил (ULP) с 17,8 до 18,2 mm. Друг тип DIMM с малък форм-фактор е Mini-RDIMM, който има дължина само 82 mm в сравнение със 133 mm на обикновените RDIMM.

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *