Κατανόηση των τύπων μνήμης RAM και πώς χρησιμοποιείται

Η RAM ή η μνήμη τυχαίας πρόσβασης(Random Access Memory ) είναι ένα απίστευτα σημαντικό μέρος κάθε σύγχρονου υπολογιστή. Η CPU (κεντρική μονάδα επεξεργασίας) ενός υπολογιστή χρειάζεται δεδομένα και οδηγίες για να εκτελέσει την εργασία. Αυτές οι πληροφορίες πρέπει να αποθηκευτούν κάπου. Το "κάπου" αναφέρεται ως μνήμη υπολογιστή. 

Υπάρχουν διάφοροι τύποι μνήμης RAM , ο καθένας με τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Οι CPU(CPUs) έχουν μια πολύ μικρή ποσότητα μνήμης ενσωματωμένη σε αυτές, γνωστή ως « cache» της CPU . Αυτή η μνήμη είναι απίστευτα γρήγορη και ουσιαστικά μέρος της ίδιας της CPU . Ωστόσο, είναι πολύ ακριβό και επομένως δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως κύρια μνήμη του υπολογιστή.

Εκεί παίζει ρόλο η RAM . Η μνήμη RAM(RAM) έρχεται με τη μορφή τσιπ υπολογιστών από πυρίτιο, συνδεδεμένα σε ένα δίαυλο μνήμης. Η κρυφή μνήμη στην ίδια την CPU είναι στην πραγματικότητα επίσης μια μορφή RAM , αλλά όταν χρησιμοποιείται γενικά ο όρος, αναφέρεται σε αυτά τα τσιπ μνήμης που βρίσκονται εκτός της CPU .  

Ένας δίαυλος μνήμης είναι απλώς ένα αποκλειστικό σύνολο κυκλωμάτων που μετακινούν πληροφορίες μεταξύ της CPU και της ίδιας της μνήμης RAM(RAM) . Το λειτουργικό σύστημα μετακινεί πληροφορίες από τον πολύ πιο αργό μηχανικό ή στερεάς κατάστασης σκληρό δίσκο(solid-state hard drive) του συστήματος, προετοιμάζοντας τις ανάγκες της CPU. Για παράδειγμα, όταν ένα βιντεοπαιχνίδι "φορτώνεται", τα δεδομένα μετακινούνται από τον σκληρό δίσκο στη μνήμη RAM(RAM) .

Κατ' αναλογία, σκεφτείτε τη μνήμη RAM(RAM) ως την κορυφή ενός γραφείου και τα συρτάρια ως τη μονάδα σκληρού δίσκου, με εσάς να ενεργείτε ως CPU . Είναι γρήγορο και εύκολο να εργάζεστε με αντικείμενα που βρίσκονται στο γραφείο, αλλά υπάρχει μόνο τόσος χώρος. Που σημαίνει ότι πρέπει να μετακινείτε τα πράγματα μεταξύ της επιφάνειας του γραφείου και των συρταριών όπως τα χρειάζεστε.

Οι υπολογιστές, τα smartphone, οι κονσόλες παιχνιδιών και κάθε άλλος τύπος υπολογιστικής συσκευής που χρησιμοποιείται σήμερα έχει κάποιο τύπο μνήμης RAM(some type of RAM) . Θα εξετάσουμε το καθένα, εξηγώντας πώς λειτουργεί και σε τι χρησιμοποιείται. Συγκεκριμένα(Specifically) , θα καλύψουμε τους ακόλουθους τύπους RAM:

  • SRAM
  • ΔΡΑΜΙ
  • SDRAM
  • SDR RAM
  • DDR SDRAM
  • GDDR
  • HMB

Μην ανησυχείτε αν αυτό ακούγεται σαν τρομακτική ασυναρτησία. Όλα θα ξεκαθαρίσουν πολύ σύντομα.

SRAM – Στατική μνήμη τυχαίας πρόσβασης(SRAM – Static Random Access Memory)

Ένας από τους δύο κύριους τύπους μνήμης RAM(RAM) , η SRAM είναι ειδική επειδή δεν χρειάζεται να "ανανεωθεί" για να διατηρήσει τις πληροφορίες που αποθηκεύει αυτήν τη στιγμή. Όσο υπάρχει ισχύς που ρέει μέσα από τα κυκλώματα, οι πληροφορίες παραμένουν εκεί που είναι. 

Το SRAM είναι κατασκευασμένο από έναν αριθμό τρανζίστορ (4-6) και είναι απίστευτα γρήγορο χάρη στη φύση του. Ωστόσο, είναι σχετικά πολύπλοκο και ακριβό, γι' αυτό θα το βρείτε σε CPU(CPUs) που τίθενται σε λειτουργία ως υπερ-γρήγορη μνήμη cache. 

Υπάρχουν επίσης μικρές ποσότητες κρυφής μνήμης SRAM όπου τα δεδομένα πρέπει να μετακινηθούν γρήγορα, αλλά ενδέχεται να παρουσιάζουν συμφόρηση. Τα buffer σκληρού(Hard) δίσκου είναι ένα καλό παράδειγμα αυτής της περίπτωσης χρήσης. Όπου μια συσκευή έχει περισσότερα δεδομένα τριγύρω, το πιθανότερο είναι ότι θα υπάρχει κάποια SRAM που θα βοηθά στην εξομάλυνση αυτής της μεταφοράς.

DRAM – Δυναμική μνήμη τυχαίας πρόσβασης(DRAM – Dynamic Random Access Memory)

Η DRAM είναι ο άλλος(other ) κοινός τύπος σχεδίασης RAM . Η μνήμη DRAM(DRAM) κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας τρανζίστορ και πυκνωτές. Αν δεν ανανεώσετε κάθε κελί μνήμης, θα χάσει τα περιεχόμενά του. Αυτός είναι ο λόγος που ονομάζεται «δυναμικό» και όχι «στατικό». 

Η μνήμη DRAM(DRAM) είναι πολύ πιο αργή από τη SRAM , αλλά εξακολουθεί να είναι πολύ πιο γρήγορη από τις δευτερεύουσες συσκευές αποθήκευσης, όπως οι σκληροί δίσκοι. Είναι επίσης πολύ φθηνότερο από τη SRAM και είναι χαρακτηριστικό για τους υπολογιστές να έχουν ενσωματωμένα πολλά gigabyte DRAM ως κύρια λύση RAM

SDRAM – Σύγχρονη δυναμική μνήμη τυχαίας πρόσβασης(SDRAM – Synchronous Dynamic Random Access Memory) 

Μερικοί άνθρωποι φαίνεται να πιστεύουν ότι το SDRAM είναι ένας συνδυασμός SRAM και DRAM , αλλά δεν είναι! Αυτή είναι η DRAM που έχει συγχρονιστεί με το ρολόι  της CPU .

Η μονάδα DRAM θα ​​περιμένει την CPU πριν απαντήσει σε αιτήματα εισαγωγής δεδομένων. Χάρη στη σύγχρονη φύση της και στον τρόπο με τον οποίο η μνήμη SDRAM διαμορφώνεται σε τράπεζες, η CPU μπορεί να ολοκληρώσει πολλές οδηγίες ταυτόχρονα, αυξάνοντας σημαντικά τη συνολική της απόδοση. 

Η SDRAM(SDRAM) είναι η βασική μορφή του κύριου τύπου RAM που χρησιμοποιείται στους περισσότερους υπολογιστές σήμερα. Είναι επίσης γνωστό ως SDR SDRAM ή Σύγχρονη Δυναμική Μνήμη Τυχαίας Πρόσβασης Μονού Ρυθμού Δεδομένων(Single Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory) . Αν και είναι ουσιαστικά ο ίδιος τύπος μνήμης που χρησιμοποιείται στους υπολογιστές σήμερα, η μορφή SDR της βανίλιας είναι σχεδόν ξεπερασμένη, αντικαταστάθηκε από τον επόμενο τύπο μνήμης RAM(RAM) στη λίστα μας.

Σύγχρονη δυναμική μνήμη τυχαίας πρόσβασης διπλού ρυθμού δεδομένων(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να γνωρίζετε είναι ότι υπάρχουν πολλές γενιές μνήμης DDR . Η πρώτη γενιά, την οποία αναφερόμαστε ως DDR 1 εκ των υστέρων, διπλασίασε την ταχύτητα του SDRAM αφήνοντας τις λειτουργίες ανάγνωσης και εγγραφής να πραγματοποιούνται τόσο στην κορυφή όσο και στο κατώτατο σημείο του κύκλου του ρολογιού.

Τα DDR2(DDR2) , DDR3 και σήμερα τα DDR4 έχουν βελτιωθεί εκθετικά σε αυτήν την πρώτη γενιά DDR . Η απόδοση αυτών των μονάδων μνήμης μετράται σε Mega Transfers per Second ή "MT/S". Ένα μέγα μεταφορά ισοδυναμεί ουσιαστικά με ένα εκατομμύριο κύκλους ρολογιού. Τα ταχύτερα τσιπ DDR πρώτης γενιάς μπορούσαν να αποδώσουν 400 MT/s . Το DDR4(DDR4) μπορεί να είναι τόσο γρήγορο όσο 3200 MT/s !

GDDR SDRAM – Μνήμη τυχαίας πρόσβασης γραφικών διπλού ρυθμού δεδομένων (GDDR SDRAM – Graphics Double Data Rate Random Access Memory )

Το GDDR(GDDR) βρίσκεται επί του παρόντος στην έκτη γενιά και βρίσκεται σχεδόν αποκλειστικά συνδεδεμένο με μια GPU (μονάδα επεξεργασίας γραφικών) σε μια κάρτα βίντεο ή μια κονσόλα παιχνιδιών . Το GDDR(GDDR) σχετίζεται με το κανονικό DDR , αλλά έχει σχεδιαστεί για περιπτώσεις χρήσης γραφικών. Δίνοντας έμφαση σε τεράστια ποσά εύρους ζώνης, ενώ ασχολείται λιγότερο με τη χαμηλή καθυστέρηση. 

Με άλλα λόγια, αυτή η μνήμη δεν αποκρίνεται τόσο γρήγορα όσο η κανονική SDRAM , αλλά μπορεί να μετακινήσει περισσότερες πληροφορίες ταυτόχρονα όταν ανταποκρίνεται. Αυτό είναι τέλειο για εφαρμογές γραφικών όπου πρέπει να μεταδοθούν πολλά gigabyte δεδομένων υφής για την απόδοση μιας σκηνής και ο μικρός λανθάνων χρόνος δεν έχει πραγματική συνέπεια.

Παρά το όνομα, το GDDR μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως κανονική μνήμη RAM(RAM) συστήματος . Για παράδειγμα, το PlayStation 4 έχει μια ενιαία δεξαμενή μνήμης GDDR την οποία οι προγραμματιστές μπορούν να χωρίσουν με όποιον τρόπο θέλουν, κατανέμοντας μερίδες στη CPU και την GPU(GPU) όπως απαιτείται.

HBM – Μνήμη υψηλού εύρους ζώνης(HBM – High Bandwidth Memory)

Το GDDR(GDDR) έχει έναν ανταγωνιστή με τη μορφή μνήμης HBM(HBM memory) , η οποία έχει εμφανιστεί σε περιορισμένο αριθμό καρτών γραφικών που κατασκευάζονται από την AMD . Επί(Currently) του παρόντος, η πιο πρόσφατη έκδοση είναι η HBM 2 , αλλά δεν είναι βέβαιο εάν θα αντικαταστήσει το GDDR ή αν θα καταστεί εκτός λειτουργίας.

Το πιο σημαντικό μέρος της απόδοσης της μνήμης είναι η συνολική ποσότητα δεδομένων που μπορεί να μετατοπιστεί μέσα σε ένα δεδομένο χρονικό διάστημα. Ένας τρόπος για να γίνει αυτό είναι να δημιουργήσετε μνήμη που να είναι πολύ γρήγορη. Ο άλλος τρόπος για να βελτιωθεί το συνολικό εύρος ζώνης είναι να διευρυνθεί η ώθηση των δεδομένων "σωλήνα".

Η μνήμη HBM(HBM) λειτουργεί σε χαμηλότερες ακατέργαστες συχνότητες ρολογιού από το GDDR(GDDR) , αλλά χρησιμοποιεί μια μοναδική σχεδίαση τσιπ με στοίβαξη 3D που παρέχει μια πολύ ευρεία φυσική διαδρομή για δεδομένα καθώς και πολύ μικρότερες αποστάσεις για τα σήματα να ταξιδεύουν. Το τελικό αποτέλεσμα είναι μια λύση μνήμης που έχει παρόμοιο συνολικό εύρος ζώνης σε σύγκριση με το GDDR , αλλά με μικρότερο λανθάνοντα χρόνο.

Το πρόβλημα με το HBM είναι ότι είναι πολύπλοκο στην κατασκευή του και χάρη στη φυσική του σχεδίαση δεν είναι ακόμη δυνατό να επιτευχθούν οι ασήμαντες δυνατότητες με το GDDR(GDDR) . Εάν τελικά ξεπεραστούν αυτά τα προβλήματα, θα μπορούσε να αντικαταστήσει το GDDR(GDDR) , αλλά δεν υπάρχει καμία εγγύηση ότι αυτό θα συμβεί. 

Thanks For The Memories!

Θα πρέπει να είναι προφανές ότι η μνήμη RAM(RAM) είναι βασικό στοιχείο οποιουδήποτε υπολογιστή και, όταν πάει στραβά, μπορεί να είναι δύσκολο να καταλάβουμε ποιο είναι στην πραγματικότητα το πρόβλημα.

Σε τελική ανάλυση, ένα αδίστακτο κομμάτι εδώ ή εκεί μπορεί να κάνει το σύστημά σας διακριτικά ασταθές ή να βρίσκεται πίσω από φαινομενικά τυχαία σφάλματα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο θα πρέπει πάντα να ελέγχετε για κακή μνήμη RAM(test for bad RAM memory) κάθε φορά που αντιμετωπίζετε ένα ανεξήγητο πρόβλημα σταθερότητας. 

Κάποια μέρα μπορεί να προχωρήσουμε πέρα ​​από τη μνήμη RAM(RAM) , αλλά για το άμεσο μέλλον θα είναι ένα ουσιαστικό μέρος του παζλ απόδοσης υπολογιστών, επομένως ίσως και να το γνωρίσουμε.



About the author

Είμαι επαγγελματίας τεχνικός ήχου και πληκτρολογίου με πάνω από 10 χρόνια εμπειρία. Έχω εργαστεί στον εταιρικό κόσμο, ως σύμβουλος και διευθυντής προϊόντων, και πιο πρόσφατα, ως μηχανικός λογισμικού. Οι δεξιότητες και η εμπειρία μου μου επιτρέπουν να εργάζομαι σε διάφορα είδη έργων από μικρές επιχειρήσεις έως μεγάλες εταιρείες. Είμαι επίσης ειδικός στα Windows 11 και εργάζομαι πάνω στο νέο λειτουργικό σύστημα για πάνω από δύο χρόνια τώρα.



Related posts