Понимание типов оперативной памяти и как она используется

RAM или Оперативная память это невероятно важная часть любого современного компьютера. Процессору (центральному процессору) компьютера необходимы данные и инструкции для выполнения работы. Эта информация должна храниться где-то. «Где-то» называется компьютерной памятью.

Существуют различные типы оперативной памяти, каждый со своими плюсами и минусами. Процессоры имеют очень маленький объем встроенной памяти, известный как «кэш» процессора. Эта память невероятно быстра и по сути является частью самого процессора. Однако это очень дорого и поэтому не может быть использовано в качестве основной памяти компьютера.

Вот где ОЗУ вступает в игру. ОЗУ поставляется в виде кремниевых компьютерных чипов, подключенных к шине памяти. Кэш-память на самом ЦП фактически является также формой ОЗУ, но когда этот термин обычно используется, он относится к этим микросхемам памяти, которые находятся за пределами ЦП.

Шина памяти — это просто выделенный набор схем, которые перемещают информацию между процессором и самой оперативной памятью. Операционная система перемещает информацию из гораздо более медленного механического или твердотельный жесткий диск системы, в рамках подготовки к потребностям процессора. Например, когда видеоигра «загружается», данные перемещаются с жесткого диска в ОЗУ.

В качестве аналогии, представьте, что RAM — это верх стола, а ящики — жесткий диск, а вы сами выступаете в роли процессора. Работать с предметами, находящимися на столе, очень просто и быстро, но места осталось совсем немного. Это означает, что вам нужно перемещать предметы между поверхностью стола и ящиками так, как вам нужно.

Компьютеры, смартфоны, игровые приставки и все другие типы вычислительных устройств, которые используются сегодня, имеют некоторый тип оперативной памяти. Мы рассмотрим каждый из них, объясним, как он работает и для чего он используется. В частности, мы рассмотрим следующие типы оперативной памяти:

• SRAM
• динамическое ОЗУ
• SDRAM
• SDR RAM
• DDR SDRAM
• GDDR
• HMB

Не волнуйтесь, если это звучит как пугающая тарабарщина. Вскоре все станет очень ясно.

SRAM — Статическая оперативная память

SRAM — один из двух основных типов оперативной памяти, он особенный, поскольку для его сохранения не требуется «обновлять» информацию. Пока в цепях течет энергия, информация остается там, где она есть.

SRAM построен из нескольких транзисторов (4-6) и невероятно быстр благодаря своей природе. Однако он относительно сложен и дорог, поэтому вы найдете его в ЦП, введенных в эксплуатацию как сверхбыстрая кэш-память.

Также существует небольшой объем SRAM-кэша, куда бы ни перемещались данные, но они могут быть узкими местами. Буферы жесткого диска — хороший пример этого варианта использования. Везде, где на устройстве имеется больше данных, есть вероятность, что SRAM поможет сгладить эту передачу.

DRAM — динамическая оперативная память

DRAM это Другой общий тип дизайна ОЗУ. Память DRAM построена с использованием транзисторов и конденсаторов. Если вы не обновите каждую ячейку памяти, она потеряет свое содержимое. Вот почему он называется «динамический», а не «статический».

DRAM намного медленнее, чем SRAM, но все же намного быстрее, чем вторичные устройства хранения, такие как жесткие диски. Это также намного дешевле, чем SRAM, и для компьютеров характерно наличие нескольких гигабайт DRAM на борту в качестве основного решения для оперативной памяти.

SDRAM — синхронная динамическая память с произвольным доступом

Некоторые люди думают, что SDRAM — это смесь SRAM и DRAM, но это не так! Это DRAM, который был синхронизирован с тактовой частотой процессора.

Модуль DRAM будет ожидать ЦПУ, прежде чем отвечать на запросы ввода данных. Благодаря синхронной природе и тому, как SDRAM-память сконфигурирована в банки, центральный процессор может выполнять несколько команд одновременно, что значительно повышает его общую производительность.

SDRAM является основной формой основного типа оперативной памяти, используемой в большинстве компьютеров сегодня. Он также известен как SDR SDRAM или Синхронная динамическая память с произвольным доступом с единой скоростью передачи данных, Хотя это в основном тот же тип памяти, который используется сегодня в компьютерах, его ванильная SDR-форма в значительной степени устарела и заменена следующим типом ОЗУ в нашем списке.

Синхронная динамическая оперативная память с двойной скоростью передачи данных

Первое, что вы должны знать, это то, что существует несколько поколений памяти DDR. Первое поколение, которое в ретроспективе мы называем DDR1, удвоило скорость SDRAM, позволив операциям чтения и записи происходить как на пике, так и на спаде тактового цикла.

DDR2, DDR3 и сегодня DDR4 значительно улучшились по сравнению с первым поколением DDR. Производительность этих модулей памяти измеряется в Мега Передачи в секунду или «MT / S». Одна мега передача по сути эквивалентна миллиону тактов. Самые быстрые чипы DDR первого поколения могут работать со скоростью 400 МТ / с. Скорость DDR4 может достигать 3200 МТ / с!

GDDR SDRAM — графическая память с произвольным доступом с двойной скоростью передачи данных

В настоящее время GDDR находится в шестом поколении и почти исключительно подключен к графическому процессору (графическому процессору) на видеокарте или игровая консоль, GDDR относится к обычной DDR, но предназначена для графических сценариев использования. Подчеркивая огромное количество полосы пропускания, в то же время меньше заботясь о малой задержке.

Другими словами, эта память не отвечает так же быстро, как обычная SDRAM, но она может перемещать больше информации сразу, когда она отвечает. Это идеально подходит для графических приложений, где требуется много гигабайт текстурных данных для рендеринга сцены, и небольшая задержка не имеет реальных последствий.

Несмотря на название, GDDR можно использовать как обычную системную оперативную память. Например, PlayStation 4 имеет единый пул памяти GDDR, который разработчики могут разделять по своему усмотрению, выделяя части для ЦП и ГП по мере необходимости.

HBM — высокоскоростная память

У GDDR есть конкурент в виде Память HBM, который был представлен на ограниченном количестве видеокарт производства AMD. В настоящее время последняя версия — HBM 2, но пока неизвестно, вытеснит ли она GDDR или перестанет существовать.

Самая важная часть производительности памяти — это общий объем данных, которые могут быть сдвинуты в течение заданного промежутка времени. Один из способов сделать это — сделать память очень быстрой. Другой способ улучшить общую пропускную способность — сделать так, чтобы данные «канала» проходили шире.

Память HBM работает с более низкими необработанными тактовыми частотами, чем GDDR, но использует уникальный чип-дизайн в 3D-стеках, который обеспечивает очень широкий физический путь для передачи данных, а также значительно меньшие расстояния для сигналов, которые необходимо передавать. Конечным результатом является решение для памяти, которое имеет аналогичную общую пропускную способность по сравнению с GDDR, но с меньшей задержкой.

Проблема с HBM заключается в том, что он сложен в изготовлении, и благодаря его физическому дизайну пока невозможно достичь тех возможностей, которые тривиальны с GDDR. Если эти проблемы в конечном итоге будут преодолены, он может заменить GDDR, но нет никаких гарантий, что это произойдет.

Спасибо за воспоминания!

Должно быть очевидно, что ОЗУ является важным компонентом любого компьютера, и, если он работает неправильно, может быть трудно понять, в чем проблема на самом деле.

В конце концов, жулик здесь или там может сделать вашу систему слегка нестабильной или быть за, казалось бы, случайными сбоями. Вот почему вы должны всегда тест на плохую оперативную память всякий раз, когда у вас есть необъяснимая проблема со стабильностью.

Однажды мы можем выйти за пределы оперативной памяти, но в обозримом будущем это станет важной частью головоломки о производительности вычислений, поэтому мы могли бы с ней познакомиться.