Понимание типов оперативной памяти и ее использования

RAM или Оперативная память невероятно важная часть любого современного компьютера. ЦП (центральному процессору) компьютера нужны данные и инструкции для выполнения работы. Эту информацию нужно где-то хранить. «Где-то» называется памятью компьютера.

Существуют различные типы оперативной памяти, у каждого из которых есть свои плюсы и минусы. ЦП имеют очень небольшой объем встроенной памяти, известный как «кэш» ЦП. Эта память невероятно быстрая и по сути является частью самого процессора. Однако это очень дорого, поэтому его нельзя использовать в качестве основной памяти компьютера.

Вот где в игру вступает оперативная память. Оперативная память представлена ​​в виде кремниевых компьютерных микросхем, подключенных к шине памяти. Кэш-память на самом ЦП на самом деле также является формой ОЗУ, но когда этот термин обычно используется, он относится к микросхемам памяти, которые находятся вне ЦП.

Шина памяти - это просто специальный набор схем, которые перемещают информацию между ЦП и самим ОЗУ. Операционная система перемещает информацию от гораздо более медленных механических или

твердотельный жесткий диск системы, при подготовке к потребностям ЦП. Например, когда видеоигра «загружается», данные перемещаются с жесткого диска в оперативную память.

В качестве аналогии представьте себе ОЗУ как верхнюю часть стола, а ящики - как жесткий диск, а вы сами играете роль ЦП. Работать с предметами на столе легко и быстро, но места там не так уж и много. Это означает, что вам нужно перемещать вещи между поверхностью стола и ящиками по мере необходимости.

Компьютеры, смартфоны, игровые консоли и все другие типы вычислительных устройств, которые используются сегодня, имеют какой-то тип RAM. Мы рассмотрим каждый из них, объясняя, как он работает и для чего используется. В частности, мы рассмотрим следующие типы оперативной памяти:

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

Не волнуйтесь, если это звучит пугающей тарабарщиной. Скоро все станет очень ясно.

SRAM - статическая оперативная память

Один из двух основных типов ОЗУ, SRAM, является особенным, потому что его не нужно «обновлять», чтобы сохранить информацию, которую он хранит в настоящее время. Пока через цепи течет энергия, информация остается там, где она есть.

SRAM состоит из нескольких транзисторов (4-6) и работает невероятно быстро благодаря своей природе. Однако это относительно сложно и дорого, поэтому вы найдете его в процессорах, используемых в качестве сверхбыстрой кэш-памяти.

Также есть небольшие объемы кэша SRAM, когда данные должны перемещаться быстро, но могут быть узкими местами. Буферы жесткого диска - хороший пример этого варианта использования. Везде, где у устройства есть больше данных, есть вероятность, что будет какая-то SRAM, помогающая сгладить эту передачу.

DRAM - динамическая память с произвольным доступом

DRAM - это Другой общий тип конструкции RAM. Память DRAM построена с использованием транзисторов и конденсаторов. Если вы не обновите каждую ячейку памяти, она потеряет свое содержимое. Вот почему его называют «динамическим», а не «статическим».

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 типично иметь на борту несколько гигабайт DRAM в качестве основного решения RAM.

SDRAM - синхронная динамическая память с произвольным доступом

Некоторые люди думают, что SDRAM - это смесь SRAM и DRAM, но это не так! Это память DRAM, синхронизированная с тактовой частотой процессора.

Модуль DRAM будет ждать ЦП, прежде чем отвечать на запросы ввода данных. Благодаря своей синхронной природе и тому, как память SDRAM сконфигурирована в банки, ЦП может выполнять несколько инструкций одновременно, что значительно увеличивает его общую производительность.

SDRAM - это основная форма основного типа RAM, используемого сегодня в большинстве компьютеров. Он также известен как SDR SDRAM или Синхронная динамическая оперативная память с одной скоростью передачи данных. Хотя это в основном тот же тип памяти, который используется сегодня в компьютерах, его ванильная форма SDR в значительной степени устарела и заменена следующим типом оперативной памяти в нашем списке.

Синхронная динамическая оперативная память с двойной скоростью передачи данных

Первое, что вам следует знать, это то, что существует несколько поколений памяти DDR. Первое поколение, которое мы называем DDR 1 в ретроспективе, удвоило скорость SDRAM, позволив операциям чтения и записи происходить как на пике, так и на минимуме тактового цикла.

DDR2, DDR3 и сегодня DDR4 значительно улучшились по сравнению с первым поколением DDR. Производительность этих модулей памяти измеряется в Мега переводов в секунду или «MT / S». Одна мега-передача эквивалентна миллиону тактовых циклов. Самые быстрые микросхемы DDR первого поколения могли работать со скоростью 400 МТ / с. DDR4 может достигать 3200 МТ / с!

GDDR SDRAM - графическая память произвольного доступа с двойной скоростью передачи данных 

GDDR в настоящее время находится в шестом поколении и почти всегда подключается к графическому процессору (графическому процессору) на видеокарте или игровая приставка. GDDR относится к обычной памяти DDR, но предназначена для случаев использования графики. Подчеркивая огромную пропускную способность, меньше заботясь о низкой задержке.

Другими словами, эта память не реагирует так быстро, как обычная SDRAM, но она может сразу переместить больше информации, когда она действительно отвечает. Это идеально подходит для графических приложений, где для рендеринга сцены необходимо передать много гигабайт текстурных данных, а небольшая задержка не имеет реальных последствий.

Несмотря на название, GDDR можно использовать как обычную системную RAM. Например, PlayStation 4 имеет единый пул памяти GDDR, который разработчики могут разделить по своему усмотрению, распределяя части между процессором и графическим процессором по мере необходимости.

HBM - память с высокой пропускной способностью

У GDDR есть конкурент в виде Память HBM, которая использовалась на ограниченном количестве видеокарт производства AMD. В настоящее время последней версией является HBM 2, но неизвестно, заменит ли она GDDR или прекратит свое существование.

Самая важная часть производительности памяти - это общий объем данных, который можно сдвинуть за заданный промежуток времени. Один из способов сделать это - сделать память очень быстрой. Другой способ улучшить общую пропускную способность - сделать «канал» данных шире.

Память HBM работает на более низких необработанных тактовых частотах, чем GDDR, но использует уникальный дизайн микросхемы с трехмерным стеком. что обеспечивает очень широкий физический путь для данных, а также гораздо более короткие расстояния для сигналов до путешествовать. Конечным результатом является решение 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, а из-за его физической конструкции еще невозможно достичь той емкости, которая является тривиальной для 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 оперативная память является важным компонентом любого компьютера, и, когда он выходит из строя, может быть трудно понять, в чем на самом деле проблема.

В конце концов, злоумышленник здесь или там может сделать вашу систему слегка нестабильной или быть причиной, казалось бы, случайных сбоев. Вот почему вы всегда должны тест на плохую оперативную память всякий раз, когда у вас возникает необъяснимая проблема со стабильностью.

Когда-нибудь мы сможем выйти за рамки ОЗУ, но в обозримом будущем она станет важной частью головоломки производительности вычислений, так что мы могли бы с тем же успехом узнать об этом.