Soorten RAM: alles wat u moet weten over het hoofdgeheugen

La RAM van een computer is een van de belangrijkste en meest begeerde elementen, omdat het snelheid op uw systeem brengt. Bovendien zijn er veel soorten RAM, en elk heeft bepaalde kenmerken die de gebruiker moet controleren om te weten of de module al dan niet compatibel is met hun apparatuur of meer of minder prestaties zal leveren. Veel van deze technische kenmerken zijn de meeste gebruikers totaal onbekend.

Om deze reden laat ik u in dit artikel alles zien wat u moet weten over RAM-geheugen, zodat de volgende keer dat u een module koopt om het geheugen van uw computer uit te breiden, deze geen geheimen voor u heeft. Als jij wilt word een echte geheugen "expert" RAM-type, blijf lezen ...

Een beetje geschiedenis

Achtergrond

De computers hebben een geheugen nodig om de programma's (gegevens en instructies) op te slaan. In het begin gebruikten computers in de jaren dertig ponskaarten. Het waren vellen karton of ander materiaal met gaten die strategisch waren gemaakt zodat de computer die gaten als binaire code kon interpreteren. Op die manier werden de programma's geladen. Het was een vrouw die met name deze ponskaarten bedacht Ada LovelaceAda Byron. Ada werd beschouwd als de eerste programmeur geschiedenis, voor zijn werk om de beroemde analytische motor van Charles Babbage bruikbaar te maken.

Beetje bij beetje evolueerden de machines. Met de komst van de ENIAC, in 1946, werd het gebruikt vacuümkleppen om te bouwen herinneringen met flip-flops. Deze kleppen veroorzaakten veel problemen vanwege hun onbetrouwbaarheid, hun architectuur leek op gloeilampen en ze brandden zo door, dus moesten ze regelmatig worden vervangen. Bovendien werden ze verwarmd en verbruikten ze veel energie.

Er was iets anders nodig De elektronische als je vooruitgang wilde boeken. In 1953 werden ferrietgeheugens gebruikt. En pas in 1968 ontwierp IBM het eerste halfgeleidergeheugen. Dit solid-state-geheugen loste de problemen van de vorige op en zorgde voor grotere betrouwbaarheid, duurzaamheid en sneller. Het had een 64-bits capaciteit, maar het meest interessante is dat de eerste geheugenchips hier bleven.

Voor een groot deel van de geschiedenis verschillende geheugenformaten, zoals magneetbanden, floppy disks, optische media (CD, DVD, ...), de eerste magnetische harde schijven (HDD), halfgeleidergeheugens (SSD, RAM, registers, buffer / cache, ROM, ...), enz.

Op dit punt moet worden gezegd dat er in het verleden slechts één was geheugenniveau. Een centraal geheugen dat was waar het programma was. Maar naarmate de computer evolueerde, werden ook andere programmeerbare geheugens van verschillende typen opgenomen totdat snelle geheugens zoals RAM verschenen.

De komst van RAM

Toen RAM kwam, begonnen computers twee geheugenniveaus te hebben. Enerzijds was er een herinnering aan grotere capaciteit, lagere snelheid en goedkoper, zoals tweede geheugen. Dit secundaire geheugen is de harde schijf, die momenteel is geëvolueerd van magnetische harde schijven (HDD) naar huidige solid-state harde schijven op basis van halfgeleiders of SSD's.

Terwijl het hoofd- of primair geheugen is wat we RAM noemen (Random Access Memory of Random Access Memory). Dit geheugen is meerdere malen sneller dan secundair geheugen, maar de capaciteit is aanzienlijk lager, aangezien de prijs hoger is en het niet praktisch was om zeer grote capaciteiten te hebben.

Als aanvulling op het secundaire geheugen met hoge capaciteit om onze programma's en gegevens op te slaan, met een sneller tussengeheugen tussen de secundaire en de verwerkingseenheid, kan extra snelheid worden geboden zonder aan hoge capaciteit in te boeten. In RAM zullen ze gaan het laden van instructies en gegevens van actieve processen of programma's zodat de CPU er toegang toe heeft zonder toegang te krijgen tot secundair geheugen, wat veel langzamer zou zijn.

RAM is ook een type vluchtig geheugen Het verliest zijn inhoud als de voeding wordt verwijderd. Het zou niet praktisch zijn om alleen dit type geheugen te hebben, aangezien elke keer dat de apparatuur wordt uitgeschakeld, alles verloren gaat. Daarom zijn secundaire herinneringen nog steeds zo nodig. Het zijn permanente geheugens die geen constante stroomtoevoer nodig hebben om de waarden op te slaan.

Als je van geschiedenis houdt, is de RAM-tijdlijn samengevat is:

• Een van de eerste RAM-geheugens was die van Magnetische kern uit 1949. Elk bit werd opgeslagen in een ringkern van ferromagnetisch materiaal. Elk stuk had een diameter van enkele millimeters en nam daardoor veel ruimte in beslag en beperkte capaciteit. Maar het was absoluut beter dan relais en vertragingslijnen voor dit type willekeurig toegankelijk geheugen.
• In 1969 zouden de eerste RAM's komen die gemaakt zijn met Intel-halfgeleiders. Met chips zoals de 3101 64-bit. Het jaar daarop presenteerde hij DRAM-geheugen van 1 KB (chip 1103), waarmee de basis wordt gelegd voor de huidige random access-geheugens. In feite zou DRAM de standaard worden, dus de uitvinding van IBM had de industrie overgenomen.
• Jaren later zouden ze worden geminiaturiseerd, met chips met toenemende capaciteit en prestaties, totdat de SIPP's en DIP's werden weggegooid om de huidige te gaan gebruiken. SIMM-modules (Single In-line Memory Module), dat wil zeggen modules met alle contacten aan één kant. Dat maakte het gemakkelijk om het RAM-geheugen te wijzigen en toe te voegen alsof het uitbreidingskaarten waren.
• Eind jaren tachtig maakte processortechnologie processors veel sneller dan RAM's, wat leidde tot aanzienlijke knelpunten. Het was nodig om de bandbreedte en toegangssnelheid van de achterblijvende geheugenchips te vergroten.
• Talrijke technologieën begon te komen om dit knelpunt te minimaliseren, zoals FPM RAM-technologie (Fast Page Mode RAM), geïnspireerd door de burst-modus van de Intel 80486. Een adresseermodus die de toegang verbeterde, met toegangstijden van 70 of 60 ns.
• EDO-RAM, o Uitgebreide gegevensoutput, zou in 1994 komen met toegangstijden van 40 of 30 ns. Een hierop gebaseerde verbetering was de BEDO, Burst EDO, die een verbetering van 50% ten opzichte van de EDO behaalde.
• De snellere herinneringen het waren die van microprocessors, zoals celgebaseerde registers SRAM (Static RAM). Maar ze zijn extreem duur om geweldige capaciteiten mee te bereiken, dus ze waren niet praktisch ondanks de geweldige prestaties die ze hebben. Dat is de reden waarom ze werden verbannen naar kleine buffers of zeer kleine CPU-registers. Om deze reden waren de EDO, BEDO, FPM nog steeds van het DRAM-type.
• In 1992 maakt Samsung de eerste commerciële chip SDRAM (Synchronous Dynamic RAM), de huidige standaard.
• Vanaf hier waren alle RAM's gebaseerd op SDRAM-geheugencellen. Een van de eersten die verscheen, was de Rambus van Intel, dat zonder pijn of glorie voorbijging aan de goedkopere SDR RAM (Single Data Rate RAM).
• Om de prestaties van de vorige te verbeteren en de prijs niet te verhogen zoals in het geval van Rambus, de DDR zou komen (Dubbele gegevenssnelheid). DDR maakte overdracht op twee kanalen tegelijkertijd in elke klokcyclus mogelijk, waardoor de prestaties van SDR werden verdubbeld.
• En uit de DDR weet je hoe de geschiedenis is voortgezet met het verschijnen van de DDR2, DDR3, DDR4, DDR5, ...

... maar het was niet genoeg

Computergebruik vereist steeds meer prestaties. De HDD's zijn geëvolueerd naar SSD's veel sneller. En microprocessors begonnen hun eigen snelle geheugens tussen functionele eenheden en RAM op te nemen. Op die manier kunnen ze ze laden met gegevens en instructies voor veel meer directe toegang in plaats van dat ze elke keer dat ze iets nodig hebben, rechtstreeks naar het RAM-geheugen moeten gaan.

Deze herinneringen waarnaar ik verwijs zijn cachegeheugen, een buffer die fungeert als buffer tussen de CPU en RAM. Het moet gezegd worden dat je in het verleden cachemodules zoals RAM kon kopen, en die je kon toevoegen als je dat wilde voor je team. Zoiets als de oude coprocessors of FPU's, die niet in de CPU-chip zelf waren geïntegreerd. Maar na verloop van tijd werden ze geïntegreerd in het processorpakket zelf (zie bijvoorbeeld de Intel Pentium Pro) en werden ze uiteindelijk onderdeel van hetzelfde IC als in de huidige microprocessors.

Deze cache-herinneringen zijn in niveaus gegroeid, zoals de huidige L1 (verenigd of apart voor instructies / gegevens), de verenigde L2, de L3, enz. En niet alleen dat, er wordt buiten de microprocessor ook gewerkt om op de een of andere manier de toegang tot gegevens en instructies, zoals Intel Octant-modules en andere soorten buffers, te versnellen, maar dit is een ander verhaal ...

DDR SDRAM

Nadat je je op de achtergrond hebt gezet, weet je al welke weg je hebt ingeslagen tot de aankomst van de huidige DDR SDRAM. Nu gaan we de soorten zien die er zijn en hun kenmerken. Het moet gezegd worden dat in vergelijking met de Intel Pentium 4 die voornamelijk hun RAMBUS gebruikte, de AMD Athlon de eersten waren die de goedkopere DDR ondersteunden. Geconfronteerd met de verkoop en prestaties van AMD-gebaseerde computers, werd Intel gedwongen om ook DDR te adopteren ...

Soorten

Volgens de DDR-versie

De DDR-versies staan ​​ongelijksoortige retouren toe:

• DDR: PC-xxxx geeft de bandbreedte van de module aan, als het bijvoorbeeld PC-1600 is, is dit het resultaat van het vermenigvuldigen van 100.000.000 hz (100 Mhz bus) x 2 (zijnde Dual Data Rate) x 8 bytes = 1600 MB / s of 1.6 GB / s overdracht.
  • DDR-200 (PC-1600): met 100 Mhz bus en 200 Mhz I / O. De naam komt van de overdracht van 1600 MB / s of 1.6 GB / s.
  • DDR-266 (PC-2100): met 133 Mhz bus en 266 Mhz I / O. Met een overdrachtscapaciteit van 2.1 GB / s.
  • DDR-333 (PC-2700): met 166 Mhz bus en 333 Mhz I / O. Met een overdrachtscapaciteit van 2.7 GB / s.
  • DDR-400 (PC-3200): met 200 Mhz bus en 400 Mhz I / O. Met een totaal van 3.2 GB / s maximale overdracht.
• DDR2: werkt met 4 bits per cyclus, dat wil zeggen 2 gaan en 2 terug. Dat verbetert het potentieel van de vorige DDR1.
  • Van DDR2-333 (PC2-2600): het werkt met een 100 Mhz-basisbus, met 166 Mhz I / O, wat een overdrachtscapaciteit van 2.6 GB / s oplevert. 10 ns toegangstijd.
  • Tot DDR2-1200 (PC2-9600): de bus gaat tot 300 Mhz, 600 Mhz voor I / O en 9.6 GB / s overdracht. 3,3ns toegangstijd.
• DDR3: maakt een hogere overdrachtssnelheid en werksnelheid mogelijk in vergelijking met DDR2, hoewel de latentie hoger is.
  • Vanaf DDR3-1066 (PC3-8500): 133 Mhz bus, 533 Mhz I / O, 8.5 GB / s overdrachten. 7.5 ns toegangstijd.
  • Tot DDR3-2200 (PC3-18000): 350 Mhz bus, 1100 Mhz I / O en 18 GB / s overdrachten. 3.3 ns toegangstijd.
• DDR4: lagere voedingsspanning en hogere overdrachtssnelheid in vergelijking met de vorige. Helaas heeft het een hogere latentie, waardoor de prestaties worden verminderd als alle andere dingen gelijk blijven.
  • Vanaf DDR4-1600 (PC4-12800): met een basisbus van 200 Mhz, 1600 Mhz I / O en overdrachten van 12.8 GB / s.
  • Tot DDR4-2666 (PC4-21300): met basisbus van 333 MHz, 2666 MHz I / O en overdrachten van 21.3 GB / s.
• DDR5, DDR6, DDR7 ...: de nabije toekomst.

Volgens het type module

De SIMM-modules zijn geëvolueerd naar huidige DIMM's, die zijn onderverdeeld in:

• DIMM (dubbele in-line geheugenmodule): een geheugenmodule met contacten aan beide zijden, waardoor een groter aantal contacten mogelijk is. Ze worden gebruikt door desktopcomputers.
• SO-DIMM (kleine omtrek DIMM)- Dit is een verkleinde versie van gewone DIMM's, dat wil zeggen kortere modules voor kleinere computers. Ze worden gebruikt in notebooks, moederborden voor mini-pc's met kleine vormfactoren zoals mini-ITX, enz.

Of het nu DIMM's of SO-DIMM's zijn, ze kunnen verschillende capaciteiten, kenmerken en typen hebben, zoals hierboven weergegeven. Dit verandert niets.

Volgens de kanalen

RAM-geheugenmodules kan worden gegroepeerd met een of meer bussen:

• Eén geheugenkanaal: alle geheugenmodules zijn gegroepeerd in een enkele bank met slots, die dezelfde bus delen.
• Dubbel geheugenkanaal- Heeft twee aparte geheugensleufbanken op het moederbord. De modules kunnen in deze twee kanalen worden ingevoegd, met twee afzonderlijke bussen, wat zorgt voor een grotere bandbreedte en dus voor prestaties. Als u bijvoorbeeld een APU of een Intel met een geïntegreerde GPU hebt, kan dit grote voordelen opleveren door de CPU MMU toegang te geven tot de ene bus terwijl de GPU-geheugencontroller toegang heeft tot de andere zonder de twee te verstoren ...
• Quad geheugenkanaalWanneer de toegangseisen veel hoger zijn, is het mogelijk om moederborden met vier kanalen te vinden, hoewel het hebben van vier kanalen niet altijd de verwachte prestatie levert als deze capaciteit niet echt wordt benut.

Wachttijd

Ten slotte, wanneer u uw RAM-geheugen wilt uitbreiden, zijn er een aantal functies, afgezien van wat al is gezien, die u kunnen verwarren bij het kopen van de juiste. ik bedoel de latenties, dat van de CAS, RAS, etc. Wat betreft de voltages en het type module, de waarheid is dat dit afhangt van de compatibiliteit van uw moederbord en het gekozen type geheugen. U moet de handleidingen van uw moederbord lezen om te weten welk geheugen uw chipset ondersteunt en welk type module u heeft.

U kunt ook kijken naar de geheugenmodule of -modules die u al hebt geïnstalleerd om te weten hoe u een vergelijkbare module kunt aanschaffen om deze uit te breiden, en dat deze dezelfde kenmerken heeft en compatibel is.

De snelheid van een RAM is altijd gerelateerd aan twee factoren, een is de klokfrequentie en de andere is latentie. Latency is de tijd die nodig is om toegang te krijgen (schrijven of lezen). En er kan hetzelfde type module zijn met verschillende latenties, en dit is waar gebruikers in de war raken door te geloven dat als ze een module met een andere latentie installeren, deze niet compatibel zal zijn, of dat het wel of niet van invloed is ... wat ik ga proberen, verduidelijk hier.

Eerst moet je duidelijk zijn over hoe RAM werktWanneer het nodig is om toegang te krijgen tot een bepaald geheugenblok, dat wil zeggen een gedeelte van het geheugen waarin gegevens zijn opgeslagen, wordt het geheugen verdeeld in rijen en kolommen. Door de juiste regels voor selectie van rijen en kolommen te activeren, kunt u schrijven of lezen wat u maar wilt. Maar om deze toegangsbewerkingen te laten plaatsvinden, moeten ze een paar cycli doorlopen om acties uit te voeren die de bewerking vertragen. Dat is latentie.

Hoe weet ik de latentie van een module? Het is je misschien opgevallen dat de modules een markeringstype 16-18-18-35 of iets dergelijks hebben, dat zijn de latenties in nanoseconden. Elk nummer heeft zijn betekenis volgens de positie die het inneemt:

• 16: De eerste waarde kan ook verschijnen als CL of CAS Latency, het geeft ruwweg de tijd aan die verstrijkt tussen de processor die gegevens opvraagt ​​bij RAM en deze lokaliseert en verzendt.
• 18: Het tweede nummer kan worden gevonden als TRCD of RAS naar CAS Latency, dit nummer vertegenwoordigt de tijd tussen de locatie en activering van een geheugenlijn (RAS) en een kolom (CAS), onthoud dat het geheugen is georganiseerd alsof het een schaakbord.
• 18: Het derde nummer kan worden gevonden als TRP of RAS Precharge en verwijst naar de tijd die het geheugen nodig heeft om een ​​regeleinde te maken, dat wil zeggen om de datalijn die u momenteel gebruikt te deactiveren en een nieuwe regel te activeren.
• 35: Ten slotte geeft de vierde waarde aan wat kan verschijnen als TRAS, Actief of Actief om voor te laden. Geeft de tijd weer die moet worden gewacht voordat het geheugen weer toegang heeft tot de gegevens.

Wanneer hoe lager de cijfers, hoe beterhoe sneller het zal zijn. Als je een DDR4-module hebt met een CL11 en een CL9-module, zal de laatste ongetwijfeld veel sneller zijn.

Kun je modules met verschillende latencies mixen?

Dit is waar het vandaan komt de vraag van de eeuw, en de verwarring van veel gebruikers. Het antwoord is ja. Als je een DDR4-module hebt, met dezelfde klokfrequentie, maar met een specifieke CL geïnstalleerd op je computer en je koopt een andere met dezelfde kenmerken, maar met een andere CL, maakt dat niet uit. Het zal werken, ze zullen niet incompatibel zijn, je team zal het niet afwijzen. Latentie is als capaciteit of merk, het kan tussen modules verschillen zonder dat er iets gebeurt.

Dus? Het enige is dat u misschien niet de optimale prestatie gaat behalen, of misschien zal het een beetje lager worden, afhankelijk van uw keuze. Ik zal het je uitleggen met een voorbeeld. Stel je een praktisch geval voor, dat u een Kingston DDR4-module van 8 GB bij 2400 Mhz en CL14 op uw computer hebt geïnstalleerd. Maar je wilt je RAM uitbreiden en een Corsair DDR4 8GB kopen op 2800Mhz en CL16. Je zou twee modules hebben die volledig compatibel zijn, je team zal het tolereren, het zal niet stoppen met werken. Je zou 16 GB RAM hebben werken. Maar ... er kunnen verschillende dingen gebeuren:

1. Beide RAM-modules verlagen hun frequentie naar standaardprofielen van de JEDEC-standaard, zoals 2133 Mhz. Dat wil zeggen dat uw geheugen ietwat langzamer zou worden door de klokfrequentie te verlagen, en dus de overdrachtssnelheid.
   
2. Een andere mogelijkheid is dat de module qua latency en frequentie overeenkomt met de bestaande module. In dit geval zouden in plaats van 2800 Mhz beide werken op 2400 Mhz en op de hoogste CL.

Wanneer zou u problemen hebben? Als u Dual Channel of Quad Channel gebruikt. In die gevallen is het beter dat u qua eigenschappen identieke modules koopt (de capaciteit en het merk van de fabrikant kan variëren).

Hoeveel RAM heb ik nodig?

Nou, dit samenvattend hangt af van de behoeften van elke gebruiker. Als u bijvoorbeeld kantoorsoftware gaat gebruiken, browsen, enz., Is misschien 4-8 GB voldoende. Maar als je wilt spelen, heb je misschien 8-16 GB nodig. Als je meerdere virtuele machines gaat implementeren, heb je misschien 32 GB of meer nodig… het is iets heel persoonlijks. Er is geen magische formule voor hoeveel je nodig hebt.

Het is erg belangrijk om de aanbevolen vereisten te zien van de software die u regelmatig gaat gebruiken om uw hardware goed te kiezen ...

Er is een formule die u helpt bij het kiezen van een minimaal basisgeheugen, zodat u niet minder hoeft te installeren dan u zou moeten. En gaat door vermenigvuldig 2 GB voor elke kern of kern die uw CPU heeft. Als je een quadcore hebt, moet je daarom minimaal 8 GB hebben.