Pamięć pamięci RAM - wszystko, co musisz wiedzieć [informacje techniczne]

Pamięć RAM jest jednym z głównych elementów naszego komputera wraz z procesorem i płytą główną, oba bardzo dobrze wyjaśnione przez nas w odpowiednich artykułach. Tym razem zrobimy to samo z modułami pamięci RAM, nie chodzi tylko o GB, której chcemy, ale także o to, jaką prędkość obsługuje płyta, które są bardziej kompatybilne lub które są głównymi cechami, które powinniśmy znać. Zobaczymy to wszystko w poniższym artykule, więc zacznijmy!

Na koniec zostawimy Ci przewodnik z najbardziej zalecanymi pamięciami RAM w bieżącym scenariuszu, aby nie wydłużyć artykułu.

Indeks treści

Jaka jest funkcja RAM w komputerze?

RAM (pamięć o dostępie swobodnym) to pamięć, w której ładowane są wszystkie instrukcje i zadania składające się na programy i które będą używane przez procesor. Jest to pamięć o swobodnym dostępie, ponieważ możliwe jest odczytywanie lub zapisywanie danych w dowolnym dostępnym miejscu pamięci, w kolejności określonej przez system. Pamięć RAM pobiera informacje bezpośrednio z pamięci głównej, dysków twardych, które są znacznie wolniejsze od niej, dzięki czemu unika się wąskich gardeł w przesyłaniu danych do procesora.

Bieżąca pamięć RAM jest typu DRAM lub Dynamic RAM, ponieważ potrzebuje sygnału napięcia, aby przechowywane w niej dane nie znikały. Kiedy wyłączymy komputer i nie będzie zasilania, wszystko w nim przechowywane zostanie usunięte. Wspomnienia te są najtańsze do wykonania, przechowując jeden bit informacji dla każdego tranzystora i kondensatora (ogniwa).

Istnieje inny rodzaj pamięci, SRAM lub statyczna pamięć RAM, która nie wymaga odświeżania, ponieważ bit informacji pozostaje przechowywany nawet bez zasilania. Jest droższy w produkcji i wymaga więcej miejsca, więc są mniejsze, na przykład pamięć podręczna procesora. Innym statycznym wariantem są pamięci SSD, chociaż używają bramek NAND, tańszych, ale znacznie wolniejszych niż pamięci SRAM z pamięcią podręczną.

Krótki przegląd historii

Podamy bardzo krótki przegląd ewolucji pamięci RAM, dopóki nie osiągniemy obecnej generacji DDR lub Double Data Rate.

Pamięć RAM z rdzeniem magnetycznym

Wszystko zaczyna się około 1949 roku, a wspomnienia wykorzystują rdzeń magnetyczny do przechowywania każdego bitu. Rdzeń ten był nie więcej niż kilkumilimetrowy toroid, ale ogromny w porównaniu do układów scalonych, więc miały bardzo małą pojemność. W 1969 roku, kiedy zaczęto stosować półprzewodniki na bazie krzemu (tranzystory), Intel stworzył 1024- bajtową pamięć RAM, która jako pierwsza została wprowadzona na rynek. Począwszy od 1973 roku, zaawansowana technologia, a tym samym pojemność pamięci, powoduje konieczność wykorzystania gniazd rozszerzeń do modułowej instalacji SIPP i późniejszych pamięci SIMM.

Kolejne wspomnienia to FPM-RAM (Fast Page Mode RAM) w 1990 r. I pierwszy Intel 486 o prędkości 66 MHz przy około 60 ns. Jego konstrukcja polegała na możliwości wysłania jednego adresu i otrzymania w zamian kilku kolejnych adresów.

BEDO RAM

Po nich pojawiły się EDO-RAM (Extended Data Output RAM) i BEDO-RAM (Burst Extended…). Te pierwsze były w stanie odbierać i wysyłać dane, osiągając tym samym 320 MB / s, z których korzystają Pentium MMX i AMD K6. Te ostatnie były w stanie uzyskać dostęp do różnych lokalizacji pamięci, aby wysyłać impulsy danych (Burt) w każdym cyklu zegara do procesora, chociaż nigdy nie zostały wprowadzone na rynek.

W ten sposób doszliśmy do epoki pamięci SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) będących pamięcią zsynchronizowaną z wewnętrznym zegarem do odczytu i zapisu danych. Osiągnęli 1200 MHz ze słynnym Rambusem (RD-RAM). Po nich pojawiła się SDR-SDRAM (Single Data Rate-SDRAM) będący poprzednikami obecnego DDR. Pamięci te były bezpośrednio podłączone do zegara systemowego, dzięki czemu w każdym cyklu zegarowym były w stanie odczytywać i zapisywać po jednym danych na raz.

Ewolucja do NRD

DDR lub Double Data Rate to obecna technologia pamięci RAM, która zachodzi w 4 pokoleniach w zależności od jej szybkości i enkapsulacji. Wraz z nimi zaczęto stosować enkapsulację DIMM, mając nie jedną, ale dwie jednoczesne operacje danych w tym samym cyklu zegara, podwajając w ten sposób wydajność.

NRD

Pierwsze wersje DDR dały prędkości transferu od 200 MHz do 400 MHz. Zastosowano enkapsulację 182 kontaktów DIMM przy napięciu 2, 5 V. Ważne jest, aby dobrze rozróżniać częstotliwość magistrali od częstotliwości przesyłania (I / O), ponieważ podczas pracy z dwoma danymi jednocześnie częstotliwość przesyłania jest dwa razy większa niż częstotliwość magistrali. Na przykład: DDR-400 ma magistralę 200 MHz i transfer 400 MHz.

DDR2, DDR3 i DDR4

W przypadku DDR2 bity przesyłane w każdej operacji zostały podwojone z 2 do 4 jednocześnie, więc częstotliwość przesyłania również się podwoiła. W enkapsulacji DIMM miał 240 styków przy 1, 8 V. DDR-1200 były najszybsze, o częstotliwości taktowania 300 MHz, częstotliwości magistrali 600 MHz i prędkości transferu 1200 MHz.

Trzecia i czwarta generacja były po prostu ulepszeniami w stosunku do poprzedniej, z mniejszym napięciem i wyższą częstotliwością wraz ze spadkiem wielkości tranzystorów. Zwiększając częstotliwość, zwiększa się również opóźnienie, chociaż były to szybsze wspomnienia. DDR3 utrzymywały 240-pinowy moduł DIMM na 1, 5 V, chociaż nie jest kompatybilny z DDR2, podczas gdy DDR4 wzrosły do ​​288-pin na 1, 35 V, osiągając obecnie transfer 4800 lub 5000 MHz.

W poniższych sekcjach skupimy się znacznie na DDR4, które obecnie używają domowego sprzętu konsumenckiego i serwerów.

Często używane typy interfejsów i gdzie je znaleźć

Mamy już dobre pojęcie o pamięci RAM, które krążyły w komputerach przez całą historię, więc skupmy się na bieżących pamięciach i zobaczmy, jakie rodzaje enkapsulacji możemy znaleźć w różnych urządzeniach.

Obecnie stosuje się enkapsulację typu DIMM (Dual In-Line Memory Module), składającą się z podwójnej linii miedzianych styków bezpośrednio przyklejonych do dwustronnej krawędzi płytki pamięci.

RAM DIMM (komputery stacjonarne)

Ten rodzaj enkapsulacji jest zawsze używany na płytach głównych zorientowanych na komputer. Pakiet ma 288 kontaktów dla DDR4 i 240 dla DDR3. W obszarze centralnym, przechylonym na bok, mamy matrycę zapewniającą prawidłowe umieszczenie pamięci w pionowym gnieździe dostępnym na planszy. Napięcia robocze mieszczą się w zakresie od 1, 2 V do 1, 45 V przy maksymalnych częstotliwościach.

SO-DIMM RAM (urządzenia przenośne)

To jest kompaktowa wersja poprzedniego podwójnego styku. W obecnych wersjach DDR4 znajdujemy 260 styków w gniazdach, które są umieszczone poziomo zamiast pionowo. Z tego powodu ten typ gniazda jest używany przede wszystkim na laptopach, a także na serwerach z pamięcią DDR4L i DDR4U. Te pamięci zwykle działają przy napięciu 1, 2 V, aby poprawić zużycie w porównaniu do komputerów stacjonarnych.

Lutowana na płycie pamięć RAM

Directindustry

Z drugiej strony mamy układy pamięci, które są lutowane bezpośrednio na płycie, metoda podobna do gniazd BGA procesorów laptopów. Ta metoda jest stosowana w szczególnie małych urządzeniach, takich jak HTPC lub smartfony z pamięcią typu LPDDR4 o zużyciu tylko 1, 1 V i częstotliwościach 2133 MHz

Dzieje się tak również w przypadku pamięci RAM, która obecnie wykorzystuje układy GDDR5 i GDDR6, szybsze od DDR4 i które są bezpośrednio wlutowane do płytki drukowanej.

Rodzaje pamięci RAM i enkapsulacji, które obecnie istnieją

Parametry techniczne, które powinniśmy wiedzieć o pamięci RAM

Po zobaczeniu, jak i gdzie jest on podłączony, zobaczmy główne cechy, które należy wziąć pod uwagę RAM. Wszystkie te czynniki pojawią się w karcie technicznej zakupionego modułu i wpłyną na jego wydajność.

Architektura

Architekturę możemy powiedzieć, że jest to sposób, w jaki wspomnienia komunikują się z różnymi elementami, z którymi są połączone, oczywiście z procesorem. Obecnie mamy architekturę DDR w wersji 4, która jest zdolna do zapisu i odczytu czterech komórek informacji w dwóch jednoczesnych operacjach w każdym cyklu zegara.

Posiadanie mniejszych tranzystorów i kondensatorów ułatwia pracę przy niższych napięciach i wyższych prędkościach, przy oszczędności energii nawet o 40% w porównaniu z DDR3. Przepustowość została również poprawiona o 50%, osiągając prędkości do 5000 MHz. W tym sensie nie będziemy mieć wątpliwości, pamięć do kupienia zawsze będzie DDR4.

Pojemność

To kufel z 1 TB pamięci RAM

Te pamięci DDR4 mają mniejsze tranzystory wewnątrz banków pamięci, a co za tym idzie, większą gęstość komórek. W tym samym module będziemy mogli obecnie mieć do 32 GB. Im większa pojemność, tym więcej programów można załadować do pamięci i mieć mniejszy dostęp do dysku twardego.

Zarówno obecne procesory AMD, jak i Intel obsługują maksymalnie 128 GB, ograniczone przez pojemność płyty głównej i jej gniazd. W rzeczywistości producenci tacy jak G-Skill zaczynają sprzedawać zestawy o pojemności 256 GB połączone z 8 gniazdami rozszerzeń dla płyt serwerowych nowej generacji i entuzjastycznych produktów. W każdym razie 16 lub 32 GB to dziś trend na komputery domowe i gry.

Prędkość

Kiedy mówimy o prędkości w obecnych wspomnieniach, musimy rozróżnić trzy różne miary.

• Częstotliwość zegara: która będzie z częstotliwością odświeżania banków pamięci. Częstotliwość magistrali: obecnie jest to czterokrotność częstotliwości zegara, ponieważ DDR4 pracują z 4 bitami w każdym cyklu zegara. Ta prędkość znajduje odzwierciedlenie w programach takich jak CPU-Z w „DRAM Frequency”. Szybkość transferu: jest to efektywna prędkość osiągana przez dane i transakcje, która w DDR będzie podwójna za posiadanie podwójnej magistrali. Ten pomiar nadaje nazwę modułom, na przykład PC4-2400 lub PC4600.

A oto przykład: pamięć PC4-3600 ma częstotliwość taktowania 450 MHz, podczas gdy jej magistrala działa z częstotliwością 1800 MHz, co daje prędkość 3600 MHz.

Mówiąc o szybkości w zaletach płyty głównej lub pamięci RAM, zawsze odnosimy się do prędkości transferu.

Opóźnienie

Opóźnienie to czas potrzebny pamięci RAM do przetworzenia żądania wysłanego przez procesor. Im większa częstotliwość, tym większe będzie opóźnienie, chociaż prędkość zawsze spowoduje, że moduły będą szybsze, pomimo większego opóźnienia. Wartości są mierzone w cyklach zegara lub zegarach.

Opóźnienia są reprezentowane w formie XXX-XX. Zobaczmy, co oznacza każda liczba w typowym przykładzie, DDR4 3600 MHz z CL 17-17-17-36:

Field	Opis
Opóźnienie CAS (CL)	Są to cykle zegarowe, ponieważ adres kolumny jest wysyłany do pamięci i rozpoczyna się zapis danych w niej zapisanych. Jest to czas potrzebny do odczytania pierwszego bitu pamięci RAM przy już otwartym prawidłowym wierszu.
Opóźnienie RAS do CAS (tRCD)	Liczba cykli zegara wymaganych od otwarcia wiersza pamięci i uzyskania dostępu do znajdujących się w nim kolumn. Czas na odczytanie pierwszego bitu pamięci bez aktywnego wiersza to CL + TRCD.
Czas ładowania wstępnego RAS (tRP)	Liczba wymaganych cykli zegara od wysłania polecenia wstępnego ładowania i otwarcia następnego rzędu. Czas na odczytanie pierwszego bitu pamięci, jeśli otwarty jest inny wiersz, to CL + TRCD + TRP
Czas aktywności rzędu (tRAS)	Liczba cykli zegara wymaganych między poleceniem wyzwalającym wiersz a wysłaniem polecenia wstępnego ładowania. Jest to czas potrzebny do wewnętrznego odświeżenia wiersza, pokrywającego się z TRCD. W modułach SDRAM (Synchroniczna dynamiczna pamięć RAM, zwykle) ta wartość to po prostu CL + TRCD. W przeciwnym razie jest to w przybliżeniu równe (2 * CL) + TRCD.

Rejestry te można dotknąć w BIOS-ie, chociaż nie jest wskazane modyfikowanie ustawień fabrycznych, ponieważ wpłynie to na integralność modułu i układów. W przypadku Ryzen istnieje całkiem przydatny program o nazwie RAM Calculator, który mówi nam najlepszą konfigurację w zależności od posiadanego modułu.

Napięcie

Napięcie to po prostu wartość napięcia, przy której moduł RAM działa. Podobnie jak w przypadku innych elementów elektronicznych, im wyższa prędkość, tym więcej napięcia będzie potrzebne do osiągnięcia częstotliwości.

Moduł częstotliwości podstawowej DDR4 (2133 MHz) działa przy 1, 2 V, ale jeśli przetaktujemy profile JEDEC, będziemy musieli podnieść to napięcie do około 1, 35-1, 36 V.

ECC i Non-ECC

Warunki te pojawiają się często w specyfikacjach pamięci RAM, a także na płycie głównej. ECC (kod korekcji błędów) lub kod korekcji błędów w języku hiszpańskim, to system, w którym pamięć RAM zawiera dodatkowe informacje w transferach w celu wykrycia błędów między danymi przesłanymi z pamięci a procesorem.

Im wyższa prędkość, tym bardziej podatny będzie system na błędy, a do tego są pamięci ECC i Non-ECC. Jednak zawsze będziemy używać komputerów spoza ECC w naszych komputerach domowych, to znaczy bez korekcji błędów. Pozostałe są przeznaczone do komputerów, takich jak serwery i środowiska profesjonalne, w których zmienione bity można poprawić bez utraty danych podczas pracy. Tylko procesory i procesory z serii Intel i AMD Pro obsługują pamięć ECC.

Magistrala danych: dwukanałowa i czterokanałowa

Dla tej cechy lepiej jest stworzyć niezależną sekcję, ponieważ jest to bardzo ważna funkcja w bieżących wspomnieniach, która ma duży wpływ na wydajność pamięci. Przede wszystkim zobaczmy, jakie są różne magistrale, które pamięć RAM musi komunikować się z procesorem.

• Magistrala danych: linia, przez którą krąży treść instrukcji przetwarzanych w CPU. Dzisiaj jest 64-bitowy. Magistrala adresowa: żądanie danych jest wysyłane przez adres pamięci. Istnieje konkretna magistrala, która wysyła te żądania i identyfikuje miejsce przechowywania danych. Magistrala sterująca: konkretna magistrala używana przez sygnały odczytu, zapisu, zegara i resetowania pamięci RAM.

Technologia Dual Channel lub Dual Channel umożliwia jednoczesny dostęp do dwóch różnych modułów pamięci. Zamiast 64-bitowej magistrali danych jest ona duplikowana do 128 bitów, dzięki czemu do procesora dociera więcej instrukcji. Kontrolery pamięci zintegrowane z CPU (mostek północny) mają tę pojemność, o ile moduły są podłączone do modułu DIMM tego samego koloru na płycie. W przeciwnym razie będą działać niezależnie.

Na płytkach z mikroukładem AMD X399 i mikroukładem Intel X299 można pracować z maksymalnie czterema modułami równolegle, czyli czterokanałowo, generując 256-bitową magistralę. W tym celu te wspomnienia muszą mieć w swoich specyfikacjach taką pojemność.

Wydajność jest tak doskonała, że ​​jeśli zdecydujemy się na 16 GB pamięci RAM w naszym komputerze, lepiej zrobić to z dwoma modułami 8 GB niż z pojedynczym modułem 16 GB.

Przetaktowywanie i profile JEDEC

Pamięć RAM, jak każdy inny element elektroniczny, może zostać podkręcona. Oznacza to zwiększenie częstotliwości powyżej limitów a priori ustalonych przez samego producenta. Chociaż prawdą jest, że ta praktyka jest o wiele bardziej kontrolowana i ograniczona dla użytkownika niż na przykład karty graficzne lub procesory.

W rzeczywistości podkręcanie pamięci RAM odbywa się w kontrolowany sposób od momentu jej utworzenia bezpośrednio przez producenta poprzez profile częstotliwości , które możemy wybrać z BIOS-u naszego komputera. Nazywa się to niestandardowymi profilami JEDEC. JEDEC jest organizacją, która ustanowiła podstawowe specyfikacje, które producenci pamięci RAM muszą spełnić, zarówno pod względem częstotliwości, jak i opóźnień.

Na poziomie użytkownika mamy więc funkcjonalność zaimplementowaną w BIOSie płyty głównej, która pozwala nam wybrać maksymalny profil operacyjny obsługiwany przez płytę i pamięć. Im większa częstotliwość profilu, tym większe opóźnienia i wszystko to jest przechowywane w profilu, dzięki czemu po jego wybraniu zapewni nam doskonałą operację bez konieczności ręcznego dotykania częstotliwości lub czasów. W przypadku, gdy płyta nie obsługuje tych profili, skonfiguruje podstawową częstotliwość pamięci RAM, czyli 2133 MHz w DDR4 lub 1600 MHz w DDR3.

Ze strony Intela mamy technologię o nazwie XMP (Extreme Memory Profiles), czyli system, o którym wspominaliśmy, aby zawsze mieć najwyższy profil wydajności zainstalowanej pamięci RAM. AMD nazywa się DOCP, a jego funkcja jest dokładnie taka sama.

Wiedz, która, ile i jakiego rodzaju pamięci RAM potrzebuję

Po zapoznaniu się z najważniejszymi cechami i pojęciami pamięci RAM, bardzo przydatne może być ustalenie, ile pamięci RAM obsługuje i przy jakiej prędkości może ona osiągnąć. Ponadto warto kupić, aby dowiedzieć się, jaką pamięć RAM obecnie zainstalowaliśmy na naszym komputerze.

Jeśli mamy HTPC, zadanie nie przyniesie wiele owoców, ponieważ są to zazwyczaj komputery, które pozwalają na niewielką aktualizację modułów, ponieważ są lutowane na płycie. Musimy to sprawdzić w specyfikacjach danego sprzętu lub bezpośrednio je otworzyć i dokonać kontroli wzroku, czego nie zalecamy, ponieważ utracimy gwarancję.

W przypadku laptopów prawie na wszystkich komputerach jest stała: mamy dwa gniazda SO-DIMM, które będą obsługiwać maksymalnie 32 lub 64 GB pamięci RAM przy 2666 MHz. Pytanie brzmi, czy mamy zainstalowany jeden lub dwa moduły. W przypadku komputerów stacjonarnych będzie ona nieco bardziej zmienna, chociaż prawie zawsze będziemy mieć 4 moduły DIMM, które w zależności od płyty będą obsługiwały mniej lub więcej prędkości. Kluczem do poznania, co obsługuje nasz komputer, będzie zobaczenie specyfikacji płyty głównej, a znajomość zainstalowanej pamięci RAM sprowadza się do zainstalowania bezpłatnego oprogramowania CPU-Z.

Oto artykuły, które Cię interesują w każdym szczególe:

Kompatybilność: zawsze ważny czynnik w pamięci RAM

Czasami znalezienie pamięci RAM o najlepszej kompatybilności z naszym komputerem staje się prawdziwym problemem. Stało się tak raczej w poprzednich generacjach procesorów, a dokładniej w AMD Ryzen 1. generacji, który miał całkiem sporo niezgodności.

Obecnie istnieją jeszcze bardziej odpowiednie pamięci dla innych procesorów niż inne, a wynika to z rodzaju użytego układu. Na przykład, jeśli mówimy o Quad Channel dla Ryzen, pamięci ECC dla procesorów z serii Pro itp. W przypadku procesorów Intel praktycznie zjedzą pamięć, którą na nim umieściliśmy, co jest bardzo dobrą rzeczą, ponieważ marki takie jak Corsair, HyperX, T-Force lub G.Skill zapewnią optymalną kompatybilność.

W przypadku AMD Ryzen drugiej i trzeciej generacji również nie będziemy mieć poważnych problemów, chociaż prawdą jest, że moduły Corsair lub G.Skill są zwykle największym wyborem dla nich, szczególnie w przypadku układów Samsung. W szczególności seria Dominator pierwszego i Trident drugiego. Zawsze dobrze jest zapoznać się ze specyfikacjami na oficjalnej stronie internetowej, aby poznać te informacje wcześniej.

Mamy pełny artykuł, w którym krok po kroku uczymy, jak rozpoznać zgodność między wszystkimi elementami komputera.

Wniosek i przewodnik po najlepszej pamięci RAM na rynku

Na koniec zostawiamy Ci nasz przewodnik po pamięci RAM, w którym zbieramy najciekawsze modele na rynku dla Intel i AMD z ich specyfikacjami i nie tylko. Jeśli chcesz kupić pamięć, jest to najlepsze, co mamy, aby nie komplikować zbytnio swojego życia.

Jakiej pamięci RAM używasz i przy jakiej prędkości? Jeśli przegapisz jakieś ważne informacje na temat pamięci RAM, zostaw nam komentarz, aby zaktualizować artykuł.