RAM pamäť - všetko, čo potrebujete vedieť [technické informácie]

RAM je jednou z hlavných súčastí nášho počítača spolu s procesorom a základnou doskou, ktoré sú nám dobre vysvetlené v príslušných článkoch. Tentoraz urobíme to isté s pamäťovými modulmi RAM, nejde len o to, čo chceme GB, ale aj o rýchlosť, ktorú doska podporuje, ktoré sú kompatibilnejšie alebo ktoré sú hlavné charakteristiky, ktoré by sme mali vedieť. Toto všetko uvidíme v nasledujúcom článku, takže začnime!

Nakoniec vám necháme sprievodcu s najviac odporúčanými RAM pamäťami v súčasnom scenári, aby nebol článok príliš dlhý.

Index obsahu

Aká je funkcia pamäte RAM v počítači?

Pamäť RAM (Random Access Memory) je úložisko, v ktorom sa načítajú všetky pokyny a úlohy, ktoré tvoria programy a ktoré bude procesor používať. Jedná sa o pamäť s priamym prístupom, pretože je možné čítať alebo zapisovať údaje na ľubovoľnom dostupnom mieste v pamäti, v poradí, v akom systém prefixuje. RAM preberá informácie priamo z hlavného úložiska, pevných diskov, ktoré sú omnoho pomalšie ako to, čím sa predchádza problémom pri prenose údajov do procesora.

Aktuálna pamäť RAM je typu DRAM alebo Dynamic RAM, pretože potrebuje napäťový signál, aby údaje v nej nezmizli. Keď vypneme počítač a nebude k dispozícii žiadne napájanie, všetko v ňom uložené sa vymaže. Tieto spomienky sú najlacnejšie, ak si ukladajú jeden bit informácií pre každý tranzistor a kondenzátor (bunku).

Existuje iný typ pamäte, SRAM alebo statická RAM, ktorá nevyžaduje obnovenie, pretože informačný bit zostáva uložený aj bez napájania. Výroba je drahšia a vyžaduje viac miesta, takže sú menšie, napríklad vyrovnávacia pamäť CPU. Ďalším statickým variantom sú pamäte SSD, aj keď používajú brány NAND, lacnejšie, ale oveľa pomalšie ako pamäte SRAM v vyrovnávacej pamäti.

Stručný prehľad histórie

Dáme veľmi stručný prehľad o vývoji pamäte RAM, kým nedosiahneme aktuálnu generáciu DDR alebo Double Data Rate.

Pamäť RAM s magnetickým jadrom

Všetko sa to začína okolo roku 1949 spomienkami, v ktorých sa každý bit ukladal pomocou magnetického jadra. Toto jadro nebolo viac ako niekoľko milimetrov toroidov, ale v porovnaní s integrovanými obvodmi bolo obrovské, takže mali veľmi malú kapacitu. V roku 1969, keď sa začali používať polovodiče na báze kremíka (tranzistory), Intel vytvoril 1024-bajtovú RAM, ktorá bola prvou na trhu. Od roku 1973 pokročila technológia, a tým aj kapacita pamätí, čo si vyžiadalo použitie rozširujúcich slotov na modulárnu inštaláciu pamätí SIPP a novších SIMM.

Ďalšie spomienky boli FPM-RAM (Fast Page Mode RAM) v roku 1990 a pre prvé Intel 486 s rýchlosťami 66 MHz pri asi 60 ns. Jeho návrh spočíval v tom, že bol schopný poslať jednu adresu a výmenou získať niekoľko z týchto za sebou nasledujúcich.

BEDO RAM

Po nich sa objavili EDO-RAM (Extended Data Output RAM) a BEDO-RAM (Burst Extended…). Prvý z nich bol schopný prijímať a odosielať dátové dáta, a tak dosiahol rýchlosť 320 MB / s, ktorú používajú Pentium MMX a AMD K6. Posledne menované boli schopné pristupovať na rôzne miesta v pamäti a posielať dátové zhluky (Burt) v každom hodinovom cykle do procesora, hoci nikdy neboli komercializované.

Dosiahli sme teda éru pamätí SDRAM (Synchronous Dynamic RAM), ktoré sú synchronizované s vnútornými hodinami na čítanie a zápis údajov. Dosiahli 1200 MHz so slávnym Rambus (RD-RAM). Po nich sa objavil SDR-SDRAM (Single Data Rate-SDRAM) ako predchodcovia súčasnej DDR. Tieto spomienky boli priamo spojené so systémovými hodinami, takže v každom hodinovom cykle boli schopné čítať a zapisovať naraz jedno údaje.

Vývoj na DDR

DDR alebo Double Data Rate je súčasná technológia pamäte RAM, ktorá sa odohráva v 4 generáciách v závislosti od jej rýchlosti a zapuzdrenia. S nimi sa začalo používať zapuzdrenie DIMM, ktoré nemalo jednu, ale dve simultánne dátové operácie v rovnakom hodinovom cykle, čím sa zdvojnásobil výkon.

DDR

Prvé verzie DDR prišli s prenosovými rýchlosťami od 200 MHz do 400 MHz a použili zapuzdrenie DIMM 182 kontaktov pri 2, 5 V. Je dôležité dobre rozlišovať medzi frekvenciou zbernice a prenosovou frekvenciou (I / O), pretože pri práci s dvoma údajmi súčasne je prenosová frekvencia dvojnásobná ako prenosová frekvencia. Napríklad: DDR-400 má zbernicu 200 MHz a prenos 400 MHz.

DDR2, DDR3 a DDR4

Pri DDR2 sa bity prenesené v každej operácii zdvojnásobili z 2 na 4 súčasne, takže prenosová frekvencia sa tiež zdvojnásobila. V zapuzdrení DIMM mal 240 kontaktov pri 1, 8 V. DDR-1200s boli najrýchlejšie, s hodinovou frekvenciou 300 MHz, frekvenciou zbernice 600 MHz a prenosovou rýchlosťou 1200 MHz.

Tretia a štvrtá generácia boli jednoducho vylepšeniami v porovnaní s predchádzajúcou generáciou, s menším napätím a vyššou frekvenciou so zmenšujúcou sa veľkosťou tranzistorov. Zvýšením frekvencie sa zvýši aj latencia, aj keď to bolo rýchlejšie. DDR3 udržiavali DIMM 240 pinov pri 1, 5 V, hoci nie sú kompatibilné s DDR2, zatiaľ čo DDR4 vzrástol na 288 pinov pri 1, 35 V, v súčasnosti dosahuje prenos 4 800 alebo 5 000 MHz.

V nasledujúcich častiach sa budeme oveľa lepšie zamerať na DDR4, ktoré v súčasnosti používajú zariadenia a servery pre domácich spotrebiteľov.

Bežne používané typy rozhraní a kde ich nájsť

Už máme dobrú predstavu o pamäti RAM, ktorá cirkuluje počítačmi v celej histórii, preto sa zamerajme na súčasné pamäte a uvidíme, aké typy zapuzdrenia nájdeme v rôznych zariadeniach.

V súčasnosti sa používa zapuzdrenie typu DIMM (Dual In-Line Memory Module), ktoré pozostáva z dvojitej línie medených kontaktných kolíkov prilepených priamo k obojstrannému okraju pamäťovej DPS.

RAM DIMM (stolové počítače)

Tento typ zapuzdrenia sa vždy používa na základných doskách orientovaných na stolové počítače. Balík má 288 kontaktov pre DDR4 a 240 pre DDR3. V centrálnej oblasti, ktorá je pripevnená k jednej strane, máme matricu na zaistenie správneho umiestnenia pamäte vo vertikálnom slote dostupnom na doske. Prevádzkové napätie sa pohybuje pri maximálnych frekvenciách od 1, 2 V do 1, 45 V.

SO-DIMM RAM (prenosné zariadenie)

Toto je kompaktná verzia predchádzajúceho dvojitého kontaktu. V súčasných verziách DDR4 nájdeme 260 kontaktov v slotoch, ktoré sú umiestnené vodorovne namiesto zvisle. Z tohto dôvodu sa tento typ slotu používa predovšetkým na prenosných počítačoch a tiež na serveroch s pamäťami DDR4L a DDR4U. Tieto pamäte zvyčajne pracujú pri 1, 2 V, aby sa zvýšila spotreba v porovnaní so stolnými počítačmi.

Doska spájkovaná pamäť RAM

DirectIndustry

Na druhej strane máme na palube pamäťové čipy, ktoré sa priamo spájkujú, čo je metóda podobná zásuvkám BGA prenosných procesorov. Táto metóda sa používa najmä v malých zariadeniach, ako sú HTPC alebo Smartphony s pamäťami typu LPDDR4, pri spotrebe iba 1, 1 V a frekvenciách 2133 MHz.

K tomu dochádza aj v prípade pamäte RAM, ktorá v súčasnosti používa čipy GDDR5 a GDDR6, ktoré majú vyššiu rýchlosť ako DDR4 a ktoré sa priamo spájkujú do DPS.

Typy pamäte RAM a zapuzdrenia, ktoré v súčasnosti existujú

Technické vlastnosti, ktoré by sme mali vedieť o pamäti RAM

Po zistení, ako a kde je pripojený, sa pozrime na hlavné charakteristiky, ktoré treba zohľadniť v pamäti RAM. Všetky tieto faktory prídu v technickom liste modulu, ktorý nakupujeme, a ovplyvnia jeho výkon.

architektúra

Architektúru môžeme povedať, že je to spôsob, akým spomienky komunikujú s rôznymi prvkami, ku ktorým sú pripojené, samozrejme s CPU. V súčasnej dobe máme architektúru DDR vo verzii 4, ktorá je schopná zapisovať a čítať štyri bunky informácií v dvoch simultánnych operáciách v každom hodinovom cykle.

Menšie tranzistory a kondenzátory uľahčujú prácu pri nižšom napätí a vyšších rýchlostiach, s úsporou energie až 40% v porovnaní s DDR3. Šírka pásma sa tiež zlepšila o 50% a dosiahla rýchlosti až 5 000 MHz. V tomto zmysle nebudeme mať žiadne pochybnosti, pamäť na zakúpenie bude vždy DDR4.

kapacita

Toto je pinta, ktorá má 1 TB RAM

Tieto pamäte DDR4 majú vo vnútri pamäťových bánk menšie tranzistory, a teda vyššiu hustotu buniek. V tom istom module budeme mať momentálne až 32 GB. Čím väčšia je kapacita, tým viac programov sa dá načítať do pamäte, pričom majú menší prístup na pevný disk.

Súčasné procesory AMD a Intel podporujú maximum 128 GB obmedzené kapacitou základnej dosky a jej slotov. Výrobcovia ako G-Skill v skutočnosti začínajú uvádzať na trh 256 GB súpravy pripojené k 8 rozširujúcim slotom pre serverové dosky novej generácie a nadšený rad. V každom prípade je dnes v domácich počítačoch a hrách trendom 16 alebo 32 GB.

rýchlosť

Keď hovoríme o rýchlosti v súčasných spomienkach, musíme rozlišovať tri rôzne opatrenia.

• Frekvencia hodín: ktorá bude pri obnovovacej frekvencii pamäťových bánk. Frekvencia zbernice: V súčasnosti je to štvornásobok taktovacej frekvencie, pretože DDR4 pracujú so 4 bitmi v každom hodinovom cykle. Táto rýchlosť sa odráža v programoch ako CPU-Z v časti „Frekvencia DRAM“. Prenosová rýchlosť: je to efektívna rýchlosť dosiahnutá údajmi a transakciami, ktorá bude v DDR dvojnásobná, pretože bude mať dvojitú zbernicu. Týmto meraním je daný názov modulov, napríklad PC4-2400 alebo PC4600.

A tu je príklad: Pamäť PC4-3600 má hodinovú rýchlosť 450 MHz, zatiaľ čo jej zbernica pracuje pri 1800 MHz, čo vedie k rýchlosti 3600 MHz.

Keď hovoríme o rýchlosti v výhodách základnej dosky alebo pamäte RAM, vždy sa odvolávame na rýchlosť prenosu.

latencia

Latencia je čas, ktorý potrebuje RAM na vybavenie žiadosti CPU. Čím je vyššia frekvencia, tým väčšia je latencia, aj keď rýchlosť vždy umožňuje, aby boli moduly rýchlejšie, aj keď majú vyššiu latenciu. Hodnoty sa merajú v hodinových cykloch alebo hodinách.

Latencie sú zastúpené vo formáte XXX-XX. Pozrime sa, čo znamená každé číslo typickým príkladom, 3600 MHz DDR4 s CL 17-17-17-36:

poľa	popis
CAS latencia (CL)	Sú to hodinové cykly, pretože adresa stĺpca sa odosiela do pamäte a začiatok údajov, ktoré sú v nej uložené. Je to čas, ktorý je potrebný na prečítanie prvého bitového pamäte RAM s otvoreným správnym riadkom.
Oneskorenie RAS na CAS (tRCD)	Počet požadovaných hodinových cyklov od otvorenia riadku pamäte a prístup k stĺpcom v ňom. Čas na načítanie prvého bitu pamäte bez aktívneho riadku je CL + TRCD.
Čas nabíjania RAS (tRP)	Počet požadovaných cyklov hodín od odoslania príkazu predbežného načítania a otvorenia nasledujúceho riadku. Čas na prečítanie prvého bitu pamäte, ak je otvorený iný riadok, je CL + TRCD + TRP
Čas aktívneho riadku (tRAS)	Počet požadovaných cyklov hodín medzi príkazom na spustenie riadku a odoslaním príkazu na predbežné načítanie. Toto je čas potrebný na interné obnovenie riadku, ktorý sa prekrýva s TRCD. V moduloch SDRAM (obvyklá dynamická RAM RAM) je táto hodnota jednoducho CL + TRCD. Inak sa približne rovná (2 * CL) + TRCD.

Tieto registre sa môžu dotknúť v systéme BIOS, aj keď nie je vhodné meniť továrenské nastavenia, pretože to ovplyvní integritu modulu a čipov. V prípade Ryzenu existuje veľmi užitočný program s názvom RAM Calculator, ktorý nám hovorí o najlepšej konfigurácii v závislosti od modulu, ktorý máme.

napätie

Napätie je jednoducho hodnota napätia, pri ktorej pracuje modul RAM. Rovnako ako u iných elektronických komponentov, čím vyššia je rýchlosť, tým viac napätia bude potrebné na dosiahnutie frekvencie.

Modul DDR4 základnej frekvencie (2133 MHz) pracuje na 1, 2 V, ale ak sa pretaktujeme profilmi JEDEC, budeme musieť toto napätie zvýšiť približne na 1, 35 - 1, 36 V.

ECC a non-ECC

Tieto výrazy sa často vyskytujú v špecifikáciách pamäte RAM a tiež v základnej doske. ECC (Error Correcting Code) je systém, pomocou ktorého má RAM extra bit informácií pri prenose na detekciu chýb medzi dátami prenášanými z pamäte a procesora.

Čím vyššia je rýchlosť, tým je systém náchylnejší na chyby, a preto existujú pamäte ECC a Non-ECC. Na našich domácich počítačoch však vždy používame tie, ktoré nie sú typmi ECC, to znamená bez korekcie chýb. Ostatné sú určené pre počítače, ako sú servery a profesionálne prostredia, v ktorých je možné opravené bity opraviť bez straty údajov v prevádzke. Pamäť ECC podporujú iba procesory Intel a AMD Pro a serverové procesory.

Dátová zbernica: Dual a Quad Channel

Pre túto charakteristiku by sme mali lepšie vytvoriť samostatnú sekciu, pretože je to veľmi dôležitá funkcia v súčasných spomienkach a ktorá výrazne ovplyvňuje výkon pamäte. Najprv sa pozrime, aké sú rôzne zbernice, ktoré musí RAM komunikovať s CPU.

• Dátová zbernica: linka, cez ktorú cirkuluje obsah pokynov, ktoré sa majú spracovať v CPU. Dnes je to 64 bitov. Adresová zbernica: požiadavka na údaje sa podáva prostredníctvom adresy pamäte. Existuje špecifická zbernica, ktorá umožňuje tieto požiadavky a identifikuje, kde sú dáta uložené. Riadiaca zbernica: špecifická zbernica používaná na čítanie, zápis, hodiny a resetovanie signálov RAM.

Technológia Dual Channel alebo Dual Channel umožňuje simultánny prístup k dvom rôznym pamäťovým modulom. Namiesto 64-bitovej dátovej zbernice je duplikovaná na 128 bitov, takže k CPU príde viac inštrukcií. Radiče pamäte integrované v CPU (severný most) majú túto kapacitu , pokiaľ sú moduly pripojené k modulu DIMM rovnakej farby na doske. Inak budú pracovať nezávisle.

Na doskách s čipovou sadou AMD X399 a čipovou sadou Intel X299 je možné paralelne pracovať až so štyrmi modulmi, tj Quad Channel, ktoré generujú 256-bitovú zbernicu. Preto musia mať tieto pamäte vo svojich špecifikáciách túto kapacitu.

Výkon je taký vynikajúci, že ak sa rozhodneme mať v počítači 16 GB pamäte RAM, je lepšie urobiť s dvoma modulmi 8 GB než mať jeden modul 16 GB.

Profily pretaktovania a JEDEC

Pamäť RAM, rovnako ako akékoľvek iné elektronické komponenty, môže byť pretaktovaná. To znamená zvýšenie jeho frekvencie nad a priori limity stanovené samotným výrobcom. Aj keď je pravda, že táto prax je pre používateľa omnoho kontrolovanejšia a obmedzenejšia ako napríklad grafické karty alebo procesory.

V skutočnosti sa pretaktovanie pamäte RAM vykonáva kontrolovaným spôsobom od jeho vytvorenia priamo výrobcom prostredníctvom frekvenčných profilov, ktoré si môžeme vybrať z BIOS nášho počítača. Toto sa nazýva vlastné profily JEDEC. JEDEC je organizácia, ktorá stanovila základné špecifikácie, ktoré musia výrobcovia pamäte RAM spĺňať, pokiaľ ide o frekvencie aj latencie.

Na úrovni používateľov máme teda funkčnosť implementovanú v systéme BIOS základnej dosky, ktorá nám umožňuje zvoliť maximálny prevádzkový profil, ktorý doska a pamäte podporujú. Čím väčšia je frekvencia profilu, tým vyššie sú latencie a to všetko je uložené v profile, takže keď ho vyberieme, poskytne nám perfektnú prevádzku bez potreby manuálneho dotyku frekvencie alebo časov. V prípade, že doska tieto profily nepodporuje, nakonfiguruje základnú frekvenciu pamäte RAM, tj 2133 MHz v DDR4 alebo 1600 MHz v DDR3.

Na strane spoločnosti Intel máme technológiu s názvom XMP (Extreme Memory Profiles), čo je systém, o ktorom sme sa zmienili, že má vždy najvyšší výkonový profil pamäte RAM, ktorú sme nainštalovali. AMD sa nazýva DOCP a jej funkcia je úplne rovnaká.

Vedieť, ktoré, koľko a aký typ pamäte RAM potrebujem

Po zobrazení najdôležitejších charakteristík a konceptov pamäte RAM by mohlo byť veľmi užitočné vedieť, ako zistiť, koľko pamäte RAM podporuje a akou rýchlosťou môže dosiahnuť. Okrem toho bude užitočné kúpiť, aby sme vedeli, akú pamäť RAM máme v súčasnosti nainštalovanú na našom počítači.

Ak máme HTPC, táto úloha neprináša veľa ovocia, pretože to sú spravidla počítače, ktoré umožňujú malú aktualizáciu modulov, pretože sú spájkované na doske. Na to by sme sa mali pozerať v špecifikáciách príslušného zariadenia alebo ho priamo otvoriť a vykonať prehliadku očí, ktorú neodporúčame, pretože stratíme záruku.

V prípade notebookov je konštanta takmer vo všetkých počítačoch: máme dva sloty SO-DIMM, ktoré budú podporovať maximálne 32 alebo 64 GB pamäte RAM pri 2666 MHz. Otázkou bude vedieť, či v nej máme nainštalovaný jeden alebo dva moduly. Pokiaľ ide o stolové počítače, bude to o niečo variabilnejšie, hoci takmer vždy budeme mať 4 moduly DIMM, ktoré v závislosti od dosky podporia viac alebo menej rýchlosti. Kľúčom k poznaniu toho, čo náš počítač podporuje, bude vidieť špecifikácie dosky, zatiaľ čo poznanie charakteristík nainštalovanej pamäte RAM sa zníži na inštaláciu bezplatného softvéru CPU-Z.

Tu sú články, ktoré vás zaujímajú do všetkých detailov:

Kompatibilita: vždy dôležitý faktor v pamäti RAM

Niekedy sa stáva skutočnou bolesťou hlavy nájsť RAM s najlepšou kompatibilitou pre náš počítač. Stalo sa to skôr v predchádzajúcich generáciách procesorov, presnejšie v 1. generácii AMD Ryzen, ktorá mala pomerne málo nekompatibilít.

V súčasnosti existuje pre určité CPU ešte vhodnejšie pamäte ako iné, a to kvôli použitému typu čipu. Napríklad, ak hovoríme o Quad Channel pre Ryzen, ECC spomienkach pre procesory Pro Range, atď. V prípade procesorov Intel bude prakticky jesť spomínanú pamäť, čo je veľmi dobrá vec, pretože značky ako Corsair, HyperX, T-Force alebo G.Skill zaistia optimálnu kompatibilitu.

V prípade AMD Ryzen 2. a 3. generácie nebudeme mať veľké problémy, hoci je pravda, že moduly Corsair alebo G.Skill sú pre nich zvyčajne najväčšou stávkou, najmä s čipmi Samsung. Konkrétne, Dominator Series prvého a Tridentského radu druhého. Vždy je dobré pozrieť sa na špecifikácie na oficiálnej webovej stránke a poznať tieto informácie vopred.

Máme kompletný článok, v ktorom sa učíme krok za krokom, ako identifikovať kompatibilitu medzi všetkými komponentmi počítača.

Záver a sprievodca po najlepšej pamäti RAM na trhu

Nakoniec vám zanecháme nášho sprievodcu pamäťami RAM, kde zbierame najzaujímavejšie modely na trhu pre Intel a AMD s ich špecifikáciami a ďalšími. Ak si chcete kúpiť pamäť, je to najlepšie, čo máme, aby ste príliš nekomplikovali svoj život.

Čo RAM používate a akou rýchlosťou? Ak vám chýbajú dôležité informácie o pamäti RAM, zanechajte nám komentár a aktualizujte článok.