Téměř každé výpočetní zařízení potřebuje RAM. Podívejte se na své oblíbené zařízení (např. chytré telefony, tablety, stolní počítače, notebooky, grafické kalkulačky, HDTV, kapesní herní systémy atd.) a měli byste najít nějaké informace o paměti RAM. Ačkoli všechny RAM v zásadě slouží stejnému účelu, dnes se běžně používá několik různých typů:
- Statická RAM (SRAM)
- Dynamic RAM (DRAM)
- Synchronní dynamická RAM (SDRAM)
- Single Data Rate Synchronous Dynamic RAM (SDR SDRAM)
- Dvojitá datová rychlost synchronní dynamická RAM (DDR SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4)
- Graphics Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM (GDDR SDRAM, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5)
- Flash paměť
Co je RAM?
RAM je zkratka pro Random Access Memory a poskytuje počítačům virtuální prostor potřebný ke správě informací a řešení problémů v daném okamžiku. Můžete si to představit jako opakovaně použitelný stírací papír, na který byste psali poznámky, čísla nebo kresby tužkou. Pokud vám dojde místo na papíře, vyděláte více tím, že vymažete to, co už nepotřebujete; RAM se chová podobně, když potřebuje více prostoru pro práci s dočasnými informacemi (tj. spuštěný software/programy). Větší kusy papíru vám umožní načmárat více (a větších) nápadů najednou, než je budete muset mazat; více RAM uvnitř počítačů sdílí podobný efekt.
RAM má různé tvary (tj. způsob, jakým se fyzicky připojuje k počítačovým systémům nebo s nimi rozhraní), kapacity (měřené v MB nebo GB), rychlosti (měřené v MHz nebo GHz) a architektury. Tyto a další aspekty je důležité vzít v úvahu při upgradu systémů s RAM, protože počítačové systémy (např. hardware, základní desky) musí dodržovat přísná pravidla pro kompatibilitu. Například:
- Počítače starší generace pravděpodobně nebudou podporovat novější typy technologie RAM
- Paměť notebooku se nevejde do stolních počítačů (a naopak)
- RAM není vždy zpětně kompatibilní
- Systém obecně nemůže kombinovat různé typy/generace RAM
Statická RAM (SRAM)
- Čas na trhu: 90. léta do současnosti
- Populární produkty využívající SRAM: Digitální fotoaparáty, routery, tiskárny, LCD obrazovky
Jeden ze dvou základních typů paměti (druhý je DRAM), SRAM vyžaduje konstantní tok energie, aby fungoval. Kvůli nepřetržitému napájení nemusí být paměť SRAM „obnovována“, aby si pamatovala uložená data. To je důvod, proč se SRAM nazývá „statický“– není potřeba žádná změna ani akce (např. obnovení), aby data zůstala nedotčená. SRAM je však volatilní paměť, což znamená, že všechna data, která byla uložena, se po odpojení napájení ztratí.
Výhodami použití SRAM (vs. DRAM) je nižší spotřeba energie a vyšší přístupová rychlost. Nevýhodou použití SRAM (vs. DRAM) je menší kapacita paměti a vyšší výrobní náklady. Kvůli těmto vlastnostem se SRAM obvykle používá v:
- CPU cache (např. L1, L2, L3)
- Vyrovnávací paměť/mezipaměť pevného disku
- Digitálně-analogové převodníky (DAC) na grafických kartách
Dynamic RAM (DRAM)
- Čas na trhu: 70. léta až polovina 90. let
- Populární produkty využívající DRAM: Videoherní konzole, síťový hardware
Jeden ze dvou základních typů paměti (druhý je SRAM), DRAM vyžaduje pravidelné „obnovování“energie, aby fungovala. Kondenzátory, které ukládají data do DRAM, postupně vybíjejí energii; žádná energie znamená ztrátu dat. To je důvod, proč se DRAM nazývá „dynamická“– k udržení nedotčených dat je nutná neustálá změna nebo akce (např. obnovování). DRAM je také volatilní paměť, což znamená, že všechna uložená data se po odpojení napájení ztratí.
Výhodami použití DRAM (vs. SRAM) jsou nižší náklady na výrobu a větší kapacita paměti. Nevýhodou použití DRAM (vs. SRAM) je nižší přístupová rychlost a vyšší spotřeba. Kvůli těmto vlastnostem se DRAM obvykle používá v:
- Systémová paměť
- Video grafická paměť
V 90. letech byla vyvinuta Extended Data Out Dynamic RAM (EDO DRAM), následovaná její evolucí, Burst EDO RAM (BEDO DRAM). Tyto typy pamětí byly přitažlivé díky zvýšenému výkonu/efektivitě při nižších nákladech. Tato technologie však byla zastaralá vývojem SDRAM.
Synchronní dynamická RAM (SDRAM)
- Čas na trhu: od roku 1993 do současnosti
- Populární produkty využívající SDRAM: Počítačová paměť, videoherní konzole
SDRAM je klasifikace DRAM, která pracuje synchronně s hodinami CPU, což znamená, že čeká na hodinový signál, než zareaguje na vstup dat (např. uživatelské rozhraní). Naproti tomu DRAM je asynchronní, což znamená, že okamžitě reaguje na vstup dat. Ale výhoda synchronního provozu spočívá v tom, že CPU může zpracovávat překrývající se instrukce paralelně, také známé jako 'pipelining' - schopnost přijímat (číst) novou instrukci předtím, než byla předchozí instrukce plně vyřešena (zapsána).
Přestože zřetězení neovlivňuje čas potřebný ke zpracování pokynů, umožňuje dokončit více pokynů současně. Zpracování jedné čtecí a jedné zapisovací instrukce na hodinový cyklus má za následek vyšší celkovou rychlost přenosu/výkonu CPU. SDRAM podporuje zřetězení díky způsobu, jakým je její paměť rozdělena do samostatných bank, což vedlo k rozšířené preferenci před základní DRAM.
Single Data Rate Synchronous Dynamic RAM (SDR SDRAM)
- Čas na trhu: od roku 1993 do současnosti
- Populární produkty využívající SDR SDRAM: Počítačová paměť, videoherní konzole
SDR SDRAM je rozšířený termín pro SDRAM - dva typy jsou jeden a tentýž, ale nejčastěji označované jako SDRAM. „Jedna datová rychlost“udává, jak paměť zpracovává jednu čtecí a jednu zapisovací instrukci za cyklus hodin. Toto označení pomáhá objasnit srovnání mezi SDR SDRAM a DDR SDRAM:
DDR SDRAM je v podstatě vývojem druhé generace SDR SDRAM
Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM (DDR SDRAM)
- Čas na trhu: od 2000 do současnosti
- Populární produkty využívající DDR SDRAM: Počítačová paměť
DDR SDRAM funguje jako SDR SDRAM, pouze dvakrát rychleji. DDR SDRAM je schopna zpracovat dvě čtecí a dvě zapisovací instrukce za hodinový cyklus (proto „dvojka“). Přestože je funkce DDR SDRAM podobná, má fyzické rozdíly (184 kolíků a jeden zářez na konektoru) oproti SDR SDRAM (168 kolíků a dva zářezy na konektoru). DDR SDRAM také funguje při nižším standardním napětí (2,5 V z 3,3 V), což zabraňuje zpětné kompatibilitě s SDR SDRAM.
- DDR2 SDRAM je evoluční upgrade na DDR SDRAM. Zatímco stále dvojnásobná rychlost přenosu dat (zpracování dvou instrukcí pro čtení a zápis dvou instrukcí na hodinový cyklus), DDR2 SDRAM je rychlejší, protože může pracovat při vyšších rychlostech hodin. Standardní (nepřetaktované) paměťové moduly DDR dosahují maximální frekvence 200 MHz, zatímco standardní paměťové moduly DDR2 dosahují maximální frekvence 533 MHz. DDR2 SDRAM běží při nižším napětí (1,8 V) s více piny (240), což zabraňuje zpětné kompatibilitě.
- DDR3 SDRAM zlepšuje výkon oproti DDR2 SDRAM díky pokročilému zpracování signálu (spolehlivost), větší kapacitě paměti, nižší spotřebě energie (1,5 V) a vyšším standardním rychlostem hodin (až 800 Mhz). Přestože DDR3 SDRAM sdílí stejný počet pinů jako DDR2 SDRAM (240), všechny ostatní aspekty brání zpětné kompatibilitě.
- DDR4 SDRAM zlepšuje výkon oproti DDR3 SDRAM díky pokročilejšímu zpracování signálu (spolehlivost), ještě větší kapacitě paměti, ještě nižší spotřebě energie (1,2 V) a vyšším standardním taktovacím frekvencím (až 1600 Mhz). DDR4 SDRAM používá 288pinovou konfiguraci, která také zabraňuje zpětné kompatibilitě.
Graphics Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM (GDDR SDRAM)
- Čas na trhu: od roku 2003 do současnosti
- Populární produkty využívající GDDR SDRAM: Video grafické karty, některé tablety
GDDR SDRAM je typ DDR SDRAM, který je speciálně navržen pro vykreslování video grafiky, obvykle ve spojení s vyhrazeným GPU (grafická procesorová jednotka) na grafické kartě. Je známo, že moderní počítačové hry posouvají hranice díky neuvěřitelně realistickým prostředím s vysokým rozlišením, které často vyžadují náročné systémové specifikace a nejlepší hardware grafické karty, aby je bylo možné hrát (zejména při použití displejů s vysokým rozlišením 720p nebo 1080p).
Podobně jako DDR SDRAM má GDDR SDRAM svou vlastní evoluční řadu (zlepšující výkon a snižování spotřeby energie): GDDR2 SDRAM, GDDR3 SDRAM, GDDR4 SDRAM a GDDR5 SDRAM
Přestože sdílí velmi podobné vlastnosti s DDR SDRAM, není GDDR SDRAM úplně stejná. Existují značné rozdíly ve způsobu fungování GDDR SDRAM, zejména pokud jde o to, jak je upřednostňována šířka pásma před latencí. Očekává se, že GDDR SDRAM zpracuje obrovské množství dat (šířka pásma), ale ne nutně nejvyšší rychlostí (latence); vzpomeňte si na 16proudou dálnici nastavenou na 55 MPH. Ve srovnání s tím se očekává, že DDR SDRAM bude mít nízkou latenci, aby mohla okamžitě reagovat na CPU; představte si 2proudou dálnici nastavenou na 85 mil/h.
Flash paměť
- Čas na trhu: od roku 1984 do současnosti
- Populární produkty využívající flash paměť: Digitální fotoaparáty, chytré telefony/tablety, ruční herní systémy/hračky
Flash paměť je druh energeticky nezávislého paměťového média, které uchovává všechna data i po odpojení napájení. Navzdory svému názvu je flash paměť svou formou a provozem (tedy ukládáním a přenosem dat) blíže SSD než výše uvedené typy RAM. Flash paměť se nejčastěji používá v:
- USB flash disky
- Tiskárny
- Přenosné přehrávače médií
- Paměťové karty
- Malá elektronika/hračky
Často kladené otázky
- Existuje nejlepší typ paměti RAM? Není, protože různé druhy paměti RAM mají často velmi odlišné aplikace. Ale pro uživatele domácích počítačů je dnes zdaleka nejlepší volbou DDR4.
- Co je nejrychlejší: DDR2. DDR3. nebo DDR4? Každá generace paměti RAM vylepšuje předchozí, přináší vyšší rychlosti a větší šířku pásma. Nejrychlejší RAM v kontextu domácího počítače je snadno DDR4.
