Jūsu datora izmantotā atmiņa var būt liela daļa no tā, kā dators darbojas un cik ātri tas var darboties. Tomēr, ja jūs veidojat datoru, var būt grūti zināt, ko izvēlēties un kāpēc. Tāpēc mēs esam izveidojuši šo rokasgrāmatu.
Ir vairākas dažādas tehnoloģijas, kad runa ir par atmiņu. Šeit ir šo tehnoloģiju pārskats un tas, ko tās nozīmē jūsu datoram.
Redaktoru piezīme: Šis raksts, kas sākotnēji tika publicēts 2007. gadā, tika atjaunināts 2016. gada novembrī ar jaunāku informāciju par jaunākajām atmiņas tehnoloģijām.
ROM
ROM būtībā ir tikai lasāma atmiņa vai atmiņa, kuru var lasīt, bet kurai nevar rakstīt. ROM tiek izmantots situācijās, kad uzglabātie dati ir jāuztur pastāvīgi. Tas ir tāpēc, ka tā ir nestabila atmiņa - citiem vārdiem sakot, dati tiek “stingri vadīti” mikroshēmā. Jūs varat uzglabāt šo mikroshēmu mūžīgi, un dati vienmēr būs tur, padarot šos datus ļoti drošus. BIOS tiek glabāta ROM, jo lietotājs nevar izjaukt informāciju.
Pastāv arī vairāki dažādi ROM veidi:
EEPROM
Programmējams ROM (PROM):
Tā būtībā ir tukša ROM mikroshēma, uz kuru var rakstīt, bet tikai vienu reizi. Tas ir līdzīgi kā CD-R diskdzinis, kas sadedzina datus kompaktdiskā. Daži uzņēmumi izmanto īpašas mašīnas, lai rakstītu PROM īpašiem mērķiem. PROM pirmo reizi tika izgudrots 1956. gadā.
Dzēšams programmējams ROM (EPROM):
Tas ir tāpat kā PROM, izņemot to, ka jūs varat izdzēst ROM, iespīdot īpašu ultravioleto gaismu sensors, kas noteiktā laika posmā atrodas ROM mikroshēmā. To darot, dati tiek izdzēsti, ļaujot tos pārrakstīt. EPROM pirmo reizi tika izgudrots 1971. gadā.
Elektriski dzēšams programmējams ROM (EEPROM):
Saukta arī par flash BIOS. Šo ROM var pārrakstīt, izmantojot īpašu programmatūras programmu. Flash BIOS darbojas šādā veidā, ļaujot lietotājiem uzlabot savu BIOS. EEPROM pirmo reizi tika izgudrots 1977. gadā.
ROM darbība ir lēnāka nekā RAM, tāpēc daži mēģina to aizēnot, lai palielinātu ātrumu.
Operatīvā atmiņa
Brīvpiekļuves atmiņa (RAM) ir tas, par ko vairums no mums domā, izdzirdot vārdu “atmiņa”, kas saistīts ar datoriem. Tā ir nepastāvīga atmiņa, kas nozīmē, ka visi dati tiek zaudēti, kad strāva tiek izslēgta. RAM tiek izmantots programmas datu īslaicīgai glabāšanai, ļaujot optimizēt veiktspēju.
Tāpat kā ROM, ir dažādi RAM veidi. Šeit ir visbiežāk sastopamie dažādi veidi.
Statiskā operatīvā atmiņa (SRAM)
Šī RAM saglabās savus datus tik ilgi, kamēr atmiņas mikroshēmām tiks nodrošināta jauda. Tas nav periodiski jāpārraksta. Faktiski vienīgais laiks, kad dati atmiņā tiek atjaunināti vai mainīti, ir tad, kad tiek izpildīta faktiskā rakstīšanas komanda. SRAM ir ļoti ātrs, taču ir daudz dārgāks nekā DRAM. SRAM bieži izmanto kā kešatmiņu ātruma dēļ.
Pastāv daži SRAM veidi:
Statiskā RAM mikroshēma
Async SRAM:
Vecāks SRAM tips, ko izmanto daudzos datoru L2 kešatmiņā. Tas ir asinhrons, kas nozīmē, ka tas darbojas neatkarīgi no sistēmas pulksteņa. Tas nozīmē, ka centrālais procesors gaidīja informāciju no L2 kešatmiņas. Async SRAM sāka daudz izmantot 1990. gados.
Sinhronizēt SRAM:
Šis SRAM tips ir sinhrons, kas nozīmē, ka tas ir sinhronizēts ar sistēmas pulksteni. Lai gan tas to paātrina, tas vienlaikus padara to par diezgan dārgu. Sync SRAM kļuva populārāks 1990. gadu beigās.
Cauruļvada plīšanas SRAM:
Parasti izmanto. SRAM pieprasījumi tiek sagatavoti, kas nozīmē, ka lielākas datu paketes tiek atkārtoti nosūtītas uz atmiņu vienlaikus un tiek rīkotas ļoti ātri. Šīs šķirnes SRAM var darboties ar autobusu ātrumu, kas lielāks par 66MHz, tāpēc to bieži izmanto. Pipeline Burst SRAM pirmo reizi ieviesa Intel 1996. gadā.
Dinamiskā RAM (DRAM)
DRAM, atšķirībā no SRAM, ir nepārtraukti jāpārraksta, lai tā varētu saglabāt savus datus. Tas tiek darīts, novietojot atmiņu atsvaidzināšanas shēmā, kas datus pārraksta vairākus simtus reizes sekundē. DRAM tiek izmantots lielākajai daļai sistēmas atmiņas, jo tā ir lēta un maza.
Ir vairāki DRAM veidi, kas vēl vairāk sarežģī atmiņas skatu:
Ātrs lapas režīma DRAM (FPM DRAM):
FPM DRAM ir tikai nedaudz ātrāks nekā parastais DRAM. Pirms bija EDO operatīvā atmiņa, FPM RAM bija galvenais datoru darbībā izmantotais tips. Tas ir diezgan lēns priekšmets ar piekļuves laiku 120 ns. Galu galā tas tika pieregulēts līdz 60 ns, bet FPM joprojām bija pārāk lēns, lai strādātu pie 66MHz sistēmas kopnes. Šī iemesla dēļ FPM RAM tika aizstāta ar EDO RAM. FPM RAM mūsdienās netiek daudz izmantots lēnā ātruma dēļ, bet tiek atbalstīts gandrīz vispārēji.
Paplašināta datu izvades DRAM (EDO DRAM):
EDO atmiņā ir iekļauts vēl viens kniebiens piekļuves metodē. Tas ļauj sākt vienu piekļuvi, kamēr tiek pabeigta cita. Lai arī tas varētu šķist ģeniāli, veiktspējas pieaugums salīdzinājumā ar FPM DRAM ir tikai aptuveni 30%. EDO DRAM ir pareizi jāatbalsta mikroshēmā. EDO RAM tiek piegādāts uz SIMM. EDO RAM nevar darboties ar kopnes ātrumu, kas ātrāks par 66MHz, tāpēc, arvien vairāk izmantojot lielāku kopņu ātrumu, EDO RAM ir izvēlējies FPM RAM ceļu.
Pārsprāgt EDO DRAM (BEDO DRAM):
Oriģinālā EDO RAM bija pārāk lēna, lai tajā laikā iznāktu jaunākas sistēmas. Tāpēc, lai paātrinātu atmiņu, bija jāizstrādā jauna pieeja atmiņai. Izstrādātā metode bija pārrāvums. Tas nozīmē, ka vienlaikus atmiņā tika nosūtīti lielāki datu bloki, un katram datu “blokam” bija ne tikai tiešās lapas atmiņas adrese, bet arī informācija par nākamajām vairākām lapām. Tāpēc nākamajām dažām piekļuvēm nebūs kavēšanās iepriekšējo atmiņas pieprasījumu dēļ. Šī tehnoloģija palielina EDO RAM ātrumu līdz aptuveni 10 ns, taču tā nedeva tai iespēju stabili darboties ar autobusu ātrumu virs 66MHz. BEDO RAM bija centieni panākt, lai EDO RAM konkurētu ar SDRAM.
Sinhronā DRAM (SDRAM):
Autors Rojans - Šis fails tika iegūts no: SDR SDRAM.jpg, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12309701
SDRAM kļuva par jauno standartu pēc tam, kad EDO bija sakodis putekļus. Tās ātrums ir sinhrons, kas nozīmē, ka tas ir tieši atkarīgs no visas sistēmas pulksteņa ātruma. Standarta SDRAM var izturēt lielāku autobusu ātrumu. Teorētiski tas varēja darboties līdz 100MHz, kaut arī tika konstatēts, ka daudzi citi mainīgie faktori ir iesaistīti neatkarīgi no tā, vai tas var stabilizēt. Faktiskā moduļa ātruma ietilpība bija atkarīga no faktiskajām atmiņas mikroshēmām, kā arī no paša moduļa dizaina faktoriem.
Lai izvairītos no mainīguma, Intel izveidoja PC100 standartu. PC100 standarts nodrošina SDRAM apakšsistēmu savietojamību ar Intel 100MHz FSB procesoriem. Jaunās dizaina, ražošanas un testa prasības radīja izaicinājumus pusvadītāju uzņēmumiem un atmiņas moduļu piegādātājiem. Katram PC100 SDRAM modulim bija nepieciešami atslēgas atribūti, lai garantētu pilnīgu atbilstību, piemēram, 8ns DRAM komponentu (mikroshēmu) izmantošana, kas spēj darboties 125MHz frekvencē. Tas nodrošināja drošības rezervi, nodrošinot, ka atmiņas modulis var darboties ar PC100 ātrumu. Turklāt SDRAM mikroshēmas jāizmanto kopā ar pareizi ieprogrammētu EEPROM uz pareizi izstrādātas drukātās shēmas plates. Jo īsāks ir signāla nobraukšanas attālums, jo ātrāk tas skrien. Šī iemesla dēļ PC100 moduļiem bija papildu iekšējās shēmas slāņi.
Palielinoties datora ātrumam, tā pati problēma radās 133 MHz kopnei, tāpēc tika izstrādāts PC133 standarts. SDRAM pirmo reizi parādījās 70. gadu sākumā un tika izmantots līdz 1990. gadu vidum.
RAMBus DRAM (RDRAM):
Izstrādāja Rambus, Inc. un apstiprināja Intel kā izvēlēto SDRAM pēcteci. RDRAM sašaurina atmiņas kopni līdz 16 bitiem un darbojas līdz 800 MHz. Tā kā šī šaurā kopne aizņem mazāk vietas uz tāfeles, sistēmas var iegūt lielāku ātrumu, paralēli vadot vairākus kanālus. Neskatoties uz ātrumu, saderības un laika problēmu dēļ RDRAM tirgū ir bijis grūts laiks. Karstums ir arī problēma, bet RDRAM ir radiatori, lai to izkliedētu. Izmaksas ir galvenā RDRAM problēma, jo ražotājiem ir jāveic lielas izmaiņas iekārtās, lai to padarītu, un produkta izmaksas patērētājiem ir pārāk augstas, lai cilvēki varētu norīt. Pirmās mātesplates ar RDRAM atbalstu parādījās 1999. gadā.
DDR-SDRAM (DDR):
Šāda veida atmiņa ir dabiska SDRAM evolūcija, un vairums ražotāju dod priekšroku šai, nevis Rambus, jo tas nav daudz jāmaina. Arī atmiņas veidotāji to var brīvi ražot, jo tas ir atvērts standarts, turpretī viņiem būtu jāmaksā licences maksa uzņēmumam Rambus, Inc., lai izveidotu RDRAM. DDR nozīmē Double Data Rate. DDR maina datus visā autobusā gan pulksteņa cikla pieaugumā, gan kritumā, faktiski dubultojot ātrumu virs standarta SDRAM.
Pateicoties priekšrocībām salīdzinājumā ar RDRAM, DDR-SDRAM atbalstu ieviesa gandrīz visi lielākie mikroshēmojumu ražotāji un ātri kļuva par jauno atmiņas standartu lielākajai daļai personālo datoru. Ātrumi bija diapazonā no 100 MHz DDR (ar darbības ātrumu 200MHz) vai pc1600 DDR-SDRAM, visu ceļu līdz pašreizējiem likmēm 200 MHz DDR (ar darbības ātrumu 400MHz) vai pc3200 DDR-SDRAM. Daži no atmiņas ražotājiem ražo vēl ātrākus DDR-SDRAM atmiņas moduļus, kas viegli patīk pārspīlētāju pūlim. DDR tika izstrādāts no 1996. līdz 2000. gadam.
DDR-SDRAM 2 (DDR2):
Autors Victorrocha angļu Vikipēdijā, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29911920
DDR2 ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar parasto DDR-SDRAM (DDR), no kurām galvenā ir tā, ka katrā atmiņas ciklā DDR2 tagad pārraida 4 bitu informāciju no loģiskās (iekšējās) atmiņas uz I / O buferiem. standarta DDR-SDRAM pārraida tikai 2 informācijas bitus katrā atmiņas ciklā. Tādēļ normālai DDR-SDRAM nepieciešama iekšējā atmiņa un I / O buferi, kas abi darbojas 200MHz frekvencē, lai sasniegtu kopējo ārējo darbības ātrumu 400MHz.
Sakarā ar DDR2 spēju no loģiskās (iekšējās) atmiņas uz I / O buferiem pārsūtīt divreiz vairāk bitu ciklā (šī tehnoloģija formāli tiek dēvēta par 4 bitu iepriekšēju ielādi), iekšējās atmiņas ātrums faktiski var darboties ar 100MHz, nevis 200MHz, un kopējais ārējais darbības ātrums joprojām būs 400MHz. Viss, kas no tā izriet, ir tāds, ka DDR-SDRAM 2 spēs darboties ar augstākām kopējām darba frekvencēm, pateicoties tās 4 bitu iepriekšējas ielādes tehnoloģijai (piemēram, 200 MHz iekšējās atmiņas ātrums nodrošinātu kopējo ārējo darbības ātrumu 800 MHz)! -SDRAM.
DDR2 pirmo reizi tika ieviests 2003. gadā.
DDR-SDRAM 3 (DDR3):
Viena no galvenajām DDR3 priekšrocībām salīdzinājumā ar DDR2 un DDR ir tā koncentrēšanās uz zemu enerģijas patēriņu. Citiem vārdiem sakot, viens un tas pats RAM patērē daudz mazāk enerģijas, tāpēc jūs varat palielināt RAM daudzumu, kuru izmantojat par tādu pašu enerģijas daudzumu. Cik tas samazina enerģijas patēriņu? Par dūšīgiem 40 procentiem, sēžot pie 1, 5 V, salīdzinot ar DDR2 1, 8 V. Ne tikai tas, bet arī RAM pārsūtīšanas ātrums ir diezgan ātrāks, sēžot no 800 līdz 1600 MHz.
Bufera ātrums ir arī ievērojami lielāks - DDR3 vēlamā bufera intensitāte ir 8 biti, bet DDR2 ir 4 biti. Tas būtībā nozīmē, ka RAM var pārsūtīt divreiz vairāk bitu vienā ciklā nekā DDR2, un tas no atmiņas pārraida 8 bitus datus uz I / O buferiem. DDR3 nav jaunākais operatīvās atmiņas veids, taču to izmanto daudzos datoros. DDR3 tika palaists 2007. gadā.
DDR-SDRAM 4 (DDR4):
Autors Dimics - Savs darbs, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=36779600
Nākamais ir DDR4, kas enerģijas ietaupījumu pārceļ uz nākamo līmeni - DDR4 operatīvās atmiņas darba spriegums ir 1, 2 V. Ne tikai tas, bet arī DDR4 RAM piedāvā augstāku pārsūtīšanas ātrumu, sēžot līdz 3200 MHz. Papildus tam DDR4 pievieno četras banku grupas, no kurām katra var vienpersoniski veikt operāciju, kas nozīmē, ka RAM vienā ciklā var apstrādāt četras datu kopas. Tas padara to daudz efektīvāku nekā DDR3.
Arī DDR4 sper soli tālāk, ienesot DBI jeb Data Bus Inversion. Ko tas nozīmē? Ja ir iespējots DBI, tas pamatā skaita “0” bitu skaitu vienā joslā. Ja ir 4 vai vairāk, baits, ja dati tiek apgriezti, un beigām tiek pievienots devītais bits, nodrošinot, ka pieci vai vairāk biti ir “1.” Tas, kas tas ir, samazina datu pārraides kavēšanos, nodrošinot, ka tik maz enerģijas kā iespējams, tiek izmantots. DDR5 operatīvā atmiņa šobrīd ir standarts lielākajā daļā datoru, tomēr DDR5 ir paredzēts pabeigt kā standartu līdz 2016. gada beigām. DDR4 tika uzsākta 2014. gadā.
Negaistošā operatīvā atmiņa (NVRAM):
Negaistošā operatīvā atmiņa ir atmiņas tips, kas, atšķirībā no citiem atmiņas veidiem, nezaudējot datus, nezaudē enerģiju. Pazīstamākā NVRAM forma faktiski ir zibatmiņa, ko izmanto cietvielu diskdziņos un USB diskdziņos. Tomēr tas nenāk bez trūkumiem - piemēram, tam ir ierobežots rakstīšanas ciklu skaits, un pēc šī skaita atmiņa sāks pasliktināties. Ne tikai tas, bet tam ir daži veiktspējas ierobežojumi, kas neļauj tam piekļūt datiem tikpat ātri kā dažiem citiem RAM veidiem.
Noslēgums
Pietiek pateikt, ka ir daudz dažādu atmiņas veidu. Izmantojot šo ceļvedi, mēs ceram, ka mēs skaidri noskaidrojām, kādi ir dažādi RAM veidi, ko viņi dara un kā tie ietekmē jūsu datoru.
Vai jums ir jautājumi? Noteikti atstājiet komentāru zemāk vai pievienojieties mums PCMech forumos!
