RAM paměť - vše, co potřebujete vědět [technické informace]

RAM je jednou z hlavních součástí našeho počítače spolu s procesorem a základní deskou, které oba velmi dobře vysvětlujeme v příslušných článcích. Tentokrát uděláme totéž s paměťovými moduly RAM, nejde jen o GB, kterou chceme, ale také o to, jakou rychlost deska podporuje, které jsou kompatibilnější nebo které jsou hlavní charakteristiky, které bychom měli vědět. To vše uvidíme v následujícím článku, takže začněme!

Nakonec vám necháme průvodce s doporučenými pamětí RAM v současném scénáři, aby nebyl článek příliš dlouhý.

Index obsahu

Jaká je funkce paměti RAM v počítači?

Paměť RAM (Random Access Memory) je úložiště, ve kterém jsou načteny všechny pokyny a úkoly, které tvoří programy a které bude procesor používat. Jedná se o paměť s náhodným přístupem, protože je možné číst nebo zapisovat data na libovolném dostupném paměťovém místě v pořadí, které systém předponuje. RAM přebírá informace přímo z hlavního úložiště, pevných disků, které jsou mnohem pomalejší než to, čímž se zabrání problémům s přenosem dat do procesoru.

Aktuální paměť RAM je typu DRAM nebo Dynamic RAM, protože potřebuje napěťový signál, aby data v ní uložená neodcházela. Když vypneme počítač a nebude k dispozici žádné napájení, bude vše, co je v něm uloženo, vymazáno. Tyto vzpomínky jsou nejlevnější, které lze vyrobit uložením jednoho bitu informací pro každý tranzistor a kondenzátor (buňku).

Existuje další typ paměti, SRAM nebo statická RAM, která nevyžaduje aktualizaci, protože informační bit zůstává uložen i bez napájení. Výroba je dražší a vyžaduje více místa, takže jsou menší, například mezipaměť CPU. Další statickou variantou jsou paměti SSD, ačkoli používají brány NAND, levnější, ale mnohem pomalejší než paměti SRAM v mezipaměti.

Stručný přehled historie

Dáme velmi stručný přehled o vývoji paměti RAM, dokud nedosáhneme současné generace DDR nebo Double Data Rate.

Paměť RAM s magnetickým jádrem

Všechno to začíná kolem roku 1949, se vzpomínkami, které používaly magnetické jádro k uložení každého bitu. Toto jádro nebylo více než pár milimetrů toroidů, ale obrovské ve srovnání s integrovanými obvody, takže měly velmi malou kapacitu. V roce 1969, kdy se začaly používat polovodiče na bázi křemíku (tranzistory), vytvořil Intel 1024 bajtovou RAM, která byla první na trhu. Od roku 1973 technologie pokročila a tím i kapacita paměti, takže bylo nutné použít rozšiřující sloty pro modulární instalaci SIPP a pozdějších SIMM pamětí .

Další vzpomínky byly FPM-RAM (Fast Page Mode RAM) v roce 1990 a pro první Intel 486 s rychlostmi 66 MHz při asi 60 ns. Jeho design spočíval v tom, že mohl poslat jednu adresu a výměnou obdržel několik z těchto po sobě jdoucích.

BEDO RAM

Po nich se objevily EDO-RAM (Extended Data Output RAM) a BEDO-RAM (Burst Extended…). První z nich byly schopny přijímat a odesílat datová data, a tak dosahovaly 320 MB / s, které používají Pentium MMX a AMD K6. Posledně jmenované byly schopny přistupovat k různým paměťovým umístěním a odesílat datové výboje (Burt) v každém hodinovém cyklu do procesoru, ačkoli nebyly nikdy komercializovány.

Dosáhli jsme tedy éry pamětí SDRAM (Synchronous Dynamic RAM), které byly synchronizovány s interními hodinami pro čtení a zápis dat. Dosáhli 1200 MHz se slavným Rambusem (RD-RAM). Po nich se objevil SDR-SDRAM (Single Data Rate-SDRAM) jako předchůdci současné DDR. Tyto vzpomínky byly přímo spojeny s hodinami systému, takže v každém hodinovém cyklu byly schopny číst a zapisovat jednotlivá data najednou.

Evoluce na DDR

DDR nebo Double Data Rate je současná technologie paměti RAM, která se děje ve 4 generacích v závislosti na rychlosti a zapouzdření. U nich se začalo používat zapouzdření DIMM, které nemělo ani jeden, ale dva simultánní datové operace ve stejném hodinovém cyklu, čímž se zdvojnásobil výkon.

DDR

První verze DDR přišly s přenosovou rychlostí od 200 MHz do 400 MHz a používaly zapouzdření DIMM 182 kontaktů při 2, 5 V. Je důležité dobře rozlišovat mezi frekvencí sběrnice a přenosovou frekvencí (I / O), protože při práci se dvěma daty současně je přenosová frekvence dvojnásobkem přenosové frekvence. Například: DDR-400 má sběrnici 200 MHz a přenos 400 MHz.

DDR2, DDR3 a DDR4

U DDR2 byly bity přenesené v každé operaci zdvojnásobeny ze 2 na 4 současně, takže přenosová frekvence také zdvojnásobena. V zapouzdření DIMM měl 240 kontaktů při 1, 8 V. DDR-1200s byly nejrychlejší, s taktovací frekvencí 300 MHz, sběrnicovou frekvencí 600 MHz a přenosovou rychlostí 1200 MHz.

Třetí a čtvrtá generace byly jednoduše vylepšeními oproti předchozí generaci, s menším napětím a vyšší frekvencí, jak se zmenšuje velikost tranzistorů. Zvýšením frekvence se také zvýší latence, i když se jedná o rychlejší vzpomínky. DDR3 udržovaly DIMM 240 pinů na 1, 5 V, i když nejsou kompatibilní s DDR2, zatímco DDR4 vzrostl na 288 pinů na 1, 35 V, v současné době dosahuje přenosu 4800 nebo 5000 MHz.

V následujících sekcích se budeme mnohem lépe zaměřovat na DDR4, které v současné době používají domácí spotřební zařízení a servery.

Obvykle používané typy rozhraní a kde je najít

Už máme dobrou představu o pamětí RAM, které cirkulují prostřednictvím počítačů v celé historii, takže se zaměřme na současné paměti a uvidíme, jaké typy zapouzdření můžeme najít v různých zařízeních.

V současné době se používá zapouzdření typu DIMM (Dual In-Line Memory Module), které sestává z dvojité řady měděných kontaktních kolíků přímo přilepených k oboustrannému okraji paměťové DPS.

RAM DIMM (stolní počítače)

Tento typ zapouzdření se vždy používá na základních deskách orientovaných na stolní počítače. Balíček má 288 kontaktů pro DDR4 a 240 pro DDR3. Ve středové oblasti, na jedné straně paty, máme matrici, která zajistí správné umístění paměti ve svislém otvoru dostupném na desce. Provozní napětí se pohybuje v rozmezí 1, 2 V až 1, 45 V při maximálních frekvencích.

SO-DIMM RAM (přenosné zařízení)

Toto je kompaktní verze předchozího dvojitého kontaktu. V současných verzích DDR4 najdeme 260 kontaktů ve slotech, které jsou umístěny vodorovně místo svisle. Z tohoto důvodu se tento typ slotu používá především na notebookech a také na serverech, s pamětí DDR4L a DDR4U. Tyto vzpomínky obvykle pracují při 1, 2 V pro zlepšení spotřeby ve srovnání se stolními počítači.

Desková pájená paměť RAM

Directindustry

Na druhé straně máme paměťové čipy, které jsou přímo pájeny na palubě, což je metoda podobná soketům BGA laptopových procesorů. Tato metoda je používána ve zvláště malých zařízeních, jako jsou HTPC nebo Smartphones s pamětí typu LPDDR4 s spotřebou pouze 1, 1 V a frekvencí 2133 MHz

K tomu také dochází v případě paměti RAM, která v současné době používá čipy GDDR5 a GDDR6, vyšší rychlost než DDR4 a které jsou přímo pájeny na PCB.

Typy paměti RAM a zapouzdření, které v současné době existují

Technické vlastnosti, které bychom měli vědět o paměti RAM

Poté, co uvidíme, jak a kde je připojeno, pojďme se podívat na hlavní charakteristiky, které zohlední RAM. Všechny tyto faktory se objeví v technickém listu modulu, který kupujeme, a ovlivní jeho výkon.

Architektura

Architekturu lze říci, že je to způsob, jakým paměti komunikují s různými prvky, ke kterým jsou připojeny, samozřejmě s CPU. V současné době máme architekturu DDR ve verzi 4, která je schopna zapisovat a číst čtyři buňky informací ve dvou simultánních operacích v každém hodinovém cyklu.

Menší tranzistory a kondenzátory usnadňují práci při nižším napětí a vyšších rychlostech, s úsporou energie až 40% ve srovnání s DDR3. Šířka pásma byla také vylepšena o 50%, dosahující rychlosti až 5000 MHz. V tomto smyslu nebudeme mít pochybnosti, paměť na nákup bude vždy DDR4.

Kapacita

Toto je půllitr, který má 1 TB RAM

Tyto paměti DDR4 mají uvnitř tranzistorů menší tranzistory a v důsledku toho vyšší hustotu buněk. Ve stejném modulu budeme mít aktuálně až 32 GB. Čím větší je kapacita, tím více programů lze načíst do paměti, protože mají menší přístup na pevný disk.

Současné procesory AMD a Intel podporují maximálně 128 GB omezené kapacitou základní desky a jejích slotů. Ve skutečnosti výrobci jako G-Skill začínají nabízet 256 GB sady připojené k 8 rozšiřujícím slotům pro serverové desky nové generace a nadšený sortiment. V každém případě je dnes u domácích počítačů a her trendem 16 nebo 32 GB.

Rychlost

Když mluvíme o rychlosti v současných vzpomínkách, musíme rozlišit tři různá měřítka.

• Frekvence hodin: což bude při obnovovací frekvenci paměťových bank. Frekvence sběrnice: V současné době je to čtyřnásobek hodinové frekvence, protože DDR4 pracují v každém hodinovém cyklu se 4 bity. Tato rychlost se odráží v programech jako CPU-Z v „DRAM Frequency“. Přenosová rychlost: je to efektivní rychlost dosažená daty a transakcemi, které v DDR budou dvojnásobné za to, že mají dvojitou sběrnici. Toto měření dává název modulům, například PC4-2400 nebo PC4600.

A tady je příklad: paměť PC4-3600 má taktovací rychlost 450 MHz, zatímco její sběrnice pracuje na 1800 MHz, což vede k rychlosti 3600 MHz.

Když mluvíme o rychlosti ve výhodách základní desky nebo RAM, vždy odkazujeme na přenosovou rychlost.

Latence

Latence je doba, po kterou RAM potřebuje k vyřízení žádosti CPU. Čím více kmitočtu, tím větší čekací doba bude, ačkoli rychlost jim vždy povede rychlejší moduly i přes vyšší latenci. Hodnoty se měří v hodinových cyklech nebo hodinách.

Latence jsou zastoupeny ve formátu XXX-XX. Uvidíme, co každé číslo znamená s typickým příkladem, 3600 MHz DDR4 s CL 17-17-17-36:

Pole	Popis
CAS Latency (CL)	Jsou to hodinové cykly, protože adresa sloupce je odeslána do paměti a začátek dat, která jsou v ní uložena. Je to doba potřebná k načtení prvního paměťového bitu RAM se správným řádkem již otevřeným.
Zpoždění RAS na CAS (tRCD)	Počet požadovaných cyklů hodin, protože je otevřen řádek paměti a jsou přístupné sloupce v něm. Čas na čtení prvního bitu paměti bez aktivního řádku je CL + TRCD.
RAS Preload Time (tRP)	Počet požadovaných cyklů hodin od odeslání příkazu předběžného načtení a otevření dalšího řádku. Čas na čtení prvního bitu paměti, pokud je otevřen jiný řádek, je CL + TRCD + TRP
Řádek aktivní čas (tRAS)	Počet požadovaných cyklů hodin mezi příkazem spouštění řádku a odesláním příkazu preload. Toto je doba potřebná k internímu obnovení řádku, překrývající se s TRCD. V modulech SDRAM (obvyklá dynamická RAM RAM) je tato hodnota jednoduše CL + TRCD. Jinak se přibližně rovná (2 * CL) + TRCD.

Tyto registry lze v systému BIOS dotknout, i když není vhodné měnit tovární nastavení, protože to ovlivní integritu modulu a čipů. V případě Ryzenu existuje docela užitečný program s názvem RAM Calculator, který nám říká nejlepší konfiguraci v závislosti na modulu, který máme.

Napětí

Napětí je jednoduše hodnota napětí, při které pracuje modul RAM. Stejně jako u jiných elektronických součástek platí, že čím vyšší je rychlost, tím více napětí bude potřeba k dosažení frekvence.

Modul DDR4 základní frekvence (2133 MHz) pracuje na 1, 2 V, ale pokud se přetaktujeme profily JEDEC, budeme muset toto napětí zvýšit na přibližně 1, 35 - 1, 36 V.

ECC a non-ECC

Tyto termíny se často objevují ve specifikacích paměti RAM a také na základní desce. ECC (Error Correcting Code) nebo Code Correction of Error ve španělštině, je systém, pomocí kterého má RAM v bitech navíc informace k detekci chyb mezi daty přenesenými z paměti a procesoru.

Čím vyšší je rychlost, tím citlivější bude systém na chyby, a proto existují paměti ECC a Non-ECC. V našich domácích počítačích však vždy používáme ty, které nejsou typu ECC, tj. Bez korekce chyb. Ostatní jsou určeny pro počítače, jako jsou servery a profesionální prostředí, kde je možné opravit změněné bity bez ztráty dat v provozu. ECC paměť podporuje pouze procesory řady Intel a AMD Pro a serverové procesory.

Datová sběrnice: Dual a Quad Channel

Pro tuto vlastnost bychom měli lépe vytvořit samostatnou sekci, protože jde o velmi důležitou funkci v současných pamětí, která výrazně ovlivňuje výkon paměti. Nejprve se podívejme, jaké jsou různé sběrnice, které RAM musí komunikovat s CPU.

• Datová sběrnice: linka, přes kterou cirkuluje obsah instrukcí, které mají být zpracovány v CPU. Dnes je to 64 bitů. Adresa sběrnice: požadavek na data se provádí prostřednictvím adresy paměti. Existuje specifická sběrnice, která provádí tyto požadavky a identifikuje, kde jsou data uložena. Řídicí sběrnice: specifická sběrnice používaná pro čtení, zápis, hodiny a resetování signálů RAM.

Technologie Dual Channel nebo Dual Channel umožňuje simultánní přístup ke dvěma různým paměťovým modulům. Místo 64bitové datové sběrnice je duplikován na 128 bitů, takže do CPU dorazí další instrukce. Řadiče paměti integrované v procesoru (severní most) mají tuto kapacitu , pokud jsou moduly připojeny k modulu DIMM stejné barvy na desce. Jinak budou pracovat samostatně.

Na deskách s čipovou sadou AMD X399 a čipovou sadou Intel X299 je možné paralelně pracovat až se čtyřmi moduly, tj. Quad Channel, které generují 256bitovou sběrnici. Proto musí mít tyto paměti ve svých specifikacích tuto kapacitu.

Výkon je tak vynikající, že pokud se rozhodneme mít 16 GB RAM v našem počítači, je lepší to udělat se dvěma 8 GB moduly, než mít jeden 16 GB modul.

Profily přetaktování a JEDEC

RAM, stejně jako jakékoli jiné elektronické součásti, může být přetaktována. To znamená zvýšení jeho frekvence nad a priori limity stanovené samotným výrobcem. I když je pravda, že tato praxe je pro uživatele mnohem kontrolovanější a omezenější než například grafické karty nebo procesory.

Ve skutečnosti se přetaktování paměti RAM provádí řízeným způsobem od jejího vytvoření přímo výrobcem prostřednictvím frekvenčních profilů, které můžeme vybrat z BIOS našeho počítače. Tomu se říká vlastní profily JEDEC. JEDEC je organizace, která stanovila základní specifikace, které musí výrobci paměti RAM splňovat, a to jak z hlediska frekvencí, tak latencí.

Na uživatelské úrovni tedy máme funkci implementovanou do BIOS základní desky, která nám umožňuje zvolit maximální provozní profil, který deska a paměti podporují. Čím vyšší je frekvence profilu, tím vyšší jsou latence a to vše je uloženo v profilu, takže když ho zvolíme, poskytne nám perfektní provoz bez nutnosti manuálního dotyku frekvence nebo časů. V případě, že deska tyto profily nepodporuje, nakonfiguruje základní frekvenci paměti RAM, tj. 2133 MHz v DDR4 nebo 1600 MHz v DDR3.

Na straně společnosti Intel máme technologii nazvanou XMP (Extreme Memory Profiles), což je systém, o kterém jsme zmínili, že má vždy nejvyšší výkonový profil paměti RAM, kterou jsme nainstalovali. AMD se nazývá DOCP a jeho funkce je přesně stejná.

Zjistěte, které, kolik a jaký typ paměti RAM potřebuji

Po zobrazení nejdůležitějších charakteristik a konceptů paměti RAM by mohlo být velmi užitečné vědět, jak zjistit, kolik paměti RAM podporuje a jakou rychlostí může dosáhnout. Kromě toho bude užitečné koupit, abychom věděli, jakou paměť RAM máme v počítači nainstalovánu.

Pokud máme HTPC, nebude mít tento úkol mnoho ovoce, protože to jsou obvykle počítače, které umožňují malou aktualizaci modulů, protože jsou pájeny na desce. Na to bychom se museli podívat ve specifikacích daného zařízení nebo jej přímo otevřít a provést prohlídku očí, což nedoporučujeme, protože ztratíme záruku.

V případě notebooků je konstanta téměř ve všech počítačích: máme dva sloty SO-DIMM, které podporují maximálně 32 nebo 64 GB RAM na 2666 MHz. Otázkou bude vědět, jestli máme v sobě nainstalován jeden nebo dva moduly. Pokud jde o stolní počítače, bude to trochu variabilnější, i když téměř vždy budeme mít 4 moduly DIMM, které v závislosti na desce podporují více či méně rychlosti. Klíčem k poznání toho, co náš počítač podporuje, bude vidět specifikace desky, zatímco znalost charakteristik RAM, kterou jsme nainstalovali, se sníží na instalaci bezplatného softwaru CPU-Z.

Zde jsou články, které vás zajímají v každém detailu:

Kompatibilita: vždy důležitý faktor v paměti RAM

Někdy se stává skutečnou bolestí hlavy najít RAM s nejlepší kompatibilitou pro náš počítač. Došlo k tomu spíše v předchozích generacích procesorů, konkrétně v 1. generaci AMD Ryzen, která měla poměrně málo nekompatibilit.

V současné době existuje pro určité procesory ještě vhodnější paměti než jiné, a to kvůli typu použitého čipu. Například pokud mluvíme o Quad Channel pro Ryzen, ECC pamětí pro procesory řady Range atd. V případě procesorů Intel budou prakticky jíst paměť, kterou jsme do ní vložili, což je velmi dobrá věc, protože značky jako Corsair, HyperX, T-Force nebo G.Skill zajistí optimální kompatibilitu.

V případě AMD Ryzen 2. a 3. generace nebudeme mít žádné velké problémy, i když je pravda, že moduly Corsair nebo G.Skill jsou pro ně obvykle největší sázkou, zejména u čipů Samsung. Konkrétně Dominator Series první a Trident řady druhé. Vždy je dobré se podívat na specifikace na oficiálních webových stránkách, abyste se s těmito informacemi dozvěděli předem.

Máme kompletní článek, ve kterém krok za krokem učíme, jak identifikovat kompatibilitu mezi všemi komponenty počítače.

Závěr a průvodce nejlepší pamětí RAM na trhu

Nakonec vám necháme průvodce s pamětí RAM, kde shromažďujeme nejzajímavější modely na trhu pro Intel a AMD s jejich specifikacemi a dalšími. Pokud si chcete koupit paměť, je to nejlepší, co máme, abyste svůj život příliš nekomplikovali.

Jakou RAM používáte a jakou rychlostí? Pokud vám chybí nějaké důležité informace o RAM, zanechte nám komentář k aktualizaci článku.