מהו זיכרון איל וכיצד הוא עובד?

כאשר המחשב שלנו איטי, אחד הדברים הראשונים שאנו מסתכלים עליהם הוא אם יש לנו מספיק זיכרון RAM. כמו כן, אחת הדרישות שיש לכל התוכנות, המשחקים ומערכות ההפעלה בדרך כלל היא מינימום של זיכרון RAM. מה באמת זיכרון RAM ולשם מה הוא מיועד? נראה את כל זה ועוד היום במאמר זה.

מדד התוכן

מה זה זיכרון RAM

זיכרון RAM (זיכרון גישה אקראית) הוא רכיב פיזי במחשב שלנו, המותקן בדרך כלל באותו לוח האם. ה- RAM נשלף וניתן להרחיבו באמצעות מודולים בעלי קיבולות שונות.

תפקיד זיכרון ה- RAM הוא לטעון את כל ההוראות המבוצעות במעבד. הוראות אלה מגיעות ממערכת ההפעלה, התקני כניסה ויציאה, כוננים קשיחים וכל מה שמותקן במחשב.

בזיכרון ה- RAM כל הנתונים וההוראות של התוכניות הפועלות מאוחסנים, אלה נשלחים מיחידות האחסון לפני ביצועם. בדרך זו אנו יכולים להיות זמינים בכל התוכניות שאנו מפעילים, אם אתה בקושי מחכה.

אם זיכרון RAM אינו קיים, יש לקחת את ההוראות ישירות מהכוננים הקשיחים ואלו איטיות בהרבה מזיכרון הגישה האקראי הזה, מה שהופך אותו למרכיב קריטי בביצועי מחשב.

זה נקרא זיכרון גישה אקראית מכיוון שניתן לקרוא אותו ולכתוב אותו בכל אחד ממיקומי הזיכרון שלו, מבלי שתצטרך לכבד סדר רצף לגישה שלו. זה מאפשר כמעט ללא מרווחי המתנה לגישה למידע.

רכיבים פיזיים של זיכרון RAM

באשר לרכיבים הפיזיים של מודול זיכרון RAM, אנו יכולים להבחין בין החלקים הבאים:

לוחית רכיב

המבנה הוא התומך ברכיבים האחרים ובעקבות החשמל המעבירים תקשורת בין כל אחד מחלקיהם.

כל אחד מהלוחות הללו מהווה מודול זיכרון RAM. לכל אחד מהמודולים הללו יכולת זיכרון מסוימת בהתאם לאלו הקיימים בשוק.

בנקי זיכרון

הם המרכיבים הפיזיים האחראים לאחסון הרשומות. בנקי זיכרון אלה נוצרים על ידי שבבי מעגלים משולבים המורכבים מטרנזיסטורים וקבלים היוצרים תאי אחסון. אלמנטים אלה מאפשרים לאחסן פיסות מידע בתוכם.

כדי שהמידע יישאר בתוך הטרנזיסטורים, יהיה צורך בהם אספקת חשמל תקופתית. זו הסיבה שכאשר אנו מכבים את המחשב הזיכרון הזה ריק לחלוטין.

זה ההבדל הגדול בין, למשל, יחידות זיכרון RAM ו- SSD.

כדי לדעת יותר על כונני SSD תוכלו לבקר במאמר שלנו בו מוסברים בפירוט הדגמים הטובים ביותר ומאפייניהם:

בכל מודול RAM יש כמה מבנקים זיכרון אלה המופרדים פיזית על ידי שבבים. בדרך זו ניתן לגשת למידע של אחד מהם תוך כדי טעינה או פריקה של אחר.

שעון

לזיכרונות זיכרון RAM יש שעון האחראי על סנכרון פעולות הקריאה והכתיבה של אלמנטים אלה. לזיכרונות אסינכרוניים אין אלמנט משולב מסוג זה.

שבב SPD

שבב ה- SPD (Serial Presence Detect) אחראי על אחסון נתונים הקשורים למודול הזיכרון RAM. נתונים אלה הם גודל זיכרון, זמן גישה, מהירות וסוג זיכרון. בדרך זו המחשב יידע איזה זיכרון RAM מותקן בפנים על ידי בדיקת זה במהלך ההפעלה.

אוטובוס חיבור

אוטובוס זה, המורכב ממגעים חשמליים, מופקד על אפשרות לאפשר תקשורת בין מודול הזיכרון ללוח האם. בזכות רכיב זה יהיו לנו מודולי זיכרון הנפרדים מלוח האם ובכך נוכל להרחיב את קיבולת הזיכרון באמצעות מודולים חדשים.

סוגי מודולי זיכרון RAM

לאחר שראינו את המרכיבים הפיזיים השונים של זיכרונות ה- RAM, נצטרך לדעת גם את סוג המארז או המודולים שהם מרכיבים. מודולים אלה מורכבים למעשה מלוח הרכיבים ואוטובוס החיבור יחד עם סיכות המגע שלהם. בין היתר, אלה המודולים המשומשים ביותר לפני ועכשיו:

• RIMM: מודולים אלה רכבו זיכרונות RDRAM או Rambus DRAM. ואז נראה אותם. מודולים אלה כוללים 184 סיכות חיבור ואוטובוס בן 16 סיביות. SIMM: פורמט זה שימש מחשבים ישנים יותר. יהיו לנו 30 ו 60 מודולי קשר ואוטובוס נתונים של 16 ו 32 סיביות. DIMM: זהו הפורמט המשמש כיום לזיכרונות DDR בגירסאות 1, 2, 3 ו- 4. אוטובוס הנתונים הוא 64 סיביות ויכול להיות: 168 סיכות עבור זיכרון RAM של SDR, 184 עבור DDR, 240 עבור DDR2 ו- DDR3 ו- 288 עבור DDR4. SO-DIMM: זה יהיה פורמט DIMM הספציפי למחשבים ניידים. FB-DIMM: פורמט DIMM לשרתים.

סוגי טכנולוגיות זיכרון RAM

באופן כללי, קיימים או קיימים שני סוגים של זיכרון RAM. הסוג האסינכרוני, שאין לו שעון לסנכרון עם המעבד. ואלו מהסוג הסינכרוני שמסוגלים לשמור על סנכרון עם המעבד כדי להשיג יעילות ואפקטיביות בגישה לאחסון המידע בהם. בואו נראה אילו קיימים מכל סוג.

זיכרונות אסינכרוניים או DRAM

הזיכרון הראשון של ה- DRAM (זיכרון RAM דינאמי) או זיכרון RAM דינאמי היו מסוג אסינכרוני. זה נקרא DRAM בגלל המאפיין שלו לאחסון מידע בצורה אקראית ודינאמית. מבנה הטרנזיסטור והקבל שלו פירושו שלגבי נתונים המאוחסנים בתא זיכרון, יהיה צורך להעביר את הקבל מעת לעת.

זיכרונות דינמיים אלה היו מהסוג האסינכרוני, כך שלא היה שום גורם שיכול לסנכרן את תדר המעבד עם תדר הזיכרון עצמו. זה גרם לכך שפחות יעילות הייתה בתקשורת בין שני המרכיבים הללו. כמה זיכרונות אסינכרוניים הם כדלקמן:

• FPM-RAM (זיכרון RAM מהיר של מצב עמוד): זיכרונות אלה שימשו לפנטיום הראשון של אינטל. העיצוב שלה כלל היכולת לשלוח כתובת יחידה ובתמורה לקבל כמה מאלה ברציפות. זה מאפשר תגובה ויעילות טובים יותר מכיוון שאינך צריך לשלוח ולקבל כתובות אישיות ברציפות. EDO-RAM (RAM פלט נתונים מורחב): עיצוב זה הוא השיפור של הקודם. בנוסף ליכולת לקבל כתובות רצופות בו זמנית, קוראים את טור הכתובות הקודם, כך שאין צורך לחכות לכתובות עם שליחתן. BEDO-RAM (Burst Extended Data RAM): שיפור ה- EDO-RAM, זיכרון זה הצליח לגשת למיקומי זיכרון שונים כדי לשלוח פרצי נתונים (Burt) בכל מחזור שעון למעבד. זיכרון זה מעולם לא עבר מסחור.

זיכרונות מסוג סינכרון או SDRAM

שלא כמו הקודמים, ל- RAM דינאמי זה יש שעון פנימי המסוגל לסנכרן אותו עם המעבד. בדרך זו משופרים משמעותית זמני הגישה ויעילות התקשורת בין שני האלמנטים. נכון לעכשיו בכל המחשבים שלנו סוג זיכרון זה פועל. בואו נסתכל על הסוגים השונים של זיכרונות סינכרוניים.

Rambus DRAM (RDRAM)

זיכרונות אלה הם שיפוץ מוחלט של דרמטים אסינכרוניים. זה שיפר זאת הן ברוחב הפס והן בתדירות ההעברה. הם שימשו לקונסולת Nintendo 64. זיכרונות אלה הותקנו במודול שנקרא RIMM והגיעו לתדרים של 1200 מגה הרץ ורוחב מילים של 64 סיביות. מוצעים משימוש כעת

SDR SDRAM

הם היו רק קודמיהם של ה- DDR SDRAM הנוכחי. אלה הוצגו במודולים מסוג DIMM. לאלה יש אפשרות להתחבר לחריצים של לוח האם ומורכבים מ- 168 אנשי קשר. סוג זיכרון זה תומך בגודל מרבי של 515 מגה בייט. הם שימשו במעבדי AMD Athlon ובפנטיום 2 ו -3

DDR SDRAM (שיעור נתונים כפול SDRAM)

אלה זיכרונות ה- RAM המשמשים כיום במחשבים שלנו, עם עדכונים שונים. זיכרונות DDR מאפשרים העברת מידע דרך שני ערוצים שונים בו זמנית באותו מחזור שעון (כפול נתונים).

המארז כלל DIMM בעל 184 פינים והספק מרבי של 1 ג'יגה-בייט. זיכרונות DDR שימשו על ידי AMD Athlon ובהמשך על ידי Pentium 4. תדר השעון המרבי שלו היה 500 מגה הרץ

DDR2 SDRAM

באמצעות התפתחות זו של זיכרון RAM DDR, הכפילים שהועברו בכל מחזור שעון הוכפלו ל -4 (ארבעה העברות), שניים קדימה ושניים להחזרה.

אנקפסולציה היא סוג DIMM עם 240 פינים. תדר השעון המרבי שלה הוא 1200 מגה הרץ. ההשהיה (גישה למידע וזמן תגובה) עבור שבבים מסוג DDR2 עולה לעומת DDR, כך שמבחינה זו זה מפחית את הביצועים שלהם. זיכרונות DDR2 אינם תואמים בהתקנה עם DDR, מכיוון שהם עובדים במתח אחר.

DDR3 SDRAM

עוד התפתחות נוספת של תקן DDR. במקרה זה, משופרת יעילות האנרגיה על ידי עבודה במתח נמוך יותר. הקפסולה היא עדיין מסוג DIMM עם 240 פינים ותדר השעון עולה ל 2666 מגהרץ. הקיבולת לכל מודול זיכרון היא עד 16 ג'יגה-בייט.

כמו בקפיצת הטכנולוגיה, DDR3 אלה הם זיכרונות עם זמן חביון גבוה יותר מקודמו, ואינם תואמים בהתקנה עם גרסאות קודמות.

DDR4 SDRAM

כמו במקרים הקודמים, יש לו שיפור משמעותי מבחינת תדירות השעון, בכך שהוא יכול להגיע עד 4266 מגהרץ. כמו בקפיצת הטכנולוגיה, DDR4 אלה הם זיכרונות עם זמן אחוי גבוה יותר מהקודמים ואינם תואמים את חריצי הרחבה לטכנולוגיות ישנות יותר.

זיכרונות DDR4 מרכיבים מודולי 288 פינים.

שימוש במינוח

עלינו להקדיש תשומת לב מיוחדת למינויים המשמשים לשם שמות ה- RAMs הנוכחיים מסוג DDR. בדרך זו אנו יכולים לזהות איזה זיכרון אנו קונים ובאיזו תדירות.

ראשית יהיה לנו את קיבולת הזיכרון הזמינה ואחריה "DDR (x) - (תדר) מחשב (x) - (קצב העברת נתונים). לדוגמא:

2 GB DDR2-1066 PC2-8500: עסקינן במודול RAM מסוג 2 GB DDR2 העובד בתדר של 1066 מגה הרץ ועם קצב העברה של 8500 מגהבייט / שניות

פעולת זיכרון RAM

כדי לדעת כיצד עובד זיכרון RAM, הדבר הראשון שנצטרך לראות הוא כיצד הוא מתקשר פיזית עם המעבד. אם ניקח בחשבון את הסדר ההיררכי של זיכרון ה- RAM, זה ממוקם בדיוק ברמה הבאה למטמון המעבד.

ישנם שלושה סוגים של איתותים שעל בקר ה- RAM להתמודד, אותות נתונים, אותות פנייה ואותות בקרה. אותות אלה מסתובבים בעיקר על נתוני אוטובוסים וכתובות וקווי בקרה אחרים. בואו נסתכל על כל אחד מהם.

אוטובוס נתונים

קו זה אחראי על העברת המידע מבקר הזיכרון למעבד ושאר השבבים הדורשים אותו.

נתונים אלה מקובצים לאלמנטים של 32 או 64 סיביות. בהתאם לרוחב הסיביות של המעבד, אם המעבד הוא 64, הנתונים יקובצו לבלוקים של 64 סיביות.

אוטובוס כתובת

שורה זו אחראית להובלת כתובות הזיכרון המכילות את הנתונים. אוטובוס זה אינו תלוי מאוטובוס הכתובת של המערכת. רוחב האוטובוס של קו זה יהיה רוחב ה- RAM והמעבד, כרגע 64 סיביות. אוטובוס הכתובות מחובר פיזית למעבד ול- RAM.

אוטובוס שליטה

אותות בקרה כגון אותות כוח Vdd, אותות קריאה (RD) או כתוב (RW), אות שעון (שעון) ואיתור איפוס (איפוס) ייסעו באוטובוס זה.

פעולת ערוץ כפול

הטכנולוגיה של הערוץ הכפול מאפשרת עלייה בביצועי הציוד בזכות העובדה שתאפשר גישה סימולטנית לשני מודולי זיכרון שונים. כאשר תצורת הערוץ הכפול פעילה ניתן יהיה לגשת לחסימות של סיומת 128 סיביות במקום 64 הטיפוסי. זה בולט במיוחד כאשר אנו משתמשים בכרטיסים גרפיים המשולבים בלוח האם מאחר ובמקרה זה חלק מה- RAM משותף לשימוש בכרטיס גרפי זה.

כדי ליישם טכנולוגיה זו, יהיה צורך בבקר זיכרון נוסף הנמצא בערכת השבבים של הגשר הצפוני של לוח האם. על מנת שערוץ כפול יהיה אפקטיבי, מודולי הזיכרון חייבים להיות מאותו סוג, בעלי קיבולת ומהירות זהה. ויש להתקין אותו בחריצים המצוינים בלוח האם (בדרך כלל זוגות 1-3 ו 2-4). אם כי אל תדאגו כי גם אם מדובר בזיכרונות שונים הם גם יוכלו לעבוד בערוץ כפול

נכון לעכשיו אנו יכולים למצוא טכנולוגיה זו באמצעות ערוץ משולש או אפילו ערוץ מרובע עם זיכרונות ה- DDR4 החדשים.

מחזור הוראות זיכרון RAM

תוכנית ההפעלה מיוצגת עם שני זיכרונות ערוצים כפולים. לשם כך יהיה לנו אוטובוס נתונים של 128 סיביות, 64 סיביות לכל נתונים הכלולים בכל אחד משני המודולים. בנוסף, יהיה לנו מעבד עם שני בקרי זיכרון CM1 ו- CM2

אוטובוס נתונים אחד עם 64 סיביות יחובר ל- CM1 ואחד אחר ל- CM2. על מנת שמעבד ה- 64 סיביות יעבוד עם שני בלוקים של נתונים הוא יפיץ אותם על פני שני מחזורי שעון.

אוטובוס הכתובות יכיל את כתובת הזיכרון של הנתונים הדרושים למעבד בכל זמן נתון. כתובת זו תהיה משני תאי המודול 1 והן המודול 2.

המעבד רוצה לקרוא נתונים ממיקום זיכרון 2

המעבד רוצה לקרוא את הנתונים ממיקום זיכרון 2. כתובת זו תואמת לשני תאים שנמצאים בשני מודולי זיכרון RAM כפול.

מכיוון שמה שאנחנו רוצים זה לקרוא את הנתונים מהזיכרון, אוטובוס הבקרה יפעיל את כבל הקריאה (RD) כך שהזיכרון יידע שהמעבד מעוניין לקרוא את הנתונים האלה.

במקביל, אוטובוס הזיכרון ישלח את כתובת הזיכרון הזו ל- RAM, הכל מסונכרן על ידי השעון (CLK)

הזיכרון כבר קיבל את הבקשה מהמעבד, כעת כמה מחזורים אחר כך הוא יכין את הנתונים משני המודולים כדי לשלוח אותם דרך אוטובוס הנתונים. אנו אומרים כמה מחזורים מאוחר יותר מכיוון שההשהיה של ה- RAM הופכת את התהליך לא מיידי.

128 סיביות הנתונים מה- RAM יישלחו דרך אוטובוס הנתונים, חסימת 64 סיביות לחלק אחד של האוטובוס וחסימה של 64 סיביות לחלק השני.

כל אחד מהבלוקים הללו יגיע כעת לבקרי זיכרון CM1 ו- CM2, ובשני מחזורי שעון המעבד יעבד אותם.

מחזור הקריאה יסתיים. כדי לבצע את פעולת הכתיבה זה יהיה בדיוק אותו הדבר, אך הפעלת כבל RW של אוטובוס הבקרה

כיצד ניתן לדעת אם זיכרון RAM טוב

כדי לדעת אם ל- RAM יש ביצועים טובים או רעים נצטרך להסתכל על היבטים מסוימים בו.

• טכנולוגיית ייצור: העיקר יהיה לדעת איזו טכנולוגיה מיישמת את זיכרון ה- RAM. בנוסף, זה חייב להיות זהה התומך בלוח האם. לדוגמה, אם זה DDR4 או DDR3 וכו '. גודל: פן עיקרי נוסף הוא קיבולת האחסון. ככל שיש יותר טוב, במיוחד אם אנו מתכוונים להשתמש בציוד שלנו למשחקים או לתוכנות כבדות מאוד, נצטרך זיכרון RAM גדול, 8, 16, 32 GB וכו '. קיבולת לוח לאיזה ערוץ: היבט נוסף שיש לקחת בחשבון הוא אם הלוח מאפשר ערוץ כפול. אם כן, למשל אנו רוצים להתקין זיכרון RAM של 16 ג'יגה-בתים, הדבר הטוב ביותר לעשות הוא לקנות שני מודולים של 8 ג'יגה-בייט כל אחד ולהתקין בערוץ כפול, לפני התקנת אחד בלבד של 16 ג'יגה-בייט. חביון: חביון הוא הזמן שלוקח לזיכרון לבצע את תהליך חיפוש וכתיבת הנתונים. ככל שהפעם נמוכה יותר, כן ייטב, אם כי יהיה עליו לשקול גם עם היבטים אחרים כמו יכולת העברה ותדר. לזיכרונות DDR 4 למשל יש חביון גבוה, אך הם מנוגדים על ידי תדירות גבוהה והעברת נתונים. תדר: הוא המהירות בה הזיכרון עובד. ככל שיותר טוב.

אתה עשוי להתעניין גם ב:

זה מסיים את המאמר שלנו על מה זה זיכרון RAM ואיך הוא עובד, אנו מקווים שאהבת את זה. אם יש לך שאלות או שאתה רוצה להבהיר משהו, פשוט השאר אותו בתגובות.