Het geheugen dat uw computer gebruikt, kan een groot deel uitmaken van hoe de computer functioneert en hoe snel deze kan presteren. Als u echter een computer bouwt, kan het moeilijk zijn om te weten wat u moet kiezen of waarom. Daarom hebben we deze gids samengesteld.
Er zijn verschillende technologieën als het gaat om geheugen. Hier is een overzicht van deze technologieën en wat ze voor uw computer betekenen.
Opmerking van de redactie: dit artikel, oorspronkelijk gepubliceerd in 2007, werd in november 2016 bijgewerkt met meer actuele informatie over de nieuwste geheugentechnologieën.
rom
ROM is in feite een alleen-lezen geheugen, of geheugen dat kan worden gelezen maar niet beschreven. ROM wordt gebruikt in situaties waarin de gegevens die worden opgeslagen permanent moeten worden bewaard. Dat komt omdat het een niet-vluchtig geheugen is - met andere woorden, de gegevens zijn "hard-wired" in de chip. U kunt die chip voor altijd opslaan en de gegevens zullen er altijd zijn, waardoor die gegevens zeer veilig zijn. Het BIOS wordt opgeslagen op ROM omdat de gebruiker de informatie niet kan verstoren.
Er zijn ook een aantal verschillende soorten ROM:
EEPROM
Programmeerbare ROM (PROM):
Dit is eigenlijk een lege ROM-chip waarnaar kan worden geschreven, maar slechts één keer. Het lijkt veel op een CD-R-station dat de gegevens op de CD brandt. Sommige bedrijven gebruiken speciale machines om PROM's voor speciale doeleinden te schrijven. De PROM werd voor het eerst uitgevonden in 1956.
Uitwisbare programmeerbare ROM (EPROM):
Dit is net als PROM, behalve dat u de ROM kunt wissen door een speciaal ultraviolet licht in een sensor op de ROM-chip te laten schijnen gedurende een bepaalde tijd. Als u dit doet, worden de gegevens gewist en kunnen ze worden herschreven. EPROM werd voor het eerst uitgevonden in 1971.
Elektrisch wisbare programmeerbare ROM (EEPROM):
Wordt ook flash-BIOS genoemd. Deze ROM kan worden herschreven door het gebruik van een speciaal softwareprogramma. Flash BIOS werkt op deze manier, waardoor gebruikers hun BIOS kunnen upgraden. EEPROM werd voor het eerst uitgevonden in 1977.
ROM is langzamer dan RAM, en daarom proberen sommigen het in de schaduw te stellen om de snelheid te verhogen.
RAM
Random Access Memory (RAM) is wat de meesten van ons denken als we het woord 'geheugen' horen dat bij computers hoort. Het is vluchtig geheugen, wat betekent dat alle gegevens verloren gaan wanneer de stroom wordt uitgeschakeld. RAM wordt gebruikt voor tijdelijke opslag van programmagegevens, waardoor de prestaties kunnen worden geoptimaliseerd.
Net als ROM zijn er verschillende soorten RAM. Hier zijn de meest voorkomende verschillende soorten.
Statisch RAM (SRAM)
Dit RAM-geheugen behoudt zijn gegevens zolang de geheugenchips van stroom worden voorzien. Het hoeft niet periodiek opnieuw te worden geschreven. De enige keer dat de gegevens in het geheugen worden vernieuwd of gewijzigd, is wanneer een daadwerkelijk schrijfcommando wordt uitgevoerd. SRAM is erg snel, maar is veel duurder dan DRAM. SRAM wordt vanwege zijn snelheid vaak gebruikt als cachegeheugen.
Er zijn een paar soorten SRAM:
Statische RAM-chip
Async SRAM:
Een ouder type SRAM dat in veel pc's wordt gebruikt voor L2-cache. Het is asynchroon, wat betekent dat het onafhankelijk van de systeemklok werkt. Dit betekent dat de CPU op informatie van de L2-cache wachtte. Async SRAM werd in de jaren negentig veel gebruikt.
SRAM synchroniseren:
Dit type SRAM is synchroon, wat betekent dat het is gesynchroniseerd met de systeemklok. Hoewel dit het versnelt, maakt het het tegelijkertijd vrij duur. Sync SRAM werd eind jaren negentig populairder.
Pipeline Burst SRAM:
Algemeen gebruikt. SRAM-aanvragen zijn gepipelineerd, wat betekent dat grotere gegevenspakketten in één keer naar het geheugen worden verzonden en zeer snel worden verwerkt. Dit SRAM-ras kan werken met bussnelheden hoger dan 66 MHz, en wordt daarom vaak gebruikt. Pipeline Burst SRAM werd voor het eerst geïmplementeerd in 1996 door Intel.
Dynamisch RAM (DRAM)
DRAM moet, anders dan SRAM, continu opnieuw worden geschreven om de gegevens te kunnen behouden. Dit wordt gedaan door het geheugen op een verversingscircuit te plaatsen dat de gegevens honderden keren per seconde herschrijft. DRAM wordt voor het meeste systeemgeheugen gebruikt omdat het goedkoop en klein is.
Er zijn verschillende soorten DRAM, waardoor de geheugenscène nog ingewikkelder wordt:
Snelle paginamodus DRAM (FPM DRAM):
FPM DRAM is slechts iets sneller dan gewone DRAM. Voordat er EDO RAM was, was FPM RAM het belangrijkste type dat in pc's werd gebruikt. Het is behoorlijk traag, met een toegangstijd van 120 ns. Het werd uiteindelijk aangepast tot 60 ns, maar FPM was nog steeds te traag om op de 66MHz-systeembus te werken. Om deze reden werd FPM RAM vervangen door EDO RAM. FPM RAM wordt tegenwoordig niet veel gebruikt vanwege de lage snelheid, maar wordt bijna universeel ondersteund.
Extended Data Out DRAM (EDO DRAM):
EDO-geheugen bevat nog een andere tweak in de toegangsmethode. Hiermee kan de ene toegang beginnen terwijl een andere wordt voltooid. Hoewel dit misschien ingenieus klinkt, is de prestatieverbetering ten opzichte van FPM DRAM slechts ongeveer 30%. EDO DRAM moet correct worden ondersteund door de chipset. EDO RAM wordt geleverd op een SIMM. EDO RAM kan niet werken op een bussnelheid hoger dan 66MHz, dus met het toenemende gebruik van hogere bussnelheden heeft EDO RAM het pad van FPM RAM genomen.
Burst EDO DRAM (BEDO DRAM):
Oorspronkelijke EDO RAM was te traag voor de nieuwere systemen die destijds uitkwamen. Daarom moest een nieuwe methode voor geheugentoegang worden ontwikkeld om het geheugen te versnellen. Bursting was de methode bedacht. Dit betekent dat grotere gegevensblokken tegelijkertijd naar het geheugen werden verzonden en dat elk "gegevensblok" niet alleen het geheugenadres van de directe pagina droeg, maar ook informatie over de volgende pagina's. Daarom zouden de volgende paar toegangen geen vertragingen ondervinden vanwege de voorafgaande geheugenverzoeken. Deze technologie verhoogt de EDO RAM-snelheid tot ongeveer 10 ns, maar gaf het niet de mogelijkheid om stabiel te werken bij bussnelheden boven 66 MHz. BEDO RAM was een poging om EDO RAM te laten concurreren met SDRAM.
Synchrone DRAM (SDRAM):
Door Royan - Dit bestand is afgeleid van: SDR SDRAM.jpg, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12309701
SDRAM werd de nieuwe standaard nadat EDO het stof beet. De snelheid is synchroon, wat betekent dat het direct afhankelijk is van de kloksnelheid van het hele systeem. Standaard SDRAM kan hogere bussnelheden aan. In theorie zou het kunnen werken op maximaal 100MHz, hoewel werd ontdekt dat veel andere variabele factoren erbij betrokken waren of dit stabiel kon. De werkelijke snelheidscapaciteit van de module hing af van de werkelijke geheugenchips en ontwerpfactoren in de geheugenprint zelf.
Om de variabiliteit te omzeilen, heeft Intel de PC100-standaard ontwikkeld. De PC100-standaard zorgt voor compatibiliteit van SDRAM-subsystemen met 100MHz FSB-processors van Intel. De nieuwe ontwerp-, productie- en testvereisten creëerden uitdagingen voor halfgeleiderbedrijven en leveranciers van geheugenmodules. Elke PC100 SDRAM-module vereiste sleutelkenmerken om volledige naleving te garanderen, zoals het gebruik van 8ns DRAM-componenten (chips) die op 125 MHz kunnen werken. Dit bood een veiligheidsmarge om ervoor te zorgen dat de geheugenmodule op PC100-snelheden kon werken. Bovendien moeten SDRAM-chips worden gebruikt in combinatie met een correct geprogrammeerde EEPROM op een goed ontworpen printplaat. Hoe korter de afstand die het signaal moet afleggen, hoe sneller het loopt. Om deze reden waren er extra lagen interne circuits op PC100-modules.
Naarmate de pc-snelheid toenam, kwam hetzelfde probleem voor bij de 133 MHz-bus, dus werd de PC133-standaard ontwikkeld. SDRAM verscheen voor het eerst in de vroege jaren 1970 en werd gebruikt tot het midden van de jaren 1990.
RAMBus DRAM (RDRAM):
Ontwikkeld door Rambus, Inc. en goedgekeurd door Intel als de gekozen opvolger van SDRAM. RDRAM beperkt de geheugenbus tot 16-bit en werkt tot 800 MHz. Omdat deze smalle bus minder ruimte op het bord inneemt, kunnen systemen meer snelheid krijgen door meerdere kanalen parallel te laten lopen. Ondanks de snelheid heeft RDRAM een moeilijke tijd doorgemaakt in de markt vanwege compatibiliteits- en timingproblemen. Warmte is ook een probleem, maar RDRAM heeft koellichamen om dit af te voeren. De kostprijs is een groot probleem met RDRAM, waarbij fabrikanten grote facilitaire wijzigingen moeten aanbrengen om het te maken en de productkosten voor consumenten te hoog zijn voor mensen om te slikken. De eerste moederborden met RDRAM-ondersteuning kwamen uit in 1999.
DDR-SDRAM (DDR):
Dit type geheugen is de natuurlijke evolutie van SDRAM en de meeste fabrikanten verkiezen dit boven Rambus omdat er niet veel hoeft te worden veranderd om het te maken. Geheugenmakers zijn ook vrij om het te produceren omdat het een open standaard is, terwijl ze licentierechten aan Rambus, Inc. zouden moeten betalen om RDRAM te maken. DDR staat voor Double Data Rate. DDR schudt gegevens over de bus tijdens zowel de opkomst als de daling van de klokcyclus, waardoor de snelheid effectief wordt verdubbeld ten opzichte van die van standaard SDRAM.
Vanwege de voordelen ten opzichte van RDRAM, werd DDR-SDRAM-ondersteuning geïmplementeerd door bijna alle grote chipsetfabrikanten en werd het snel de nieuwe geheugenstandaard voor de meeste pc's. Snelheden varieerden van 100 MHz DDR (met werksnelheid van 200 MHz), of pc1600 DDR-SDRAM, tot de huidige snelheden van 200 MHz DDR (met werksnelheid van 400 MHz), of pc3200 DDR-SDRAM. Sommige geheugenfabrikanten produceren nog snellere DDR-SDRAM-geheugenmodules die gemakkelijk de overklokgroep aanspreken. DDR werd ontwikkeld tussen 1996 en 2000.
DDR-SDRAM 2 (DDR2):
Door Victorrocha op Engelse Wikipedia, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29911920
DDR2 biedt verschillende voordelen ten opzichte van conventionele DDR-SDRAM (DDR), met als belangrijkste dat in elke geheugencyclus DDR2 nu voor 4 bits informatie van logisch (intern) geheugen naar de I / O-buffers verzendt. standaard DDR-SDRAM verzendt slechts 2 bits informatie per geheugencyclus. Daarom vereist normale DDR-SDRAM dat het interne geheugen en de I / O-buffers beide op 200MHz werken om een totale externe bedrijfssnelheid van 400MHz te bereiken.
Vanwege het vermogen van DDR2 om twee keer zoveel bits per cyclus te verzenden van logisch (intern) geheugen naar de I / O-buffers (deze technologie staat formeel bekend als 4 bit prefetch), kan de interne geheugensnelheid feitelijk op 100 MHz in plaats van 200 MHz worden uitgevoerd, en de totale externe bedrijfssnelheid zal nog steeds 400MHz zijn. Dit komt vooral neer op het feit dat DDR-SDRAM 2 met hogere totale werkfrequenties kan werken dankzij de 4-bits prefetch-technologie (een interne geheugensnelheid van 200 mhz zou een totale externe werksnelheid van 800 mhz opleveren!) Dan DDR -SDRAM.
DDR2 werd voor het eerst geïmplementeerd in 2003.
DDR-SDRAM 3 (DDR3):
Een van de belangrijkste voordelen van DDR3 ten opzichte van DDR2 en DDR is de focus op een laag stroomverbruik. Met andere woorden, dezelfde hoeveelheid RAM verbruikt veel minder stroom, dus u kunt de hoeveelheid RAM die u gebruikt voor dezelfde hoeveelheid stroom vergroten. Hoeveel vermindert het stroomverbruik? Met een forse 40 procent, zittend op 1.5V vergeleken met 1.8V van DDR2. Niet alleen dat, maar de overdrachtssnelheid van het RAM-geheugen is behoorlijk wat sneller, en ligt tussen 800 - 1600 MHz.
De buffersnelheid is ook aanzienlijk hoger - de voorkeurssnelheid van DDR3 is 8 bit, terwijl DDR2 4 bit is. Dat betekent in feite dat het RAM twee keer zoveel bits per cyclus kan verzenden als DDR2 en dat het 8 bits aan gegevens van het geheugen naar de I / O-buffers verzendt. DDR3 is niet de meest recente vorm van RAM, maar het wordt op veel computers gebruikt. DDR3 werd uitgebracht in 2007.
DDR-SDRAM 4 (DDR4):
Door Dsimic - Eigen werk, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=36779600
De volgende stap is DDR4, waarmee de energiebesparing naar een hoger niveau wordt gebracht - de bedrijfsspanning van DDR4 RAM is 1, 2 V. Dat niet alleen, maar DDR4 RAM biedt ook een hogere overdrachtssnelheid, met een snelheid tot 3200 MHz. Bovendien voegt DDR4 vier bankgroepen toe, die elk een bewerking afzonderlijk kunnen uitvoeren, wat betekent dat het RAM vier sets gegevens per cyclus kan verwerken. Dat maakt het veel efficiënter dan DDR3.
DDR4 gaat ook een stap verder en brengt DBI of Data Bus Inversion. Wat betekent dat? Als DBI is ingeschakeld, telt het in principe het aantal "0" -bits in een enkele rij. Als er 4 of meer zijn, wordt de byte als gegevens worden geïnverteerd en een negende bit aan het einde toegevoegd, zodat vijf of meer bits "1" zijn. Wat dat doet, is dat het de vertraging van de gegevensoverdracht vermindert, waardoor wordt gewaarborgd dat zo weinig vermogen als mogelijk wordt gebruikt. DDR5 RAM is momenteel de standaard op de meeste computers, maar DDR5 zal naar verwachting eind 2016 als standaard worden afgerond. DDR4 werd in 2014 gelanceerd.
Niet-vluchtig RAM (NVRAM):
Niet-vluchtig RAM is een soort geheugen dat, in tegenstelling tot andere soorten geheugen, zijn gegevens niet verliest wanneer het vermogen verliest. De bekendste vorm van NVRAM is eigenlijk flash-opslag, gebruikt in solid-state drives en USB-drives. Het heeft echter geen nadelen - het heeft bijvoorbeeld een eindig aantal schrijfcycli en na dat nummer zal het geheugen verslechteren. Niet alleen dat, maar het heeft enkele prestatiebeperkingen die voorkomen dat het net zo snel toegang heeft tot gegevens als sommige andere soorten RAM.
Sluitend
Het volstaat te zeggen dat er veel verschillende geheugentypes zijn. Met deze handleiding hopen we dat we duidelijk hebben gemaakt wat de verschillende soorten RAM zijn, wat ze doen en hoe ze uw computer beïnvloeden.
Heeft u vragen? Zorg ervoor dat je hieronder een reactie achterlaat of neem deel aan de PCMech-forums!
