Pomnilnik, ki ga uporablja vaš računalnik, je lahko pomemben del delovanja računalnika in njegove hitrosti. Če gradite računalnik, je težko vedeti, kaj izbrati ali zakaj. Zato smo sestavili ta priročnik.
Kar zadeva pomnilnik, obstaja več različnih tehnologij. Tu je pregled teh tehnologij in kaj pomenijo za vaš računalnik.
Uredniki opomba: Ta članek, ki je bil prvotno objavljen leta 2007, je bil posodobljen novembra 2016 z aktualnejšimi informacijami o najnovejših pomnilniških tehnologijah.
ROM
ROM je v bistvu samo pomnilnik, ki je samo za branje, ali pomnilnik, ki ga je mogoče brati, a ne biti zapisan v. ROM se uporablja v primerih, ko je treba shranjene podatke trajno shranjevati. To je zato, ker gre za nehlapni pomnilnik - z drugimi besedami, podatki so "žično" v čip. Ta čip lahko shranite za vedno in podatki bodo vedno tam, zato bodo ti podatki zelo varni. BIOS je shranjen na ROM-u, ker uporabnik ne more motiti informacij.
Obstaja tudi več različnih vrst ROM:
EEPROM
Programirani ROM (PROM):
To je v bistvu prazen čip ROM, ki ga lahko napišemo, vendar le enkrat. Podobno je kot pogon CD-R, ki podatke zapisuje na CD. Nekatera podjetja uporabljajo posebne stroje za pisanje PROM-ov za posebne namene. PROM je bil prvič izumljen leta 1956.
Programirljivi ROM za brisanje (EPROM):
To je tako kot PROM, le da ROM zbrišete tako, da za nekaj časa osvetlite posebno ultra-vijolično svetlobo v senzor na čipu ROM. S tem se podatki izbrišejo, kar omogoča, da jih je mogoče ponovno napisati. EPROM je bil prvič izumljen leta 1971.
Električno izvedljiv programirljivi ROM (EEPROM):
Imenuje se tudi bliskovni BIOS. Ta ROM lahko ponovno napišemo z uporabo posebnega programskega programa. Flash BIOS deluje na ta način, ki uporabnikom omogoča nadgradnjo BIOS-a. EEPROM so prvič izumili leta 1977.
ROM je počasnejši od RAM-a, zato ga nekateri poskušajo zasenčiti, da bi povečali hitrost.
Oven
Pomnilnik z naključnim dostopom (RAM) je tisto, na kar večina pomisli, ko slišimo besedo "pomnilnik", povezano z računalniki. Je hlapni pomnilnik, kar pomeni, da se vsi podatki izgubijo ob izklopu napajanja. RAM se uporablja za začasno shranjevanje podatkov o programu, kar omogoča optimizacijo delovanja.
Tako kot ROM, obstajajo različne vrste RAM-a. Tu so najpogostejše različne vrste.
Statični RAM (SRAM)
Ta RAM bo ohranil svoje podatke, dokler je napajanje pomnilniških čipov. Ni ga potrebno redno pisati. Dejansko je edini čas, ko se podatki v pomnilniku osvežijo ali spremenijo, ko se izvede dejanski ukaz pisanja. SRAM je zelo hiter, vendar je veliko dražji od DRAM-a. SRAM se zaradi svoje hitrosti pogosto uporablja kot predpomnilnik.
Obstaja nekaj vrst SRAM-a:
Statični RAM čip
Async SRAM:
Starejša vrsta SRAM-a, ki se uporablja v mnogih računalnikih za predpomnilnik L2. Je asinhrono, kar pomeni, da deluje neodvisno od sistemske ure. To pomeni, da se je CPU čakal na informacije iz predpomnilnika L2. Async SRAM so začeli veliko uporabljati v devetdesetih letih.
Sinhroniziraj SRAM:
Ta vrsta SRAM je sinhrona, kar pomeni, da se sinhronizira s sistemsko uro. Čeprav to pospešuje, je hkrati precej draga. Sync SRAM je postal bolj priljubljen v poznih devetdesetih.
Pipeline Burst SRAM:
Pogosto uporabljena. Zahteve za SRAM so cevovodne, kar pomeni večje pakete podatkov, ki se hkrati pošljejo v pomnilnik, in delujejo zelo hitro. Ta pasma SRAM lahko deluje pri avtobusnih hitrostih, višjih od 66MHz, zato se pogosto uporablja. Pipeline Burst SRAM je prvič uvedel leta 1996 Intel.
Dinamični RAM (DRAM)
DRAM mora, za razliko od SRAM-a, nenehno prepisovati, da lahko ohranja svoje podatke. To dosežemo tako, da pomnilnik postavimo v osveževalni krog, ki podatke znova zapiše več sto na sekundo. DRAM se uporablja za večino sistemskega pomnilnika, ker je poceni in majhen.
Obstaja več vrst DRAM-a, ki še bolj zapletejo prizorišče pomnilnika:
Hitri način strani DRAM (FPM DRAM):
FPM DRAM je le nekoliko hitrejši kot običajni DRAM. Preden je obstajal EDO RAM, je bil FPM RAM glavna vrsta, ki se je uporabljala v računalnikih. Gre za precej počasne stvari, čas dostopa 120 ns. Na koncu je bil spremenjen na 60 ns, vendar je bil FPM še vedno prepočasen za delo na sistemskem vodilu 66MHz. Zaradi tega je FPM RAM zamenjal EDO RAM. FPM RAM se danes zaradi svoje počasne hitrosti ne uporablja veliko, je pa skoraj vsesplošno podprt.
Podaljšani podatkovni pomnilnik DRAM (EDO DRAM):
EDO pomnilnik vključuje še eno spremembo v načinu dostopa. Omogoča, da se en dostop začne, medtem ko se drugi zaključuje. Čeprav se to morda sliši domiselno, je povečanje zmogljivosti v primerjavi s FPM DRAM le okoli 30%. Čipset mora pravilno podpirati EDO DRAM. EDO RAM prihaja na SIMM. EDO RAM ne more delovati na avtobusni hitrosti hitreje od 66MHz, zato je EDO RAM z naraščajočo uporabo višjih hitrosti vodil na pot FPM RAM.
Počilni EDO DRAM (BEDO DRAM):
Originalni EDO RAM je bil takrat prepočasi, da so se pojavili novejši sistemi. Zato je bilo treba razviti nov način dostopa do pomnilnika, da bi pospešili pomnilnik. Metoda je bila razvita. To pomeni, da so bili v pomnilnik hkrati poslani večji bloki podatkov, vsak "blok" podatkov pa ni nosil samo pomnilniškega naslova neposredne strani, ampak informacije na naslednjih več straneh. Zato naslednjih nekaj dostopov zaradi predhodnih zahtev po pomnilniku ne bi prišlo do zamud. Ta tehnologija povečuje hitrost EDO RAM-a do približno 10 ns, vendar ji ni omogočila stabilnega delovanja pri avtobusnih hitrostih nad 66MHz. BEDO RAM si je prizadeval, da bi EDO RAM konkuriral SDRAM-u.
Sinhroni DRAM (SDRAM):
Avtor Royan - Ta datoteka je nastala iz: SDR SDRAM.jpg, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12309701
SDRAM je postal nov standard po tem, ko je EDO ugriznil prah. Njegova hitrost je sinhrona, kar pomeni, da je neposredno odvisna od takta celotnega sistema. Standardni SDRAM lahko prenese večje hitrosti vodila. Teoretično bi lahko deloval do 100MHz, čeprav je bilo ugotovljeno, da je veliko drugih spremenljivih dejavnikov preučilo, ali bi to lahko stabilno ali ne. Dejanska hitrost zmogljivosti modula je bila odvisna od dejanskih pomnilniških čipov in oblikovalskih dejavnikov v samem pomnilniškem računalniku.
Intel je za spremembo spremenljivosti ustvaril standard PC100. Standard PC100 zagotavlja združljivost podsistemov SDRAM s Intelovimi 100MHz procesorji FSB. Nove zahteve za oblikovanje, proizvodnjo in preizkušanje so povzročile izzive podjetjem za polprevodnike in dobaviteljem pomnilniških modulov. Vsak modul PC100 SDRAM potrebuje ključne atribute, da se zagotovi popolna skladnost, na primer uporaba 8ns DRAM komponent (čipov), ki lahko delujejo na 125MHz. To je zagotovilo malo varnosti pri zagotavljanju, da lahko pomnilniški modul deluje s hitrostjo PC100. Poleg tega je treba na pravilno oblikovanem tiskanem vezju uporabljati čipe SDRAM skupaj s pravilno programiranim EEPROM-om. Čim krajša je razdalja, ki jo signal potrebuje za prehod, hitrejši je. Zaradi tega so na modulih PC100 nastali dodatni sloji notranjega vezja.
Ko so hitrosti računalnika naraščale, se je enaka težava pojavila tudi pri vodilu 133 MHz, zato je bil razvit standard PC133. SDRAM se je prvič pojavil v začetku sedemdesetih let prejšnjega stoletja in se uporabljal do sredine devetdesetih let.
RAMBus DRAM (RDRAM):
Razvil jih je Rambus, Inc., Intel pa ga je potrdil kot izbrani naslednik SDRAM-a. RDRAM zoži pomnilniško vodilo na 16-bit in deluje do 800 MHz. Ker ta ozka vodila zavzamejo manj prostora na plošči, lahko sistemi dosežejo več hitrosti z vzporednim izvajanjem več kanalov. Kljub hitrosti se je RDRAM na trgu težko odpravil zaradi združljivosti in časovne omejitve. Toplota je tudi težava, vendar ima RDRAM hladilne povezave, da to razblinijo. Stroški so glavni problem RDRAM-a, saj morajo proizvajalci narediti velike spremembe zmogljivosti, da bi ga porabili, stroški izdelka pa bodo za potrošnike previsoki, da bi jih ljudje lahko pogoltnili. Prve matične plošče s podporo RDRAM so izšle leta 1999.
DDR-SDRAM (DDR):
Ta vrsta pomnilnika je naravni razvoj SDRAM-a in večina proizvajalcev je temu raje Rambus, saj ga za njegovo izdelavo ni treba veliko spremeniti. Izdelovalci pomnilnika ga lahko prosto izdelujejo tudi zato, ker je to odprt standard, medtem ko bi morali, da bi RDRAM plačali licenčne pristojbine, plačati licenco. DDR pomeni dvojno hitrost prenosa podatkov. Podatki DDR premeščajo podatke preko vodila med vzponom in padcem taktnega cikla, kar učinkovito podvoji hitrost kot standardna SDRAM.
Zaradi svojih prednosti pred RDRAM-om so podporo DDR-SDRAM uvedli skoraj vsi večji proizvajalci čipov in hitro postali nov pomnilniški standard za večino računalnikov. Hitrosti so se gibale od 100 mhz DDR (z delovno hitrostjo 200MHz) ali pc1600 DDR-SDRAM, vse do trenutnih hitrosti 200MHz DDR (z delovno hitrostjo 400MHz) ali pc3200 DDR-SDRAM. Nekateri pomnilniki proizvajajo še hitrejše pomnilniške module DDR-SDRAM, ki zlahka prijajo množici overklokerjev. DDR je bil razvit med letoma 1996 in 2000.
DDR-SDRAM 2 (DDR2):
Avtor Victorrocha iz angleške Wikipedije, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29911920
DDR2 ima več prednosti pred običajnim DDR-SDRAM (DDR), glavna pa je v tem, da DDR2 zdaj v vsakem pomnilniškem ciklu prenaša 4 bite informacij iz logičnega (notranjega) pomnilnika v vhodno / izhodne pomnilnike. standardni DDR-SDRAM prenaša samo 2 bita informacij v vsakem pomnilniškem ciklu. Zaradi tega običajni DDR-SDRAM potrebujeta notranji pomnilnik in V / I odbojnike, ki delujeta na 200MHz, da dosežeta skupno zunanjo delovno hitrost 400MHz.
Zaradi sposobnosti DDR2 za prenos dvakrat več bitov na cikel iz logičnega (notranjega) pomnilnika v vhodno / izhodne pomnilnike (ta tehnologija je formalno znana kot 4-bitna prednastavitev), lahko hitrost notranjega pomnilnika dejansko deluje na 100MHz namesto 200MHz, in skupna zunanja obratovalna hitrost bo še vedno 400MHz. Glavno je, da vse to prihaja do tega, da bo DDR-SDRAM 2 lahko deloval pri višjih skupnih delovnih frekvencah zahvaljujoč 4-bitni tehnologiji prednaročanja (npr. Hitrost notranjega pomnilnika 200 mHz bi prinesla skupno zunanjo delovno hitrost 800 mhz!) Kot DDR -SDRAM.
DDR2 je bil prvič uveden leta 2003.
DDR-SDRAM 3 (DDR3):
Ena glavnih prednosti DDR3 v primerjavi z DDR2 in DDR je njegova osredotočenost na nizko porabo energije. Z drugimi besedami, ista količina RAM-a porabi veliko manj energije, zato lahko povečate količino RAM-a, ki ga uporabljate za isto količino energije. Za koliko zmanjša porabo energije? Za zajetnih 40 odstotkov je sedelo pri 1, 5 V v primerjavi z 1, 8 V DDR2. Ne samo to, ampak hitrost prenosa RAM-a je precej hitrejša, saj sega med 800mHz - 1600mHz.
Hitrost medpomnilnika je tudi bistveno višja - najprimernejša hitrost med DDR3 je 8 bit, DDR2 pa 4 bitna. To v bistvu pomeni, da lahko RAM prenaša dvakrat več bitov na cikel kot DDR2 in prenese 8 bitov podatkov iz pomnilnika v vhodno / izhodne odbojnike. DDR3 ni najnovejša oblika RAM-a, vendar se uporablja v številnih računalnikih. DDR3 je bil predstavljen leta 2007.
DDR-SDRAM 4 (DDR4):
Avtor Dsimic - Lastno delo, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=36779600
Sledi DDR4, ki prihrani energijo na naslednjo raven - delovna napetost DDR4 RAM-a je 1, 2 V. Ne samo to, ampak tudi DDR4 RAM ponuja višjo hitrost prenosa, in sicer do 3200mHz. Poleg tega DDR4 doda štiri skupine bank, od katerih vsaka lahko samodejno prevzame operacijo, kar pomeni, da RAM lahko obdeluje štiri nize podatkov na cikel. Zaradi tega je veliko bolj učinkovit kot DDR3.
DDR4 naredi stvari še korak dlje, tako da prinese DBI ali Data Bus Inversion. Kaj to pomeni? Če je omogočen DBI, v bistvu šteje število bitov "0" v enem pasu. Če je 4 ali več, je bajt, če so podatki obrnjeni in na koncu dodan deveti bit, s čimer je zagotovljeno, da je pet ali več bitov "1.". Zmanjšate zamudo pri prenosu podatkov in zagotovite čim manj energije mogoče se uporablja. DDR5 RAM je trenutno standard za večino računalnikov, vendar naj bi bil DDR5 kot standard dokončan do konca leta 2016. DDR4 je bil predstavljen leta 2014.
Nehlapni RAM (NVRAM):
Nehlapni RAM je vrsta pomnilnika, ki za razliko od drugih vrst pomnilnika pri izgubi energije ne izgubi svojih podatkov. Najbolj znana oblika NVRAM je pravzaprav pomnilnik flash, ki se uporablja v SSD diskih in SSD diskih. Vendar pa ne pride brez svojih pomanjkljivosti - na primer ima omejeno število ciklov zapisovanja in po tej številki se bo pomnilnik začel slabšati. Ne samo to, ampak ima nekatere omejitve zmogljivosti, ki mu preprečujejo dostop do podatkov tako hitro kot nekatere druge vrste RAM-a.
Zapiranje
Dovolj je reči, da obstaja veliko različnih vrst spomina. S tem vodičem upamo, da smo jasno povedali, kakšne so različne vrste RAM-a, kaj počnejo in kako vplivajo na vaš računalnik.
Imate vprašanja? Bodite prepričani, da nam pustite komentar spodaj ali se nam pridružite na forumih PCMech!
