RAM: tutto quello che devi sapere

By | Aprile 12, 2021
RAM

In questo articolo parleremo di cos’è la RAM e quanti tipi c’è ne sono. La RAM o memoria ad accesso casuale è una parte incredibilmente importante di qualsiasi computer moderno. La CPU (unità di elaborazione centrale) di un computer necessita di dati e istruzioni per eseguire il lavoro. Quelle informazioni devono essere archiviate da qualche parte. Il “da qualche parte” è indicato come memoria del computer.


Esistono vari tipi di memoria RAM, ognuna con i propri pro e contro. Le CPU hanno una piccola quantità di memoria incorporata, nota come “cache” della CPU. Questa memoria è incredibilmente veloce ed essenzialmente parte della CPU stessa. Tuttavia, è molto costosa e quindi non può essere utilizzato come memoria principale del computer.

Cos’è la RAM?

È qui che entra in gioco la RAM. La RAM si presenta sotto forma di chip per computer in silicio, collegata a un bus di memoria. La memoria cache sulla CPU stessa è in realtà anche una forma di RAM, ma quando il termine viene generalmente utilizzato, si riferisce a questi chip di memoria che si trovano al di fuori della CPU.

Un bus di memoria è semplicemente un insieme dedicato di circuiti che spostano le informazioni tra la CPU e la RAM stessa. Il sistema operativo sposta le informazioni dal disco rigido meccanico oa stato solido molto più lenta del sistema, in preparazione per le esigenze della CPU. Ad esempio, durante il “caricamento” di un videogioco, i dati vengono spostati dal disco rigido alla RAM.

Come analogia, pensa alla RAM come alla parte superiore di una scrivania e ai cassetti come al disco rigido, con te stesso che funge da CPU. È facile e veloce lavorare con gli oggetti che si trovano sulla scrivania, ma c’è poco spazio. Il che significa che devi spostare le cose tra la superficie della scrivania ei cassetti quando ne hai bisogno.

Computer, smartphone, console di gioco e ogni altro tipo di dispositivo informatico in uso oggi ha un qualche tipo di RAM. Esamineremo ciascuno di essi, spiegando come funziona e a cosa serve. In particolare, tratteremo i seguenti tipi di RAM:


  • SRAM
  • DRAM
  • SDRAM
  • RAM SDR
  • DDR SDRAM
  • GDDR
  • HMB

Non preoccuparti se suona come un linguaggio incomprensibile. Diventerà tutto molto chiaro a breve.

Tipi di RAM del computer: DDR, forma e velocità

1. SRAM – Memoria statica ad accesso casuale

Uno dei due tipi principali di RAM, SRAM è speciale perché non ha bisogno di essere “aggiornata” per conservare le informazioni che sta attualmente memorizzando. Finché c’è potenza che scorre attraverso i circuiti, le informazioni rimangono esattamente dove si trovano.

SRAM è costruito da un numero di transistor (4-6) ed è incredibilmente veloce grazie alla sua natura. È comunque relativamente complessa e costosa, motivo per cui lo troverai nelle CPU messe in servizio come memoria cache iperveloce.

Ci sono anche piccole quantità di cache SRAM ovunque i dati debbano spostarsi rapidamente, ma potrebbero essere colli di bottiglia. I buffer del disco rigido sono un buon esempio di questo caso d’uso. Ovunque un dispositivo abbia più dati in giro, è probabile che ci sarà un po ‘di SRAM che aiuta a facilitare il trasferimento.

2. DRAM – Memoria dinamica ad accesso casuale

La DRAM è l’altro tipo comune di progettazione della RAM. La memoria DRAM è costruita utilizzando transistor e condensatori. A meno che non aggiorni ogni cella di memoria, perderà il suo contenuto. Questo è il motivo per cui si chiama “dinamica” piuttosto che “statica”.

La DRAM è molto più lenta della SRAM, ma comunque molto più veloce dei dispositivi di archiviazione secondari come i dischi rigidi. È anche molto più economico della SRAM ed è tipico per i computer avere più gigabyte di DRAM a bordo come soluzione RAM principale.


3. SDRAM – Memoria ad accesso casuale dinamica sincrona

Alcune persone pensano che la SDRAM sia un mix di SRAM e DRAM, ma non lo è! Questa è la DRAM che è sincronizzata con l’orologio della CPU.

Il modulo DRAM attenderà la CPU prima di rispondere alle richieste di input dei dati. Grazie alla sua natura sincrona e al modo in cui la memoria SDRAM è configurata in banchi, la CPU può completare più istruzioni contemporaneamente, aumentando notevolmente le sue prestazioni complessive.

SDRAM è la base del tipo di RAM principale utilizzato oggi nella maggior parte dei computer. È anche noto come SDR SDRAM o memoria ad accesso casuale dinamico sincrono a velocità dati singola . Sebbene sia fondamentalmente lo stesso tipo di memoria utilizzato nei computer oggi, la sua forma SDR vaniglia è praticamente obsoleta, sostituita dal prossimo tipo di RAM nel nostro elenco.

4. Memoria ad accesso casuale dinamico sincrono a doppia velocità di dati

La prima cosa che dovresti sapere è che ci sono più generazioni di memoria DDR. La prima generazione, che in retrospettiva chiamiamo DDR 1, ha raddoppiato la velocità della SDRAM consentendo operazioni di lettura e scrittura sia al massimo che al minimo del ciclo di clock.

DDR2, DDR3 e oggi DDR4 sono migliorate esponenzialmente rispetto a quella prima generazione di DDR. Le prestazioni di questi moduli di memoria sono misurate in Mega Transfers per Second o “MT / S”. Un mega trasferimento è essenzialmente l’equivalente di un milione di cicli di clock. I chip DDR di prima generazione più veloci potevano eseguire 400 MT / s. DDR4 può arrivare fino a 3200MT / s!

5. GDDR SDRAM – RAM con doppia velocità dati grafica

La GDDR è attualmente alla sesta generazione e si trova quasi esclusivamente collegata a una GPU (unità di elaborazione grafica) su una scheda video o una console di gioco. GDDR è correlata alla normale DDR, ma è progettata per i casi di utilizzo della grafica. Enfatizzare enormi quantità di larghezza di banda, pur essendo meno preoccupato per la bassa latenza.


In altre parole, questa memoria non risponde rapidamente come la normale SDRAM, ma può spostare più informazioni contemporaneamente quando risponde. È perfetto per le applicazioni grafiche in cui è necessario eseguire lo streaming di molti gigabyte di dati di texture per eseguire il rendering di una scena e la piccola quantità di latenza non ha conseguenze reali.

Nonostante il nome, GDDR può essere utilizzata come normale RAM di sistema. Ad esempio, la PlayStation 4 ha un singolo pool di memoria GDDR che gli sviluppatori possono dividere come preferiscono, assegnando parti alla CPU e alla GPU secondo necessità.

6. HBM – RAM a larghezza di banda elevata

GDDR ha un concorrente sotto forma di memoria HBM, che è presente su un numero limitato di schede grafiche prodotte da AMD. Attualmente l’ultima versione è HBM 2, ma non è chiaro se soppianterà GDDR o diventerà defunta.

La parte più importante delle prestazioni della memoria è la quantità totale di dati che può essere spostata entro un dato periodo di tempo. Un modo per farlo è creare una memoria molto veloce. L’altro modo per migliorare la larghezza di banda totale è aumentare la diffusione dei dati “pipe”.

La memoria HBM funziona a frequenze di clock non elaborate inferiori rispetto a GDDR, ma utilizza un esclusivo design del chip 3D stacked che fornisce un percorso fisico molto ampio per i dati e distanze molto più brevi per i segnali da percorrere. Il risultato finale è una soluzione di memoria che ha una larghezza di banda totale simile a quella della GDDR, ma con una latenza inferiore.

Il problema con HBM è che è complicato da realizzare e grazie al suo design fisico non è ancora possibile ottenere il tipo di capacità che è banale con GDDR. Se alla fine questi problemi vengono superati, potrebbe sostituire GDDR, ma non c’è alcuna garanzia che ciò accadrà.

Conclusione

Dovrebbe essere ovvio che la RAM è un componente essenziale di qualsiasi computer e, quando qualcosa va storto, può essere difficile capire quale sia effettivamente il problema.

Dopotutto, un po’ di rogue qua o là potrebbe rendere il tuo sistema sottilmente instabile o bloccarsi dietro arresti apparentemente casuali. Questo è il motivo per cui dovresti sempre testare la memoria RAM difettosa ogni volta che hai un problema di stabilità inspiegabile.

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