La memoria utilizzata dal tuo computer può essere una parte importante del funzionamento del computer e della sua velocità. Se stai costruendo un computer, tuttavia, può essere difficile sapere cosa scegliere o perché. Ecco perché abbiamo messo insieme questa guida.
Esistono diverse tecnologie quando si tratta di memoria. Ecco una panoramica di queste tecnologie e del loro significato per il tuo computer.
Nota dell'editore : questo articolo, originariamente pubblicato nel 2007, è stato aggiornato a novembre 2016 con informazioni più aggiornate sulle ultime tecnologie di memoria.
rom
La ROM è fondamentalmente una memoria di sola lettura, o memoria che può essere letta ma non scritta. La ROM viene utilizzata in situazioni in cui i dati archiviati devono essere conservati in modo permanente. Questo perché è una memoria non volatile - in altre parole i dati sono "cablati" nel chip. Puoi conservare quel chip per sempre e i dati saranno sempre lì, rendendoli molto sicuri. Il BIOS è archiviato sulla ROM perché l'utente non può interrompere le informazioni.
Esistono anche diversi tipi di ROM:
EEPROM
ROM programmabile (PROM):
Questo è fondamentalmente un chip ROM vuoto su cui può essere scritto, ma solo una volta. È molto simile a un'unità CD-R che masterizza i dati nel CD. Alcune aziende usano macchinari speciali per scrivere PROM a scopi speciali. La PROM fu inventata per la prima volta nel lontano 1956.
ROM programmabile cancellabile (EPROM):
Questo è proprio come PROM, tranne per il fatto che è possibile cancellare la ROM illuminando una speciale luce ultravioletta in un sensore sopra il chip ROM per un certo periodo di tempo. Questa operazione cancella i dati, consentendone la riscrittura. La EPROM è stata inventata per la prima volta nel 1971.
ROM programmabile cancellabile elettricamente (EEPROM):
Chiamato anche BIOS flash. Questa ROM può essere riscritta mediante l'uso di un programma software speciale. Flash BIOS funziona in questo modo, consentendo agli utenti di aggiornare il proprio BIOS. EEPROM è stata inventata per la prima volta nel 1977.
La ROM è più lenta della RAM, motivo per cui alcuni cercano di oscurarla per aumentare la velocità.
RAM
La memoria ad accesso casuale (RAM) è ciò che la maggior parte di noi pensa quando sentiamo la parola "memoria" associata ai computer. È una memoria volatile, il che significa che tutti i dati vengono persi allo spegnimento. La RAM viene utilizzata per l'archiviazione temporanea dei dati del programma, consentendo di ottimizzare le prestazioni.
Come la ROM, esistono diversi tipi di RAM. Ecco i diversi tipi più comuni.
RAM statica (SRAM)
Questa RAM manterrà i suoi dati fino a quando l'alimentazione sarà fornita ai chip di memoria. Non ha bisogno di essere riscritto periodicamente. In effetti, l'unica volta che i dati nella memoria vengono aggiornati o modificati è quando viene eseguito un comando di scrittura effettivo. SRAM è molto veloce, ma è molto più costoso di DRAM. SRAM è spesso usato come memoria cache a causa della sua velocità.
Esistono alcuni tipi di SRAM:
Chip RAM statico
SRAM asincrono:
Un vecchio tipo di SRAM utilizzato in molti PC per la cache L2. È asincrono, nel senso che funziona indipendentemente dall'orologio di sistema. Ciò significa che la CPU si è trovata in attesa di informazioni dalla cache L2. Async SRAM ha iniziato ad essere utilizzato molto negli anni '90.
Sincronizza SRAM:
Questo tipo di SRAM è sincrono, il che significa che è sincronizzato con l'orologio di sistema. Mentre questo accelera, lo rende piuttosto costoso allo stesso tempo. Sync SRAM è diventato più popolare alla fine degli anni '90.
Pipeline Burst SRAM:
Usato comunemente. Le richieste SRAM vengono pipeline, il che significa che pacchetti di dati più grandi vengono inviati alla memoria contemporaneamente e hanno agito molto rapidamente. Questa razza di SRAM può funzionare a velocità del bus superiori a 66 MHz, quindi viene spesso utilizzata. Pipeline Burst SRAM è stato implementato per la prima volta nel 1996 da Intel.
RAM dinamica (DRAM)
DRAM, a differenza di SRAM, deve essere continuamente riscritto per mantenere i suoi dati. Questo viene fatto posizionando la memoria su un circuito di aggiornamento che riscrive i dati diverse centinaia di volte al secondo. La DRAM viene utilizzata per la maggior parte della memoria di sistema perché è economica e piccola.
Esistono diversi tipi di DRAM, complicando ulteriormente la scena della memoria:
DRAM modalità pagina veloce (FPM DRAM):
FPM DRAM è solo leggermente più veloce della normale DRAM. Prima che esistesse la RAM EDO, la RAM FPM era il tipo principale utilizzato nei PC. È roba piuttosto lenta, con un tempo di accesso di 120 ns. Alla fine è stato regolato a 60 ns, ma l'FPM era ancora troppo lento per funzionare sul bus di sistema a 66 MHz. Per questo motivo, la RAM FPM è stata sostituita dalla RAM EDO. La RAM FPM non è molto utilizzata oggi a causa della sua bassa velocità, ma è quasi universalmente supportata.
DRAM di uscita dati estesa (EDO DRAM):
La memoria EDO incorpora ancora un'altra modifica nel metodo di accesso. Consente a un accesso di iniziare mentre un altro è in fase di completamento. Sebbene ciò possa sembrare ingegnoso, l'aumento delle prestazioni rispetto a FPM DRAM è solo del 30% circa. EDO DRAM deve essere adeguatamente supportato dal chipset. La RAM EDO arriva su un SIMM. La RAM EDO non può funzionare a una velocità del bus superiore a 66 MHz, quindi, con l'uso crescente di velocità del bus più elevate, la RAM EDO ha intrapreso il percorso della RAM FPM.
Burst EDO DRAM (BEDO DRAM):
La RAM EDO originale era troppo lenta per i nuovi sistemi che uscivano all'epoca. Pertanto, è stato sviluppato un nuovo metodo di accesso alla memoria per accelerare la memoria. Lo scoppio era il metodo ideato. Ciò significa che blocchi di dati più grandi sono stati inviati contemporaneamente alla memoria e ogni "blocco" di dati non solo portava l'indirizzo di memoria della pagina immediata, ma le informazioni nelle pagine successive successive. Pertanto, i prossimi accessi non subirebbero ritardi dovuti alle precedenti richieste di memoria. Questa tecnologia aumenta la velocità della RAM EDO fino a circa 10 ns, ma non le ha permesso di funzionare stabilmente a velocità del bus superiori a 66 MHz. BEDO RAM è stato uno sforzo per far competere EDO RAM con SDRAM.
Synchronous DRAM (SDRAM):
Di Royan - Questo file è stato derivato da: SDRAM SDRAM.jpg, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12309701
SDRAM è diventato il nuovo standard dopo che EDO ha morso la polvere. La sua velocità è sincrona, il che significa che dipende direttamente dalla velocità di clock dell'intero sistema. La SDRAM standard può gestire velocità del bus più elevate. In teoria, potrebbe funzionare fino a 100 MHz, anche se è stato scoperto che molti altri fattori variabili sono andati in se o meno in grado di farlo stabilmente. La capacità di velocità effettiva del modulo dipendeva dai chip di memoria effettivi e dai fattori di progettazione nel PCB di memoria stesso.
Per ovviare alla variabilità, Intel ha creato lo standard PC100. Lo standard PC100 garantisce la compatibilità dei sottosistemi SDRAM con i processori Intel FSB a 100 MHz. I nuovi requisiti di progettazione, produzione e test hanno creato sfide per le aziende di semiconduttori e i fornitori di moduli di memoria. Ciascun modulo SDRAM PC100 richiede attributi chiave per garantire la piena conformità, come l'uso di componenti (chip) DRAM 8ns in grado di funzionare a 125 MHz. Ciò ha fornito un margine di sicurezza nel garantire che il modulo di memoria potesse funzionare a velocità PC100. Inoltre, i chip SDRAM devono essere utilizzati insieme a una EEPROM correttamente programmata su un circuito stampato correttamente progettato. Più breve è la distanza che il segnale deve percorrere, più veloce corre. Per questo motivo, c'erano moduli aggiuntivi di circuiti interni sui moduli PC100.
Con l'aumentare della velocità del PC, si è verificato lo stesso problema per il bus a 133 MHz, quindi è stato sviluppato lo standard PC133. SDRAM è apparso per la prima volta nei primi anni '70 ed è stato utilizzato fino alla metà degli anni '90.
RAMBus DRAM (RDRAM):
Sviluppato da Rambus, Inc. e approvato da Intel come successore scelto di SDRAM. RDRAM restringe il bus di memoria a 16 bit e funziona fino a 800 MHz. Poiché questo bus stretto occupa meno spazio sulla scheda, i sistemi possono ottenere più velocità eseguendo più canali in parallelo. Nonostante la velocità, RDRAM ha avuto difficoltà a decollare sul mercato a causa di problemi di compatibilità e tempistica. Anche il calore è un problema, ma RDRAM ha dissipatori di calore per dissiparlo. Il costo è un grosso problema con RDRAM, con i produttori che devono apportare importanti modifiche alla struttura per farlo e il costo del prodotto per i consumatori è troppo elevato perché le persone possano ingoiarlo. Le prime schede madri con supporto RDRAM sono uscite nel 1999.
DDR-SDRAM (DDR):
Questo tipo di memoria è la naturale evoluzione di SDRAM e la maggior parte dei produttori preferisce questo a Rambus perché non è necessario cambiare molto per realizzarlo. Inoltre, i produttori di memoria sono liberi di produrlo perché è uno standard aperto, mentre dovrebbero pagare le tasse di licenza a Rambus, Inc. per creare RDRAM. DDR sta per Double Data Rate. Il DDR mescola i dati sul bus sia in salita che in discesa del ciclo di clock, raddoppiando effettivamente la velocità rispetto a quella della SDRAM standard.
A causa dei suoi vantaggi rispetto a RDRAM, il supporto DDR-SDRAM è stato implementato da quasi tutti i principali produttori di chipset e divenne rapidamente il nuovo standard di memoria per la maggior parte dei PC. Le velocità variavano da 100 mhz DDR (con velocità operativa di 200 MHz) o pc1600 DDR-SDRAM, fino alle velocità correnti di 200 mhz DDR (con velocità operativa di 400 MHz) o pc3200 DDR-SDRAM. Alcuni produttori di memoria producono moduli di memoria DDR-SDRAM ancora più veloci che si rivolgono facilmente alla folla degli overclocker. DDR è stato sviluppato tra il 1996 e il 2000.
DDR-SDRAM 2 (DDR2):
Di Victorrocha su Wikipedia in inglese, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29911920
DDR2 presenta numerosi vantaggi rispetto alla DDR-SDRAM (DDR) convenzionale, con il principale che in ogni ciclo di memoria DDR2 ora trasmette per 4 bit di informazioni dalla memoria logica (interna) ai buffer I / O. DDR-SDRAM standard trasmette solo 2 bit di informazioni per ogni ciclo di memoria. Per questo motivo, la normale DDR-SDRAM richiede che la memoria interna e i buffer I / O funzionino entrambi a 200 MHz per raggiungere una velocità operativa esterna totale di 400 MHz.
Grazie alla capacità di DDR2 di trasmettere il doppio dei bit per ciclo dalla memoria logica (interna) ai buffer I / O (questa tecnologia è formalmente nota come prefetch a 4 bit), la velocità della memoria interna può effettivamente funzionare a 100 MHz anziché a 200 MHz e la velocità operativa esterna totale sarà comunque di 400 MHz. Principalmente a tutto ciò che si riduce è che DDR-SDRAM 2 sarà in grado di funzionare a frequenze operative totali più elevate grazie alla sua tecnologia di prefetch a 4 bit (ad esempio una velocità di memoria interna di 200 mhz produrrebbe una velocità operativa esterna totale di 800 mhz!) Rispetto a DDR -SDRAM.
DDR2 è stato implementato per la prima volta nel 2003.
DDR-SDRAM 3 (DDR3):
Uno dei principali vantaggi di DDR3 rispetto a DDR2 e DDR è la sua attenzione al basso consumo energetico. In altre parole, la stessa quantità di RAM consuma molta meno energia, quindi puoi aumentare la quantità di RAM che stai utilizzando per la stessa quantità di energia. Quanto riduce il consumo energetico? Di un forte 40 percento, seduto a 1, 5 V rispetto a 1, 8 V della DDR2. Non solo, ma la velocità di trasferimento della RAM è un po 'più veloce, compresa tra 800mHz e 1600mHz.
Anche la frequenza di buffer è significativamente più alta: la velocità di buffer preferita di DDR3 è di 8 bit, mentre quella di DDR2 è di 4 bit. Ciò significa sostanzialmente che la RAM può trasmettere il doppio dei bit per ciclo rispetto alla DDR2 e trasmette 8 bit di dati dalla memoria ai buffer I / O. DDR3 non è la forma più recente di RAM, ma viene utilizzata su molti computer. DDR3 è stato lanciato sul mercato nel 2007.
DDR-SDRAM 4 (DDR4):
Di Dsimic - Opera propria, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=36779600
Il prossimo è DDR4, che porta il risparmio energetico al livello successivo: la tensione operativa della RAM DDR4 è 1, 2 V. Non solo, ma la RAM DDR4 offre anche una velocità di trasferimento più elevata, fino a 3200mHz. Inoltre, DDR4 aggiunge quattro gruppi di banchi, ognuno dei quali può eseguire da solo un'operazione, il che significa che la RAM può gestire quattro serie di dati per ciclo. Ciò lo rende molto più efficiente di DDR3.
DDR4 fa un ulteriore passo avanti, portando DBI o Data Bus Inversion. Cosa significa? Se DBI è abilitato, fondamentalmente conta il numero di bit "0" in una singola corsia. Se ce ne sono 4 o più, il byte se i dati vengono invertiti e un nono bit viene aggiunto alla fine, assicurandosi che cinque o più bit siano “1”. Ciò che fa è ridurre il ritardo di trasmissione dei dati, garantendo che possibile è usato. La RAM DDR5 è attualmente lo standard sulla maggior parte dei computer, tuttavia DDR5 è impostato per essere finalizzato come standard entro la fine del 2016. DDR4 è stato lanciato nel 2014.
RAM non volatile (NVRAM):
La RAM non volatile è un tipo di memoria che, a differenza di altri tipi di memoria, non perde i suoi dati quando perde potenza. La forma più nota di NVRAM è in realtà l'archiviazione flash, utilizzata in unità a stato solido e unità USB. Tuttavia, non presenta inconvenienti: ad esempio, ha un numero finito di cicli di scrittura e dopo quel numero la memoria inizierà a deteriorarsi. Non solo, ma ha alcune limitazioni prestazionali che gli impediscono di accedere ai dati più velocemente di altri tipi di RAM.
Chiusura
Basti dire che ci sono molti tipi di memoria diversi. Con questa guida, speriamo di aver chiarito quali sono i diversi tipi di RAM, cosa fanno e come influenzano il tuo computer.
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