PAMIĘĆ RAM

1. Podstawy

2. Zasada działania

3. Budowa współczesnych pamięci RAM

4. Typy pamięci RAM

5. Dual Channel

6. Wybór pamięci

RAM (ang. Random Access Memory) - jest to podstawowy rodzaj pamięci cyfrowej, zwany też pamięcią użytkownika lub pamięcią o dostępie swobodnym. Choć nazwa sugeruje, że oznacza to każdą pamięć o bezpośrednim dostępie do dowolnej komórki pamięci, to ze względów historycznych, oznacza tylko te rodzaje pamięci, które mogą być zapisywane przez procesor.

Wyklucza to pamięci ROM (tylko do odczytu), pomimo, iż w ich przypadku również występuje swobodny dostęp do zawartości.

W pamięci RAM przechowywane są aktualnie wykonywane programy i dane dla tych programów, oraz wyniki ich pracy. Zawartość większości pamięci RAM jest tracona w momencie zaniku napięcia zasilania, dlatego wyniki pracy programów muszą być zapisane na jakimś nośniku danych.

Pamięć RAM jest stosowana głównie jako pamięć operacyjna komputera, jako pamięć niektórych komponentów komputera (np. kart graficznych, dźwiękowych, itp.) oraz jako pamięć danych sterowników mikroprocesorowych.

Układ pamięci składa się z matrycy, dekodera i układów zapisu/odczytu. Każda komórka tej pamięci wchodzi w skład matrycy i zbudowana jest z pojedynczego tranzystora i kondensatora. Potrafi ona przechowywać jeden bit informacji (0 lub 1). Komórki te posiadają swój adres, czyli numer wiersza i kolumny.

Do poszczególnych komórek możemy odwoływać się w dowolnej kolejności, więc jest to pamięć o dostępie swobodnym (RAM - Random Access Memory). Dekoder za pomocą szyny adresowej otrzymuje adresy komórek z kontrolera pamięci, znajdującego się najczęściej w chipsecie na płycie głównej. Docelowe komórki zostają odczytane i ich zawartość jest wysyłana z powrotem do kontrolera szyną danych.

Schemat budowy układu pamięci

Cykl pracy pamięci RAM jest wyznaczany za pomocą specjalnego zegara. W pamięciach SDR-SDRAM, DDR-SDRAM i RDRAM jest on zsynchronizowany z zegarem procesora. Adresowanie i odczyt pamięci zapoczątkowane zostają pojawieniem się sygnałów na szynie adresowej. Sygnał RAS (ang. Row Address Strobe) informuje pamięć, że jest to adres rzędu matrycy, a sygnał CAS (ang. Column Address Strobe) informuje, że jest to adres kolumny matrycy. Na przecięciu wybranego rzędu i kolumny znajduje się docelowa komórka, z której będą pochodzić dane. Do odczytu następnych komórek danego rzędu pamięci SDR-SDRAM nie potrzebna jest już ponowna procedura wybierania adresu.

Cykl pracy pamięci

Układ SPD

– w nim producent zapisuje domyślne parametry działania

pamięci

Kości pamięci – to w nich

przechowywane są dane

Złącze krawędziowe

– przez nie odbywa się wymiana danych między pamięcią a płytą główną

DIP - stosowane najczęściej w komputerach klasy AT i XT. Nie mają gniazda krawędziowego – wkłada się je w specjalne złącza na płycie głównej. Obecnie już nie stosowane.

SIMM - stosowane najczęściej w komputerach z procesorami 386, 486 i Pentium. SIMM to pierwszy rodzaj modułu, który zbudowany był z krawędziowych złączy. Spotykany w 2 wersjach – 30- i 72-pinowych. Obecnie już nie stosowane.

RIMM RDRAM - stosowane najczęściej w komputerach z pierwszymi Pentium 4. Jednak ze względu na koszty produkcji i opłaty licencyjne szybko zrezygnowano z produkcji.

DIMM SDR, DDR, DDR2 – obecnie najczęściej stosowane typy pamięci. SDR – Pentium II, III, pierwsze Athlony i Durony DDR – Athlony, Durony, Pentium IV, Athlony 64 DDR2 – Pentium D, Athlony 64 AM2, Core 2 Duo

Jest to technologia stosowana w płytach głównych do wydajniejszej obsługi pamięci DDR. Polega na podwojeniu przepustowości przesyłu danych przez magistralę łączącą pamięć RAM z kontrolerem pamięci.

Technologia Dual Channel wykorzystuje dwa 64-bitowe kanały, co razem daje kanał szerokości 128 bitów dla przesyłu danych pomiędzy pamięcią RAM a procesorem (zamiast jednego 64-bitowego w zwykłym trybie).

Technologia Dual Channel wymaga umieszczania kości pamięci parami w skorelowanych ze sobą gniazdach (gniazda te na płycie głównej oznaczone są najczęściej odpowiednimi kolorami). Kości pamięci tworzące parę powinny być takie same. Możliwe jest także używanie podobnych pamięci różnych producentów, pod warunkiem, że są one tego samego rozmiaru i mają taką samą architekturę.

Kontroler pamięci działający w trybie Dual Channel zastosowano po raz pierwszy w chipsecie nForce 2 firmy Nvidia.

Przy wyborze pamięci trzeba się kierować 3 kryteriami:• Pojemność – w dzisiejszych czasach minimum to 512MB. Coraz częściej

można też spotkać komputery z 1GB lub więcej RAMu. Należy pamiętać, że jeżeli będziemy mieli za mało RAMu, komputer będzie się często odwoływał do pliku SWAP na dysku twardym, co powoduje znaczny spadek wydajności.

• Taktowanie pamięci i timingi – pamięci są taktowane wg. szyny systemowej. Jeżeli kupimy pamięci z niższym taktowaniem niż jest w naszym komputerze, może to powodować, że będą one pracować niestabilnie. Timingi to opóźnienia pomiędzy kolejnymi sygnałami pamięci. Im niższe, tym lepiej. Standard to 3ns dla DDR1 i 5ns dla DDR2. Jeżeli mamy zamiar bawić się w podkręcanie, lepiej kupić pamięci z niższymi timingami.

• Producent – do najlepszych producentów pamięci należą: Kingston, Samsung, Hynix, OCZ, Crucial – polecam zakup pamięci tych firm, zwłaszcza do zabawy w podkręcanie. Do domowego komputera warte uwagi są też pamięci GoodRAM, Elixir i TakeMS.