Takmer každé zariadenie s výpočtovou kapacitou potrebuje pamäť RAM. Pozrite sa na svoje obľúbené zariadenie (napr. smartfóny, tablety, stolné počítače, notebooky, grafické kalkulačky, HDTV, vreckové herné systémy atď.) a mali by ste nájsť nejaké informácie o pamäti RAM. Hoci všetky RAM slúžia v podstate na rovnaký účel, dnes sa bežne používa niekoľko rôznych typov:
- Statická RAM (SRAM)
- Dynamic RAM (DRAM)
- Synchrónna dynamická RAM (SDRAM)
- Synchronous dynamic RAM Single Data Rate (SDR SDRAM)
- Dvojitá dátová rýchlosť synchrónnej dynamickej pamäte RAM (DDR SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4)
- Graphics Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM (GDDR SDRAM, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5)
- Pamäť Flash
Čo je RAM?
RAM je skratka pre Random Access Memory a poskytuje počítačom virtuálny priestor potrebný na správu informácií a riešenie problémov v danej chvíli. Môžete si to predstaviť ako opakovane použiteľný stierací papier, na ktorý by ste si ceruzkou písali poznámky, čísla alebo kresby. Ak vám dôjde miesto na papieri, zarobíte viac vymazaním toho, čo už nepotrebujete; RAM sa správa podobne, keď potrebuje viac miesta na prácu s dočasnými informáciami (t. j. spustený softvér/programy). Väčšie kusy papiera vám umožňujú načmárať viac (a väčších) nápadov naraz, než ich budete musieť vymazávať; viac pamäte RAM vo vnútri počítačov má podobný efekt.
RAM má rôzne tvary (t. j. spôsob, akým sa fyzicky pripája k počítačovým systémom alebo ako sa s nimi spája), kapacity (merané v MB alebo GB), rýchlosti (merané v MHz alebo GHz) a architektúry. Tieto a ďalšie aspekty je dôležité zvážiť pri inovácii systémov s pamäťou RAM, pretože počítačové systémy (napríklad hardvér, základné dosky) musia dodržiavať prísne pokyny na kompatibilitu. Napríklad:
- Počítače staršej generácie pravdepodobne nebudú schopné prispôsobiť sa novším typom technológie RAM
- Pamäť notebooku sa nezmestí na stolné počítače (a naopak)
- RAM nie je vždy spätne kompatibilná
- Systém vo všeobecnosti nemôže kombinovať rôzne typy/generácie RAM
Statická RAM (SRAM)
- Čas na trhu: od 90. rokov do súčasnosti
- Populárne produkty využívajúce SRAM: Digitálne fotoaparáty, smerovače, tlačiarne, LCD obrazovky
Jeden z dvoch základných typov pamäte (druhý je DRAM), SRAM vyžaduje konštantný tok energie, aby fungoval. Vďaka nepretržitému napájaniu nie je potrebné SRAM „obnovovať“, aby si zapamätal uložené údaje. To je dôvod, prečo sa SRAM nazýva „statický“– nie je potrebná žiadna zmena ani akcia (napr. obnovenie), aby dáta zostali nedotknuté. SRAM je však volatilná pamäť, čo znamená, že všetky dáta, ktoré boli uložené, sa po prerušení napájania stratia.
Výhodami používania SRAM (v porovnaní s DRAM) je nižšia spotreba energie a vyššia prístupová rýchlosť. Nevýhodou použitia SRAM (vs. DRAM) je menšia kapacita pamäte a vyššie výrobné náklady. Kvôli týmto vlastnostiam sa SRAM zvyčajne používa v:
- CPU cache (napr. L1, L2, L3)
- Vyrovnávacia pamäť/vyrovnávacia pamäť pevného disku
- Digitálne-analógové prevodníky (DAC) na grafických kartách
Dynamic RAM (DRAM)
- Čas na trhu: 70. roky až polovica 90. rokov
- Populárne produkty využívajúce DRAM: Videoherné konzoly, sieťový hardvér
Jeden z dvoch základných typov pamäte (druhý je SRAM), DRAM vyžaduje pravidelné „obnovovanie“energie, aby fungovala. Kondenzátory, ktoré ukladajú dáta do DRAM, postupne vybíjajú energiu; žiadna energia znamená stratu údajov. To je dôvod, prečo sa DRAM nazýva „dynamická“– na udržanie neporušených údajov je potrebná neustála zmena alebo akcia (napr. obnovovanie). DRAM je tiež volatilná pamäť, čo znamená, že všetky uložené dáta sa po prerušení napájania stratia.
Výhodami používania DRAM (v porovnaní so SRAM) sú nižšie výrobné náklady a väčšie kapacity pamäte. Nevýhodou použitia DRAM (vs. SRAM) je nižšia prístupová rýchlosť a vyššia spotreba energie. Kvôli týmto vlastnostiam sa DRAM zvyčajne používa v:
- Systémová pamäť
- Video grafická pamäť
V deväťdesiatych rokoch minulého storočia bola vyvinutá dynamická pamäť RAM (EDO DRAM) s rozšíreným dátovým výstupom, po ktorej nasledovala jej evolúcia, Burst EDO RAM (BEDO DRAM). Tieto typy pamäte boli príťažlivé vďaka zvýšenému výkonu/efektivite pri nižších nákladoch. Táto technológia sa však stala zastaranou vývojom SDRAM.
Synchrónna dynamická RAM (SDRAM)
- Čas na trhu: od roku 1993 do súčasnosti
- Populárne produkty využívajúce SDRAM: Počítačová pamäť, videoherné konzoly
SDRAM je klasifikácia DRAM, ktorá funguje synchronizovane s hodinami CPU, čo znamená, že čaká na hodinový signál, kým odpovie na vstup dát (napr. používateľské rozhranie). Naproti tomu DRAM je asynchrónna, čo znamená, že okamžite reaguje na vstupné údaje. Výhoda synchrónnej prevádzky je však v tom, že CPU môže spracovávať prekrývajúce sa inštrukcie paralelne, tiež známe ako 'pipelining' – schopnosť prijať (čítať) novú inštrukciu predtým, než bola predchádzajúca inštrukcia úplne vyriešená (zápis).
Hoci zreťazenie neovplyvňuje čas potrebný na spracovanie pokynov, umožňuje dokončiť viac pokynov súčasne. Spracovanie jednej inštrukcie čítania a zápisu za cyklus hodín má za následok vyššiu celkovú rýchlosť prenosu/výkonu CPU. SDRAM podporuje pipelining vďaka spôsobu, akým je jej pamäť rozdelená do samostatných bánk, čo viedlo k jej všeobecnej preferencii pred základnou DRAM.
Synchronous dynamic RAM Single Data Rate (SDR SDRAM)
- Čas na trhu: od roku 1993 do súčasnosti
- Populárne produkty využívajúce SDR SDRAM: Počítačová pamäť, videoherné konzoly
SDR SDRAM je rozšírený termín pre SDRAM - dva typy sú jeden a ten istý, ale najčastejšie sa označujú ako iba SDRAM. „Jedna dátová rýchlosť“označuje, ako pamäť spracováva jednu inštrukciu čítania a zápisu za cyklus hodín. Toto označenie pomáha objasniť porovnanie medzi SDR SDRAM a DDR SDRAM:
DDR SDRAM je v podstate vývojom druhej generácie SDR SDRAM
Dvojitá dátová rýchlosť synchrónna dynamická RAM (DDR SDRAM)
- Čas na trhu: od 2000 do súčasnosti
- Populárne produkty využívajúce DDR SDRAM: Počítačová pamäť
DDR SDRAM funguje ako SDR SDRAM, len dvakrát rýchlejšie. DDR SDRAM je schopná spracovať dve inštrukcie na čítanie a dve inštrukcie na zápis za cyklus (teda „dvojitý“). Aj keď je funkcia DDR SDRAM podobná, má fyzické rozdiely (184 kolíkov a jeden zárez na konektore) oproti SDR SDRAM (168 kolíkov a dva zárezy na konektore). DDR SDRAM funguje aj pri nižšom štandardnom napätí (2,5 V z 3,3 V), čo zabraňuje spätnej kompatibilite s SDR SDRAM.
- DDR2 SDRAM je evolučný upgrade na DDR SDRAM. Aj keď je DDR2 SDRAM stále dvojnásobná rýchlosť prenosu dát (spracovanie dvoch inštrukcií na čítanie a dva zápisy za cyklus hodín), je rýchlejšia, pretože môže bežať pri vyšších rýchlostiach hodín. Štandardné (nepretaktované) pamäťové moduly DDR dosahujú maximálnu frekvenciu 200 MHz, zatiaľ čo štandardné pamäťové moduly DDR2 dosahujú maximálnu frekvenciu 533 MHz. DDR2 SDRAM beží pri nižšom napätí (1,8 V) s viacerými vývodmi (240), čo zabraňuje spätnej kompatibilite.
- DDR3 SDRAM zlepšuje výkon oproti DDR2 SDRAM prostredníctvom pokročilého spracovania signálu (spoľahlivosť), väčšej kapacity pamäte, nižšej spotreby energie (1,5 V) a vyšších štandardných rýchlostí (až 800 Mhz). Hoci DDR3 SDRAM zdieľa rovnaký počet kolíkov ako DDR2 SDRAM (240), všetky ostatné aspekty bránia spätnej kompatibilite.
- DDR4 SDRAM zlepšuje výkon oproti DDR3 SDRAM prostredníctvom pokročilejšieho spracovania signálu (spoľahlivosť), ešte väčšej kapacity pamäte, ešte nižšej spotreby energie (1,2 V) a vyšších štandardných rýchlostí (až 1600 Mhz). DDR4 SDRAM používa 288-pinovú konfiguráciu, ktorá tiež zabraňuje spätnej kompatibilite.
Graphics Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM (GDDR SDRAM)
- Čas na trhu: od roku 2003 do súčasnosti
- Populárne produkty využívajúce GDDR SDRAM: Video grafické karty, niektoré tablety
GDDR SDRAM je typ DDR SDRAM, ktorý je špeciálne navrhnutý na vykresľovanie grafiky videa, zvyčajne v spojení s vyhradenou jednotkou GPU (grafická procesorová jednotka) na grafickej karte. Je známe, že moderné počítačové hry posúvajú hranice neuveriteľne realistickým prostredím s vysokým rozlíšením, ktoré si na hranie často vyžadujú náročné systémové špecifikácie a najlepší hardvér grafickej karty (najmä pri použití displejov s vysokým rozlíšením 720p alebo 1080p).
Podobne ako DDR SDRAM, aj GDDR SDRAM má svoj vlastný evolučný rad (zlepšenie výkonu a zníženie spotreby energie): GDDR2 SDRAM, GDDR3 SDRAM, GDDR4 SDRAM a GDDR5 SDRAM
Napriek tomu, že zdieľanie veľmi podobných vlastností s DDR SDRAM, GDDR SDRAM nie je úplne rovnaké. Existujú výrazné rozdiely v spôsobe fungovania GDDR SDRAM, najmä pokiaľ ide o to, ako je uprednostňovaná šírka pásma pred latenciou. Očakáva sa, že GDDR SDRAM bude spracovávať obrovské množstvo dát (šírka pásma), ale nie nevyhnutne pri najvyšších rýchlostiach (latencia); pomyslite na 16-prúdovú diaľnicu nastavenú na 55 MPH. V porovnaní s tým sa očakáva, že DDR SDRAM bude mať nízku latenciu, aby mohla okamžite reagovať na CPU; predstavte si 2-prúdovú diaľnicu s rýchlosťou 85 mph.
Pamäť Flash
- Čas na trhu: od roku 1984 do súčasnosti
- Populárne produkty využívajúce flash pamäť: Digitálne fotoaparáty, smartfóny/tablety, vreckové herné systémy/hračky
Flash pamäť je typ energeticky nezávislého pamäťového média, ktoré uchováva všetky dáta aj po prerušení napájania. Napriek názvu je flash pamäť svojou formou a prevádzkou (t.j. ukladanie a prenos dát) bližšie k SSD ako vyššie uvedené typy RAM. Flash pamäť sa najčastejšie používa v:
- USB flash disky
- Tlačiarne
- Prenosné prehrávače médií
- Pamäťové karty
- Malá elektronika/hračky
Často kladené otázky
- Existuje najlepší typ pamäte RAM? Nie je, pretože rôzne druhy pamäte RAM majú často veľmi odlišné aplikácie. Ale pre domáceho používateľa počítača je dnes zďaleka najlepšou voľbou DDR4.
- Čo je najrýchlejšie: DDR2. DDR3. alebo DDR4? Každá generácia pamäte RAM vylepšuje predchádzajúcu a prináša vyššiu rýchlosť a väčšiu šírku pásma. Najrýchlejšia RAM v kontexte domácej výpočtovej techniky je jednoducho DDR4.
