Melkein jokainen tietokoneita tukeva laite tarvitsee RAM-muistia. Katso suosikkilaitettasi (esim. älypuhelimet, tabletit, pöytäkoneet, kannettavat tietokoneet, graafiset laskimet, HDTV:t, kädessä pidettävät pelijärjestelmät jne.), ja sinun pitäisi löytää tietoja RAM-muistista. Vaikka kaikki RAM-muistit palvelevat pohjimmiltaan samaa tarkoitusta, nykyään käytetään yleisesti muutamia erilaisia tyyppejä:
- Staattinen RAM (SRAM)
- Dynaaminen RAM (DRAM)
- Synkroninen dynaaminen RAM (SDRAM)
- Single Data Rate Synchronous Dynamic RAM (SDR SDRAM)
- Kaksoisdatanopeuden synkroninen dynaaminen RAM (DDR SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4)
- Graphics Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM (GDDR SDRAM, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5)
- Flash-muisti
Mikä on RAM?
RAM on lyhenne sanoista Random Access Memory, ja se antaa tietokoneille virtuaalisen tilan, jota tarvitaan tiedon hallintaan ja ongelmien ratkaisemiseen tällä hetkellä. Voit ajatella sitä uudelleenkäytettävänä raaputuspaperina, jolle kirjoitat muistiinpanoja, numeroita tai piirroksia lyijykynällä. Jos paperilla loppuu tilaa, ansaitset enemmän pyyhkimällä pois tarpeettomat; RAM käyttäytyy samalla tavalla, kun se tarvitsee enemmän tilaa käsitelläkseen väliaikaisia tietoja (eli käynnissä olevia ohjelmistoja/ohjelmia). Suurempien paperien avulla voit raaputtaa enemmän (ja suurempia) ideoita kerralla ennen kuin sinun on poistettava; enemmän RAM-muistia tietokoneissa jakaa samanlaisen vaikutuksen.
RAM-muistia on eri muodoissa (eli tapa, jolla se fyysisesti liitetään tietokonejärjestelmiin tai liitetään niihin), kapasiteetit (mitataan megatavuina tai gigatavuina), nopeuksia (mitataan MHz tai GHz) ja arkkitehtuureja. Nämä ja muut näkökohdat on tärkeää ottaa huomioon päivitettäessä järjestelmiä RAM-muistilla, koska tietokonejärjestelmien (esim. laitteistojen, emolevyjen) on noudatettava tiukkoja yhteensopivuusohjeita. Esimerkki:
- Vanhemman sukupolven tietokoneet eivät todennäköisesti sovi uudempaan RAM-tekniikkaan
- Kannettavien muisti ei mahdu pöytäkoneisiin (ja päinvastoin)
- RAM ei aina ole taaksepäin yhteensopiva
- Järjestelmä ei yleensä voi yhdistää eri tyyppisiä/sukupolvia RAM-muistia yhteen
Staattinen RAM (SRAM)
- Aika markkinoilla: 1990-luvulta nykypäivään
- Suositut SRAM-muistia käyttävät tuotteet: Digitaalikamerat, reitittimet, tulostimet, LCD-näytöt
Yksi kahdesta perusmuistityypistä (toinen on DRAM), SRAM vaatii jatkuvaa tehovirtaa toimiakseen. Jatkuvan tehon vuoksi SRAM:ia ei tarvitse "päivittää" tallennettavien tietojen muistamiseksi. Tästä syystä SRAM:ia kutsutaan "staattiseksi" – mitään muutoksia tai toimia (esim. päivittämistä) ei tarvita tietojen säilyttämiseksi. SRAM on kuitenkin haihtuva muisti, mikä tarkoittaa, että kaikki tallennetut tiedot menetetään, kun virta katkaistaan.
SRAM-muistin (DRAM:iin verrattuna) käytön edut ovat pienempi virrankulutus ja nopeammat pääsynopeudet. SRAM-muistin käytön haitat (verrattuna DRAM-muistiin) ovat pienempi muistikapasiteetti ja korkeammat valmistuskustannukset. Näiden ominaisuuksien vuoksi SRAM-muistia käytetään tyypillisesti:
- CPU-välimuisti (esim. L1, L2, L3)
- Kiintolevypuskuri/välimuisti
- Digital-to-analog-muuntimet (DAC:t) näytönohjaimissa
Dynaaminen RAM (DRAM)
- Aika markkinoilla: 1970-luvulta 1990-luvun puoliväliin
- Suositut DRAM-muistia käyttävät tuotteet: Videopelikonsolit, verkkolaitteistot
Yksi kahdesta perusmuistityypistä (toinen on SRAM), DRAM vaatii ajoittain virran "päivittämistä" toimiakseen. Kondensaattorit, jotka tallentavat tietoja DRAM-muistiin, purkavat vähitellen energiaa; ei energiaa tarkoittaa, että tiedot katoavat. Tästä syystä DRAM-muistia kutsutaan "dynaamiseksi" - jatkuvaa muutosta tai toimintaa (esim. päivittämistä) tarvitaan tietojen säilyttämiseksi. DRAM on myös haihtuva muisti, mikä tarkoittaa, että kaikki tallennetut tiedot menetetään, kun virta katkaistaan.
DRAM-muistin käytön edut (verrattuna SRAM-muistiin) ovat alhaisemmat valmistuskustannukset ja suurempi muistikapasiteetti. DRAM-muistin käytön haittoja (vs. SRAM) ovat hitaammat pääsynopeudet ja suurempi virrankulutus. Näiden ominaisuuksien vuoksi DRAM-muistia käytetään tyypillisesti:
- Järjestelmämuisti
- Videografiikkamuisti
1990-luvulla kehitettiin Extended Data Out Dynamic RAM (EDO DRAM), jota seurasi sen kehitys Burst EDO RAM (BEDO DRAM). Nämä muistityypit houkuttelivat lisääntyneen suorituskyvyn/tehokkuuden ansiosta pienemmillä kustannuksilla. Teknologia kuitenkin vanhentui SDRAMin kehityksen myötä.
Synkroninen dynaaminen RAM (SDRAM)
- Aika markkinoilla: 1993 tähän päivään
- Suositut SDRAM-muistia käyttävät tuotteet: Tietokonemuisti, videopelikonsolit
SDRAM on DRAM-luokittelu, joka toimii tahdissa suorittimen kellon kanssa, mikä tarkoittaa, että se odottaa kellosignaalia ennen kuin vastaa tietojen syötteeseen (esim. käyttöliittymään). Sitä vastoin DRAM on asynkroninen, mikä tarkoittaa, että se reagoi välittömästi tietojen syöttämiseen. Synkronisen toiminnan etuna on kuitenkin se, että prosessori pystyy käsittelemään päällekkäisiä käskyjä rinnakkain, mikä tunnetaan myös nimellä "pipelining" - kyky vastaanottaa (lukea) uusi käsky ennen kuin edellinen käsky on täysin ratkaistu (kirjoitettu).
Vaikka liukuhihna ei vaikuta ohjeiden käsittelyyn kuluvaan aikaan, se mahdollistaa useamman ohjeen suorittamisen samanaikaisesti. Yhden luku- ja yhden kirjoituskäskyn käsittely kellojaksoa kohden johtaa korkeampiin suorittimen kokonaissiirto-/suorituskykynopeuksiin. SDRAM tukee liukuhihnaa, koska sen muisti on jaettu erillisiin pankkeihin, mikä johti siihen, että se suosii laajasti perus-DRAM:ia.
Single Data Rate Synchronous Dynamic RAM (SDR SDRAM)
- Aika markkinoilla: 1993 tähän päivään
- Suositut tuotteet, joissa käytetään SDR SDRAM -muistia: Tietokonemuisti, videopelikonsolit
SDR SDRAM on SDRAM-muistin laajennettu termi – nämä kaksi tyyppiä ovat yksi ja sama, mutta useimmiten niitä kutsutaan vain SDRAMiksi. "Yksittäinen tiedonsiirtonopeus" osoittaa, kuinka muisti käsittelee yhden luku- ja yhden kirjoituskäskyn kellojaksoa kohden. Tämä merkintä auttaa selventämään vertailuja SDR SDRAM:n ja DDR SDRAMin välillä:
DDR SDRAM on pohjimmiltaan toisen sukupolven SDR SDRAM -kehitys
Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM (DDR SDRAM)
- Aika markkinoilla: 2000 nykypäivään
- Suositut tuotteet, joissa käytetään DDR SDRAM -muistia: Tietokonemuisti
DDR SDRAM toimii kuten SDR SDRAM, vain kaksi kertaa nopeammin. DDR SDRAM pystyy käsittelemään kaksi luku- ja kaksi kirjoituskäskyä kellojaksoa kohden (siis "kaksois"). Vaikka DDR SDRAM on toiminn altaan samanlainen, siinä on fyysisiä eroja (184 nastaa ja yksi lovi liittimessä) verrattuna SDR SDRAM:iin (168 nastaa ja kaksi lovia liittimessä). DDR SDRAM toimii myös pienemmällä vakiojännitteellä (2,5 V 3,3 V:sta), mikä estää taaksepäin yhteensopivuuden SDR SDRAMin kanssa.
- DDR2 SDRAM on DDR SDRAM -muistin kehittyvä päivitys. Vaikka DDR2 SDRAM on edelleen kaksinkertainen datanopeus (käsittelee kahta luku- ja kahta kirjoituskäskyä kellojaksoa kohti), se on nopeampi, koska se voi toimia suuremmilla kellotaajuuksilla. Vakiomuotoiset (ei ylikellotetut) DDR-muistimoduulit saavuttavat 200 MHz:n, kun taas tavalliset DDR2-muistimoduulit ovat 533 MHz. DDR2 SDRAM toimii pienemmällä jännitteellä (1,8 V) ja enemmän nastoja (240), mikä estää taaksepäin yhteensopivuuden.
- DDR3 SDRAM parantaa suorituskykyä DDR2 SDRAM -muistiin verrattuna edistyneen signaalinkäsittelyn (luotettavuuden), suuremman muistikapasiteetin, pienemmän virrankulutuksen (1,5 V) ja korkeampien standardikellonopeuksien (jopa 800 MHz) ansiosta. Vaikka DDR3 SDRAM jakaa saman määrän nastoja kuin DDR2 SDRAM (240), kaikki muut tekijät estävät taaksepäin yhteensopivuuden.
- DDR4 SDRAM parantaa suorituskykyä DDR3 SDRAM -muistiin verrattuna edistyneemmällä signaalinkäsittelyllä (luotettavuudella), entistä suuremmalla muistikapasiteetilla, entistä pienemmällä virrankulutuksella (1,2 V) ja korkeammilla vakiokellonopeuksilla (jopa 1600 MHz). DDR4 SDRAM käyttää 288-nastaista kokoonpanoa, mikä estää myös taaksepäin yhteensopivuuden.
Graphics Double Data Rate synkroninen dynaaminen RAM (GDDR SDRAM)
- Aika markkinoilla: 2003 tähän päivään
- Suositut tuotteet, joissa käytetään GDDR SDRAM -muistia: Näytönohjaimet, jotkut tabletit
GDDR SDRAM on eräänlainen DDR SDRAM -muisti, joka on suunniteltu erityisesti videografiikan renderöintiin, tyypillisesti yhdessä näytönohjaimen erillisen GPU:n (grafiikkakäsittely-yksikön) kanssa. Nykyaikaisten PC-pelien tiedetään täyttävän uskomattoman realistiset teräväpiirtoympäristöt, jotka vaativat usein tiukkoja järjestelmätietoja ja parasta näytönohjainlaitteistoa pelatakseen (erityisesti käytettäessä korkearesoluutioisia 720p- tai 1080p-näyttöjä).
Samanlainen kuin DDR SDRAM, GDDR SDRAM:lla on oma kehityslinjansa (parantaa suorituskykyä ja vähentää virrankulutusta): GDDR2 SDRAM, GDDR3 SDRAM, GDDR4 SDRAM ja GDDR5 SDRAM
Vaikka jakaa hyvin samank altaisia ominaisuuksia DDR SDRAMin kanssa, GDDR SDRAM ei ole aivan sama. GDDR SDRAM:n toimintatavoissa on huomattavia eroja, erityisesti sen suhteen, kuinka kaistanleveyttä suositaan latenssin sijaan. GDDR SDRAM:n odotetaan käsittelevän v altavia määriä dataa (kaistanleveys), mutta ei välttämättä nopeimmilla nopeuksilla (latenssi); ajattele 16-kaistaista moottoritietä, jonka nopeus on 55 MPH. Vertailun vuoksi DDR SDRAM:lla odotetaan olevan alhainen latenssi vastatakseen välittömästi suorittimeen; ajattele 2-kaistaista moottoritietä, jonka nopeus on 85 MPH.
Flash-muisti
- Aika markkinoilla: 1984 tähän päivään
- Suositut flash-muistia käyttävät tuotteet: Digikamerat, älypuhelimet/tabletit, kädessä pidettävät pelijärjestelmät/lelut
Flash-muisti on eräänlainen haihtumaton tallennusväline, joka säilyttää kaikki tiedot virran katkaisun jälkeen. Nimestä huolimatta flash-muisti on muodoltaan ja toiminn altaan (ts. tallennus ja tiedonsiirto) lähempänä solid-state-asemia kuin edellä mainitut RAM-tyypit. Flash-muistia käytetään yleisimmin:
- USB-flash-asemat
- Tulostimet
- Kannettavat mediasoittimet
- Muistikortit
- Pieni elektroniikka/lelut
Usein kysytyt kysymykset
- Onko parasta RAM-tyyppiä? Ei ole, koska erityyppisillä RAM-muistilla on usein hyvin erilaisia sovelluksia. Mutta kotitietokoneiden käyttäjälle nykyään ylivoimaisesti paras vaihtoehto on DDR4.
- Nopein: DDR2. DDR3. tai DDR4? Jokainen RAM-sukupolvi parantaa edellistä, mikä tuo nopeampia nopeuksia ja lisää kaistanleveyttä. Kotitietokoneiden nopein RAM on helposti DDR4.
