Pamięć operacyjna RAM
RAM (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 (w przeciwieństwie do pamięci o dostępie sekwencyjnym, np. rejestrów przesuwnych). Nazwa ta ze względów historycznych oznacza tylko te rodzaje pamięci o bezpośrednim dostępie, które mogą być też zapisywane przez procesor, a wyklucza 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 głownie jako pamięć operacyjna komputera, jako pamięć niektórych komponentów (procesorów specjalizowanych) komputera (np. kart graficznych, dźwiękowych, itp.), jako pamięć danych sterowników mikroprocesorowych.
Współczesna pamięć RAM jest realizowana sprzętowo w postaci układów scalonych występujących w różnych technologiach lub jako fragmenty bardziej złożonych scalonych układów cyfrowych (np. pamięć cache L1 procesora, a ostatnio także L2) oraz w postaci różnych modułów, znajdujących głównie zastosowanie w komputerach. Wyróżnia się pamięci trwałe (NVRAM) i ulotne.
Rozwój modułów pamięci używanych w komputerach PC
| Wygląd |
Typ obudowy Typ pamięci |
Użycie | Rok |
|---|---|---|---|
 |
DIP — |
PC, XT, AT | 1981 |
| SIPP — |
286, AT, 386 | ||
| SIMM (30-pinowe) — |
Niektóre 286, 386, 486 | ||
| SIMM (72-pinowe) — |
486, Pentium | ||
| DIMM SDR SDRAM |
Niektóre Pentium, Pentium II, Pentium III | ||
| RIMM Rambus |
Pentium IV- po niecałym roku produkcji wycofane z powodu opłat licencyjnych oraz mniejszej niż zamierzano wydajności | ||
| DIMM DDR SDRAM |
Pentium IV, Athlon, Duron | ||
 |
DIMM DDR2 |
Pentium IV, Pentium D, Intel Core 2, Athlon 64, Sempron |
SIPP (Single Inline Pin Package) jest drugą generacją pamięci DRAM, która powstała w wyniku zapotrzebowania na rynku na łatwy w montażu na płycie głównej rodzaj pamięci RAM. Układ SIPP używał 30 pinów wzdłuż obrzeża i wyeliminował potrzebę aby każdy chip DRAM był montowany idywidualnie. SIPP zrewolucjonizował sposób w jaki komputery osobiste (PC) używały pamięci RAM ponieważ znacznie szybciej można go było zmienić na inny model.
SIMM (Single Inline Memory Module) jest to następna po SIPP generacja pamięci DRAM.
Istotną innowacją w układzie SIMM było to, że nie posiadał od wystających elementów tzw. pinów tak jak w poprzedniej wersji DRAM, którą był SIPP, ponieważ były one umieszczone na powierzchni płytki montażowej. Inną ważną zmianą było też takie fizyczne ukształtowanie płytki pamięci SIMM, aby nie było można zainstalować jej niewłaściwie. Technicznie pomogło to wyeliminować możliwość potencjalnych uszkodzeń w trakcie montażu układu pamięci na płycie głównej.
SDR SDRAM ( Single Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory) - to pamięć dynamiczna, (dawniej nazywana po prostu SDRAM, po wprowadzeniu techologii DDR SDRAM został dodany przedrostek SDR) synchroniczna, zbudowana na kondensatorach i tranzystorach. Synchroniczna, ponieważ działa ona zgodnie z przebiegiem taktu zegara procesora (współpraca z magistralą systemową). Pamięć SDR SDRAM jest taktowana częstotliwościami 66, 100 i 133 MHz. Produkowane były kości 32, 64, 128, 256 i 512 MB. Produkcja zostala zaprzestana z powodu pojawienia sie DDR - szybszych i wydajniejszych pamięci.
RIMM ( Rambus Inline Memory Module) – jeden z rodzajów kości pamięci komputerowej, na którym umieszczone są układy scalone z pamięcią Rambus DRAM (RDRAM).
Najpopularniejsze kości typu RIMM:
- 160-pinowe, stosowane SO-RIMM
- 184-pinowe, stosowane RIMM 16-bitowe
- 232-pinowa, stosowane RIMM 32-bitowe
- 326-pinowa, stosowane RIMM 64-bitowe
Kości 16-bitowe pamięci RIMM na płytach głównych muszą być montowane w parach, kości 32-bitowe mogą być instalowane pojedynczo. Każde niewykorzystane gniazdo pamięci na płycie głównej (ang. slot) musi być zamknięte specjalną zaślepką.Kości pamięci RIMM wyposażone są w radiator, konieczny do odprowadzania nadmiaru ciepła.
DDR SDRAM ( Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory) – rodzaj pamięci typu RAM stosowana w komputerach jako pamięć operacyjna oraz jako pamięć kart graficznych.
Produkcję pamięci DDR SDRAM rozpoczęto w 1999 roku. Jest ona modyfikacją dotychczas stosowanej pamięci SDRAM (Synchronous DRAM). W pamięci typu DDR SDRAM dane przesyłane są w czasie trwania zarówno rosnącego jak i opadającego zbocza zegara, przez co uzyskana została dwa razy większa przepustowość niż w przypadku konwencjonalnej SDRAM typu PC-100 i PC-133. Kości zasilane są napięciem 2,5 V a nie 3,3 V co, wraz ze zmniejszeniem pojemności wewnątrz układów pamięci, powoduje znaczące ograniczenie poboru mocy.
Pamięci te budowane są w obudowach TSOP jak i BGA i mogą wytrzymać temperaturę do 70°C. Kości przeznaczone dla płyt głównych zawierające moduły DDR SDRAM posiadają 184 styki kontaktowe i jeden przedział (w odróżnieniu do SDRAM, który ma ich 168 oraz dwa przedziały).
Stosowane są dwa rodzaje oznaczeń pamięci DDR SDRAM. Mniejszy (np. PC-200) mówi o częstotliwości, z jaką działają kości. Natomiast większy (np. PC1600) mówi o teoretycznej przepustowości jaką mogą osiągnąć. Szerokość magistrali pamięci wynosi 64 bity. Przepustowość obliczana jest metodą:
- PC-200 (PC-1600) – 64 bity * 2 * 100 MHz = 1600 MB/s
- PC-266 (PC-2100) – 64 bity * 2 * 133 MHz = 2133 MB/s
- PC-333 (PC-2700) – 64 bity * 2 * 166 MHz = 2700 MB/s
- PC-400 (PC-3200) – 64 bity * 2 * 200 MHz = 3200 MB/s
DDR2 SDRAM ( Double Data Rate 2 Synchronous Dynamic Random Access Memory) – to kolejny po DDR standard pamięci RAM typu SDRAM, stosowany w komputerach jako pamięć operacyjna.Pamięć DDR2 charakteryzuje się wyższą efektywną częstotliwością taktowania (533, 667, 800, 1066 MHz) oraz niższym poborem prądu. Podobnie jak DDR pamięć DDR2 wykorzystuje do przesyłania danych wznoszące i opadające zbocze sygnału zegarowego.Pamięci DDR2 budowane są w obudowach FBGA (Fine-pitch Ball Grid Array). Potrafią pracować w temperaturze do 70°C.Moduły pamięci DDR2 nie są kompatybilne z modułami DDR. Obecnie DDR2 obsługiwane są zarówno przez procesory firmy Intel jak i AMD.
Istnieją dwa sposoby oznaczania modułów pamięci DDR2. Pierwszy z nich (np. PC2-533) mówi o prędkości modułu. Natomiast drugi (np. PC2-6400) mówi o przepustowości. Przepustowość obliczana jest w sposób identyczny jak dla pamięci DDR:
- PC2-3200 to: 64 bity * 2 * 200MHz = 3200MB/s
- PC2-4200 to: 64 bity * 2 * 266MHz = 4200MB/s
- PC2-5200 to: 64 bity * 2 * 333MHz = 5200MB/s
- PC2-6400 to: 64 bity * 2 * 400MHz = 6400MB/s
- PC2-8000 to: 64 bity * 2 * 500MHz = 8000MB/s
Różnice w stosunku do DDR
- Moduły zasilane są napięciem 1,8V zamiast 2,5V.
- Układy terminujące zostały przeniesione z płyty głównej do wnętrza pamięci (ang. ODT, On Die Termination). Zapobiega to powstaniu błędów wskutek transmisji odbitych sygnałów.
- DDR2 przesyła 4 bity w ciągu jednego taktu zegara (DDR tylko 2).
- Podwojona prędkość układu wejścia/wyjścia (I/O) pozwala na obniżenie prędkości całego modułu bez zmniejszania jego przepustowości.
- Liczba styków została zwiększona ze 184 do 240.
- Wycięcia w płytce pamięci umieszczone są w różnych miejscach, w celu zapobiegnięcia podłączenia niewłaściwych kości.