Peaaegu iga andmetöötlusvõimeline seade vajab RAM-i. Heitke pilk oma lemmikseadmele (nt nutitelefonid, tahvelarvutid, lauaarvutid, sülearvutid, graafikakalkulaatorid, HDTV-d, pihuarvutimängusüsteemid jne) ja peaksite leidma teavet RAM-i kohta. Kuigi kogu RAM täidab põhimõtteliselt sama eesmärki, on tänapäeval tavaliselt kasutusel mõned erinevat tüüpi:
- Staatiline RAM (SRAM)
- Dünaamiline RAM (DRAM)
- Sünkroonne dünaamiline RAM (SDRAM)
- Ühe andmeedastuskiirusega sünkroonne dünaamiline RAM (SDR SDRAM)
- Kahekordse andmeedastuskiirusega sünkroonne dünaamiline RAM (DDR SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4)
- Graafika kahekordse andmeedastuskiirusega sünkroonne dünaamiline RAM (GDDR SDRAM, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5)
- Välkmälu
Mis on RAM?
RAM tähistab muutmälu ja see annab arvutitele virtuaalse ruumi, mis on vajalik teabe haldamiseks ja probleemide lahendamiseks. Võite seda pidada korduvkasutatavaks kriimustuspaberiks, millele kirjutaksite pliiatsiga märkmeid, numbreid või jooniseid. Kui teil saab paberil ruumi otsa, teenite rohkem, kustutades selle, mida te enam ei vaja; RAM käitub samamoodi, kui see vajab ajutise teabega tegelemiseks (st tarkvara/programmide käitamiseks) rohkem ruumi. Suuremad paberitükid võimaldavad teil enne kustutamist korraga rohkem (ja suuremaid) ideid välja kritseldada; rohkem RAM-i arvutites jagab sarnast efekti.
RAM on erineva kujuga (st viis, kuidas see füüsiliselt arvutisüsteemidega ühendub või nendega liidestub), võimsust (mõõdetakse MB või GB), kiirust (mõõdetakse MHz või GHz) ja arhitektuuri. Neid ja muid aspekte on RAM-iga süsteemide uuendamisel oluline arvestada, kuna arvutisüsteemid (nt riistvara, emaplaadid) peavad järgima rangeid ühilduvusjuhiseid. Näiteks:
- Vanema põlvkonna arvutid ei sobi tõenäoliselt uuemat tüüpi RAM-tehnoloogiaga
- Sülearvuti mälu ei mahu lauaarvutitesse (ja vastupidi)
- RAM ei ole alati tagasiühilduv
- Süsteem ei saa üldiselt kombineerida ja sobitada eri tüüpi/põlvkondi RAM-i
Staatiline RAM (SRAM)
- Turul olev aeg: 1990ndatest tänapäevani
- SRAM-i kasutavad populaarsed tooted: Digikaamerad, ruuterid, printerid, LCD-ekraanid
Üks kahest põhimälutüübist (teine on DRAM), vajab SRAM toimimiseks pidevat toitevoolu. Pideva toite tõttu ei pea SRAM-i salvestatavate andmete meeldejätmiseks "värskendama". Seetõttu nimetatakse SRAM-i staatiliseks – andmete puutumatuks hoidmiseks pole vaja mingeid muudatusi ega toiminguid (nt värskendamist). SRAM on aga muutlik mälu, mis tähendab, et kõik salvestatud andmed lähevad pärast toite väljalülitamist kaotsi.
SRAM-i kasutamise eelised (võrreldes DRAM-iga) on väiksem energiatarve ja kiirem juurdepääsukiirus. SRAM-i (vs. DRAM) kasutamise puudused on väiksem mälumaht ja kõrgemad tootmiskulud. Nende omaduste tõttu kasutatakse SRAM-i tavaliselt:
- CPU vahemälu (nt L1, L2, L3)
- Kõvaketta puhver/vahemälu
- Digitaal-analoogmuundurid (DAC-id) videokaartidel
Dünaamiline RAM (DRAM)
- Turul olev aeg: 1970. aastatest 1990. aastate keskpaigani
- Populaarsed DRAM-i kasutavad tooted: Videomängukonsoolid, võrguriistvara
Üks kahest põhimälutüübist (teine on SRAM), vajab DRAM toimimiseks perioodilist toite värskendamist. DRAM-i andmeid salvestavad kondensaatorid tühjendavad järk-järgult energiat; energia puudumine tähendab, et andmed kaovad. Seetõttu nimetatakse DRAM-i dünaamiliseks – andmete puutumatuks säilitamiseks on vaja pidevat muutmist või tegevust (nt värskendamist). DRAM on ka muutlik mälu, mis tähendab, et kõik salvestatud andmed lähevad pärast toite väljalülitamist kaotsi.
DRAM-i (võrreldes SRAM-iga) kasutamise eelised on madalamad tootmiskulud ja suurem mälumaht. DRAM-i kasutamise miinused (vs. SRAM) on aeglasem juurdepääsukiirus ja suurem energiatarve. Nende omaduste tõttu kasutatakse DRAM-i tavaliselt:
- Süsteemimälu
- Videograafikamälu
1990ndatel töötati välja Extended Data Out Dynamic RAM (EDO DRAM), millele järgnes selle areng Burst EDO RAM (BEDO DRAM). Need mälutüübid olid atraktiivsed tänu suuremale jõudlusele/tõhususele madalamate kuludega. SDRAM-i arendamine muutis tehnoloogia aga aegunuks.
Sünkroonne dünaamiline RAM (SDRAM)
- Turul olemise aeg: 1993 kuni praeguseni
- Populaarsed SDRAM-i kasutavad tooted: Arvutimälu, videomängukonsoolid
SDRAM on DRAM-i klassifikatsioon, mis töötab sünkroonis protsessori kellaga, mis tähendab, et see ootab enne andmesisendile (nt kasutajaliidesele) reageerimist kellasignaali. Seevastu DRAM on asünkroonne, mis tähendab, et see reageerib andmete sisestamisele kohe. Kuid sünkroonse töö eeliseks on see, et protsessor suudab paralleelselt töödelda kattuvaid käske, mida tuntakse ka kui "konveieritööd" – võime vastu võtta (lugeda) uus käsk enne, kui eelmine käsk on täielikult lahendatud (kirjutatud).
Kuigi konveier ei mõjuta juhiste töötlemiseks kuluvat aega, võimaldab see täita rohkem juhiseid üheaegselt. Ühe lugemis- ja ühe kirjutamiskäsu töötlemine taktitsükli kohta suurendab CPU üldist edastus-/jõudlust. SDRAM toetab konveierimist, kuna selle mälu on jagatud eraldi pankadeks, mistõttu eelistati see laialdaselt põhi-DRAM-ile.
Ühe andmeedastuskiirusega sünkroonne dünaamiline RAM (SDR SDRAM)
- Turul olemise aeg: 1993 kuni praeguseni
- Populaarsed SDR SDRAM-i kasutavad tooted: Arvutimälu, videomängukonsoolid
SDR SDRAM on SDRAM-i laiendatud termin – need kaks tüüpi on üks ja sama, kuid enamasti nimetatakse neid lihts alt SDRAM-iks. "Ühekordne andmeedastuskiirus" näitab, kuidas mälu töötleb ühte lugemis- ja ühte kirjutamiskäsku taktitsükli kohta. See märgistus aitab selgitada SDR SDRAM-i ja DDR SDRAM-i võrdlusi:
DDR SDRAM on sisuliselt SDR SDRAM-i teise põlvkonna arendus
Kahekordse andmeedastuskiirusega sünkroonne dünaamiline RAM (DDR SDRAM)
- Turul olev aeg: 2000 kuni praeguseni
- Populaarsed tooted, mis kasutavad DDR SDRAM-i: Arvuti mälu
DDR SDRAM töötab nagu SDR SDRAM, ainult kaks korda kiiremini. DDR SDRAM on võimeline töötlema kahte lugemis- ja kahte kirjutamiskäsku ühe taktitsükli kohta (seega "topelt"). Kuigi funktsioonilt sarnane, on DDR SDRAM-il füüsilisi erinevusi (184 kontakti ja üks sälk pistikul) võrreldes SDR SDRAM-iga (168 kontakti ja kaks sälku pistikul). DDR SDRAM töötab ka madalama standardpingega (2,5 V 3,3 V asemel), mis takistab tagasiühilduvust SDR SDRAM-iga.
- DDR2 SDRAM on DDR SDRAM-i evolutsiooniline täiendus. Kuigi DDR2 SDRAM on endiselt kahekordne andmeedastuskiirus (töötleb kahte lugemis- ja kahe kirjutamiskäsku kellatsükli kohta), on DDR2 SDRAM kiirem, kuna see võib töötada suurema taktsagedusega. Tavaliste (mitte ülekiirendatud) DDR-mälumoodulite sagedus on 200 MHz, standardsete DDR2-mälumoodulite puhul aga 533 MHz. DDR2 SDRAM töötab madalama pingega (1,8 V) ja rohkemate kontaktidega (240), mis takistab tagasiühilduvust.
- DDR3 SDRAM parandab jõudlust võrreldes DDR2 SDRAM-iga tänu täiustatud signaalitöötlusele (usaldusväärsusele), suuremale mälumahule, väiksemale energiatarbimisele (1,5 V) ja kõrgematele standardsetele taktsagedustele (kuni 800 Mhz). Kuigi DDR3 SDRAM jagab sama arvu kontakte kui DDR2 SDRAM (240), takistavad kõik muud aspektid tagasiühilduvust.
- DDR4 SDRAM parandab jõudlust võrreldes DDR3 SDRAM-iga tänu täiustatud signaalitöötlusele (usaldusväärsusele), veelgi suuremale mälumahule, veelgi väiksemale energiatarbimisele (1,2 V) ja kõrgematele standardsetele taktsagedustele (kuni 1600 Mhz). DDR4 SDRAM kasutab 288 kontaktiga konfiguratsiooni, mis takistab ka tagasiühilduvust.
Graafika kahekordse andmeedastuskiirusega sünkroonne dünaamiline RAM (GDDR SDRAM)
- Turul olev aeg: 2003 kuni praeguseni
- Populaarsed tooted, mis kasutavad GDDR SDRAM-i: Videograafikakaardid, mõned tahvelarvutid
GDDR SDRAM on teatud tüüpi DDR SDRAM, mis on spetsiaalselt loodud videograafika renderdamiseks, tavaliselt koos videokaardil oleva spetsiaalse GPU-ga (graafikaprotsessoriga). Kaasaegsed arvutimängud pakuvad teadaolev alt uskumatult realistlikku kõrglahutusega keskkonda, mille mängimiseks on sageli vaja kopsakaid süsteemispetsifikatsioone ja parimat videokaardi riistvara (eriti 720p või 1080p kõrge eraldusvõimega kuvarite kasutamisel).
Sarnaselt DDR SDRAM-ile on GDDR SDRAM-il oma evolutsiooniline rida (parandab jõudlust ja vähendab energiatarbimist): GDDR2 SDRAM, GDDR3 SDRAM, GDDR4 SDRAM ja GDDR5 SDRAM
Hoolimata sellest, et DDR SDRAM-iga on väga sarnased omadused, ei ole GDDR SDRAM täpselt sama. GDDR SDRAM-i toimimises on märkimisväärseid erinevusi, eriti seoses sellega, kuidas ribalaiust eelistatakse latentsusele. Eeldatakse, et GDDR SDRAM töötleb tohutul hulgal andmemahtusid (ribalaius), kuid mitte tingimata kõige kiirematel kiirustel (latentsus); mõtle 16-realisele kiirteele, mille kiirus on 55 miili tunnis. Võrreldes eeldatakse, et DDR SDRAM-i latentsusaeg on CPU-le koheselt reageerimiseks väike; mõtle kaherealisele kiirteele, mille kiirus on 85 miili tunnis.
Välkmälu
- Turul olev aeg: 1984 kuni praeguseni
- Populaarsed välkmälu kasutavad tooted: Digikaamerad, nutitelefonid/tahvelarvutid, käeshoitavad mängusüsteemid/mänguasjad
Välkmälu on teatud tüüpi püsiv andmekandja, mis säilitab pärast toite väljalülitamist kõik andmed. Vaatamata nimele on välkmälu vormilt ja toimimise (st salvestuse ja andmeedastuse) poolest lähedasem pooljuhtketastele kui eelmainitud RAM-i tüübid. Välkmälu kasutatakse kõige sagedamini:
- USB-mälupulgad
- Printerid
- Kaasaskantavad meediapleierid
- Mälukaardid
- Väike elektroonika/mänguasjad
Korduma kippuvad küsimused
- Kas on olemas parimat tüüpi RAM? Ei ole, sest erinevatel RAM-i tüüpidel on sageli väga erinevad rakendused. Koduse arvutikasutaja jaoks on aga tänapäeval parim valik DDR4.
- Kõige kiirem: DDR2. DDR3. või DDR4? Iga RAM-i põlvkond täiustab eelmist, tuues lauale suurema kiiruse ja suurema ribalaiuse. Koduse andmetöötluse kontekstis on kiireim RAM lihts alt DDR4.
