RAM-Speicher - alles, was Sie wissen müssen [technische Informationen]

RAM ist neben der CPU und dem Motherboard eine der Hauptkomponenten unseres PCs. Beide werden von uns in den entsprechenden Artikeln sehr gut erklärt. Dieses Mal machen wir dasselbe mit den RAM-Speichermodulen. Es geht nicht nur um das gewünschte GB, sondern auch darum, welche Geschwindigkeit das Board unterstützt, welche kompatibler sind oder welche Hauptmerkmale wir kennen sollten. Wir werden das alles im folgenden Artikel sehen, also fangen wir an!

Am Ende hinterlassen wir Ihnen eine Anleitung mit den empfohlenen RAM-Speichern im aktuellen Szenario, um den Artikel nicht zu lang zu machen.

Inhaltsverzeichnis

Was ist die Funktion von RAM in einem PC?

Der RAM (Random Access Memory) ist der Speicher, in den alle Anweisungen und Aufgaben geladen werden, aus denen die Programme bestehen und die vom Prozessor verwendet werden. Es handelt sich um einen Direktzugriffsspeicher, da Daten an jedem verfügbaren Speicherort in einer vom System vorgegebenen Reihenfolge gelesen oder geschrieben werden können. Der RAM nimmt Informationen direkt vom Hauptspeicher auf, Festplatten, die viel langsamer sind als er, wodurch Engpässe bei der Datenübertragung zur CPU vermieden werden.

Der aktuelle RAM-Speicher ist vom Typ DRAM oder Dynamic RAM, da er ein Spannungssignal benötigt, damit die darin gespeicherten Daten nicht verschwinden. Wenn wir den PC ausschalten und kein Strom vorhanden ist, wird alles, was darin gespeichert ist, gelöscht. Diese Speicher sind am billigsten, wenn ein Informationsbit für jeden Transistor und Kondensator (Zelle) gespeichert wird.

Es gibt einen anderen Speichertyp, einen SRAM oder einen statischen RAM, der nicht aktualisiert werden muss, da das Informationsbit auch ohne Strom gespeichert bleibt. Die Herstellung ist teurer und erfordert mehr Platz, sodass sie kleiner sind, beispielsweise der CPU-Cache. Eine andere statische Variante sind die SSD-Speicher, obwohl sie NAND-Gatter verwenden, billiger, aber viel langsamer als die Cache-SRAMs.

Kurzer Überblick über die Geschichte

Wir werden einen sehr kurzen Überblick über die Entwicklung des RAM-Speichers geben, bis wir die aktuelle Generation von DDR oder Double Data Rate erreichen.

Magnetkern-RAM-Speicher

Alles beginnt um 1949 mit Speichern, in denen jedes Bit mit einem Magnetkern gespeichert wurde. Dieser Kern war nicht mehr als ein paar Millimeter Toroid, aber im Vergleich zu integrierten Schaltkreisen riesig, so dass sie nur eine sehr geringe Kapazität hatten. Als 1969 Halbleiter auf Siliziumbasis (Transistoren) eingesetzt wurden, schuf Intel einen 1024- Byte- RAM, der als erster auf den Markt gebracht wurde. Ab 1973 wurde die Technologie und damit die Kapazität der Speicher weiterentwickelt, sodass Erweiterungssteckplätze für die modulare Installation von SIPP- und späteren SIMM- Speichern verwendet werden mussten .

Die nächsten Speicher waren der FPM-RAM (Fast Page Mode RAM) im Jahr 1990 und für den ersten Intel 486 mit einer Geschwindigkeit von 66 MHz bei etwa 60 ns. Das Design bestand darin, eine einzige Adresse senden und im Gegenzug mehrere dieser aufeinander folgenden Adressen empfangen zu können.

BEDO RAM

Danach erschienen EDO-RAM (Extended Data Output RAM) und BEDO-RAM (Burst Extended…). Ersteres war in der Lage, Datendaten zu empfangen und zu senden, wodurch 320 MB / s erreicht wurden, die vom Pentium MMX und AMD K6 verwendet wurden. Letztere konnten auf verschiedene Speicherstellen zugreifen, um Datenbursts (Burt) in jedem Taktzyklus an den Prozessor zu senden, obwohl sie nie kommerzialisiert wurden.

Damit haben wir die Ära der SDRAM- Speicher (Synchronous Dynamic RAM) erreicht, die mit einer internen Uhr synchronisiert sind, um Daten zu lesen und zu schreiben. Sie erreichten 1200 MHz mit dem berühmten Rambus (RD-RAM). Danach erschien das SDR-SDRAM (Single Data Rate-SDRAM) als Vorgänger des aktuellen DDR. Diese Speicher wurden direkt mit der Systemuhr verbunden, so dass sie in jedem Taktzyklus jeweils eine Daten lesen und schreiben konnten.

Evolution zur DDR

DDR oder Double Data Rate ist die aktuelle Technologie des RAM-Speichers, die je nach Geschwindigkeit und Kapselung in 4 Generationen auftritt. Mit ihnen wurde die DIMM-Kapselung verwendet, die nicht nur eine, sondern zwei gleichzeitige Datenoperationen im selben Taktzyklus aufwies, wodurch sich die Leistung verdoppelte.

DDR

Die ersten DDR-Versionen lieferten Übertragungsgeschwindigkeiten von 200 MHz bis 400 MHz. Sie verwendeten die DIMM- Kapselung von 182 Kontakten bei 2, 5 V. Es ist wichtig, zwischen Busfrequenz und Übertragungsfrequenz (E / A) gut zu unterscheiden, da Wenn Sie mit zwei Daten gleichzeitig arbeiten, ist die Übertragungsfrequenz doppelt so hoch wie die Busfrequenz. Zum Beispiel: Ein DDR-400 verfügt über einen 200-MHz-Bus und eine 400-MHz-Übertragung.

DDR2, DDR3 und DDR4

Mit DDR2 wurden die in jeder Operation übertragenen Bits gleichzeitig von 2 auf 4 verdoppelt, so dass sich auch die Übertragungsfrequenz verdoppelte. In der DIMM-Kapselung hatte es 240 Kontakte bei 1, 8 V. Die DDR-1200 waren mit einer Taktfrequenz von 300 MHz, einer Busfrequenz von 600 MHz und einer Übertragungsgeschwindigkeit von 1200 MHz die schnellsten.

Die 3. und 4. Generation waren einfach Verbesserungen gegenüber der vorherigen, mit weniger Spannung und höherer Frequenz, wenn die Größe der Transistoren abnimmt. Durch Erhöhen der Frequenz wird auch die Latenz erhöht, obwohl es sich um schnellere Speicher handelt. DDR3s behielten ein 240-Pin-DIMM bei 1, 5 V bei, obwohl es nicht mit DDR2s kompatibel war, während DDR4s bei 1, 35 V auf 288-Pin anstiegen und derzeit eine Übertragung von 4800 oder 5000 MHz erreichten.

In den folgenden Abschnitten werden wir uns viel besser auf DDR4 konzentrieren, die derzeit Heimgeräte und Server verwenden.

Häufig verwendete Schnittstellentypen und wo sie zu finden sind

Wir haben bereits eine gute Vorstellung von den RAM-Speichern, die im Laufe der Geschichte durch Computer zirkuliert haben. Konzentrieren wir uns also auf die aktuellen Speicher und sehen, welche Arten der Kapselung in den verschiedenen Geräten zu finden sind.

Derzeit wird die DIMM -Kapselung (Dual In-Line Memory Module) verwendet, die aus einer doppelten Reihe von Kupferkontaktstiften besteht, die direkt an die doppelseitige Kante der Speicherplatine geklebt sind.

RAM DIMM (Desktop-Computer)

Diese Art der Kapselung wird immer auf Desktop-orientierten Motherboards verwendet. Das Paket enthält 288 Kontakte für DDR4 und 240 für DDR3. Im zentralen Bereich, der zu einer Seite hochgezogen ist, haben wir eine Matrize, um die korrekte Platzierung des Speichers in dem vertikalen Steckplatz auf der Platine sicherzustellen. Die Betriebsspannungen reichen von 1, 2 V bis 1, 45 V bei maximalen Frequenzen.

SO-DIMM RAM (tragbare Geräte)

Dies ist die kompakte Version des vorherigen Doppelkontakts. In den aktuellen Versionen von DDR4 finden wir 260 Kontakte in Steckplätzen, die horizontal statt vertikal angeordnet sind. Aus diesem Grund wird dieser Steckplatztyp vor allem auf Laptops und auch auf Servern mit DDR4L- und DDR4U-Speichern verwendet. Diese Speicher arbeiten normalerweise mit 1, 2 V, um den Verbrauch im Vergleich zu Desktop-Computern zu verbessern.

Platinengelöteter RAM-Speicher

Direktindustrie

Auf der anderen Seite haben wir die Speicherchips, die direkt an Bord gelötet sind, eine Methode ähnlich den BGA-Sockeln von Laptop-Prozessoren. Diese Methode wird in besonders kleinen Geräten wie HTPC oder Smartphones mit LPDDR4-Speichern mit einem Verbrauch von nur 1, 1 V und Frequenzen von 2133 MHz verwendet

Dies tritt auch im Fall von RAM auf, das derzeit GDDR5- und GDDR6-Chips verwendet, deren Geschwindigkeit DDR4 überlegen ist und die direkt auf die Leiterplatte gelötet werden.

Derzeit vorhandene Arten von RAM-Speicher und Kapselungen

Technische Eigenschaften, die wir über RAM-Speicher wissen sollten

Nachdem wir gesehen haben, wie und wo es angeschlossen ist, sehen wir uns die Hauptmerkmale an, die unter Berücksichtigung des Arbeitsspeichers zu berücksichtigen sind. All diese Faktoren werden im technischen Datenblatt des von uns gekauften Moduls aufgeführt und beeinflussen dessen Leistung.

Architektur

Die Architektur kann man sagen, dass es die Art und Weise ist , wie die Speicher mit den verschiedenen Elementen kommunizieren, mit denen sie verbunden sind, offensichtlich der CPU. Wir haben derzeit die DDR- Architektur in Version 4, die in der Lage ist, vier Informationszellen in zwei gleichzeitigen Operationen in jedem Taktzyklus zu schreiben und zu lesen.

Kleinere Transistoren und Kondensatoren erleichtern das Arbeiten bei niedrigeren Spannungen und höheren Geschwindigkeiten mit Energieeinsparungen von bis zu 40% im Vergleich zu DDR3. Die Bandbreite wurde ebenfalls um 50% verbessert und erreicht Geschwindigkeiten von bis zu 5000 MHz. In diesem Sinne werden wir keine Zweifel haben, der zu kaufende Speicher wird immer DDR4 sein.

Kapazität

Dies ist das Pint mit 1 TB RAM

Diese DDR4-Speicher haben kleinere Transistoren innerhalb der Speicherbänke und folglich eine höhere Zelldichte. Im selben Modul können wir derzeit bis zu 32 GB haben. Je größer die Kapazität, desto mehr Programme können in den Speicher geladen werden und haben weniger Zugriff auf die Festplatte.

Sowohl aktuelle AMD- als auch Intel-Prozessoren unterstützen maximal 128 GB, begrenzt durch die Kapazität des Motherboards und seiner Steckplätze. Tatsächlich beginnen Hersteller wie G-Skill damit, 256-GB-Kits zu vermarkten, die an 8 Erweiterungssteckplätze für Serverplatinen der nächsten Generation und eine begeisterte Produktreihe angeschlossen sind. In jedem Fall sind 16 oder 32 GB heute der Trend für Heimcomputer und Spiele.

Geschwindigkeit

Wenn wir in aktuellen Erinnerungen von Geschwindigkeit sprechen, müssen wir drei verschiedene Maße unterscheiden.

• Taktfrequenz: Diese Frequenz entspricht der Bildwiederholfrequenz der Speicherbänke. Busfrequenz: Derzeit ist sie viermal so hoch wie die Taktfrequenz, da DDR4s in jedem Taktzyklus mit 4 Bit arbeiten. Diese Geschwindigkeit spiegelt sich in Programmen wie CPU-Z in "DRAM-Frequenz" wider. Übertragungsgeschwindigkeit: Dies ist die effektive Geschwindigkeit, die von Daten und Transaktionen erreicht wird und die in DDR doppelt so hoch ist, wenn ein Doppelbus vorhanden ist. Diese Messung gibt den Modulen den Namen, z. B. PC4-2400 oder PC4600.

Und hier ein Beispiel: Ein PC4-3600-Speicher hat eine Taktrate von 450 MHz, während sein Bus mit 1800 MHz arbeitet, was zu einer Geschwindigkeit von 3600 MHz führt.

Wenn wir über die Geschwindigkeit der Vorteile eines Motherboards oder RAM sprechen, beziehen wir uns immer auf die Übertragungsgeschwindigkeit.

Latenz

Die Latenz ist die Zeit, die der RAM benötigt, um eine von der CPU gestellte Anforderung zu bedienen. Je höher die Frequenz, desto länger die Latenz, obwohl die Geschwindigkeit die Module trotz höherer Latenz immer schneller macht. Die Werte werden in Taktzyklen oder Uhren gemessen.

Latenzen werden in der Form XXX-XX dargestellt. Lassen Sie uns anhand eines typischen Beispiels, einer 3600-MHz-DDR4 mit CL 17-17-17-36, sehen, was jede Zahl bedeutet :

Feld	Beschreibung
CAS-Latenz (CL)	Dies sind die Taktzyklen, da eine Spaltenadresse an den Speicher gesendet wird und der Beginn der darin gespeicherten Daten. Es ist die Zeit, die benötigt wird, um das erste Speicherbit eines RAM zu lesen, wobei die richtige Zeile bereits geöffnet ist.
Verzögerung von RAS zu CAS (tRCD)	Die Anzahl der Taktzyklen, die erforderlich sind, seit eine Speicherzeile geöffnet und auf die darin enthaltenen Spalten zugegriffen wird. Die Zeit zum Lesen des ersten Bits eines Speichers ohne aktive Zeile beträgt CL + TRCD.
RAS-Vorladezeit (tRP)	Die Anzahl der Taktzyklen, die seit dem Senden eines Preload-Befehls und dem Öffnen der nächsten Zeile erforderlich sind. Die Zeit zum Lesen des ersten Bits eines Speichers, wenn eine andere Zeile geöffnet ist, ist CL + TRCD + TRP
Aktive Zeilenzeit (tRAS)	Die Anzahl der Taktzyklen, die zwischen einem Zeilentriggerbefehl und dem Senden des Vorladebefehls erforderlich sind. Dies ist die Zeit, die zum internen Aktualisieren einer Zeile benötigt wird, die sich mit TRCD überschneidet. In SDRAM-Modulen (Syncronous Dynamic RAM, das Übliche) ist dieser Wert einfach CL + TRCD. Ansonsten ist es ungefähr gleich (2 * CL) + TRCD.

Diese Register können im BIOS berührt werden, obwohl es nicht ratsam ist, die Werkseinstellungen zu ändern, da die Integrität des Moduls und der Chips beeinträchtigt wird. Im Fall von Ryzen gibt es ein sehr nützliches Programm namens RAM Calculator, das uns je nach Modul die beste Konfiguration mitteilt.

Spannung

Die Spannung ist einfach der Spannungswert, bei dem das RAM-Modul arbeitet. Wie bei anderen elektronischen Bauteilen wird zum Erreichen der Frequenz umso mehr Spannung benötigt, je höher die Geschwindigkeit ist.

Ein DDR4-Modul mit Grundfrequenz (2133 MHz) arbeitet mit 1, 2 V, aber wenn wir mit JEDEC-Profilen übertakten, müssen wir diese Spannung auf ungefähr 1, 35 bis 1, 36 V erhöhen.

ECC und Nicht-ECC

Diese Begriffe erscheinen häufig in den Spezifikationen des Arbeitsspeichers und auch auf der Hauptplatine. ECC (Error Correcting Code) oder Code of Correction of Errors auf Spanisch ist ein System, bei dem der RAM ein zusätzliches Informationsbit in den Übertragungen hat, um Fehler zwischen den vom Speicher und vom Prozessor übertragenen Daten zu erkennen.

Je höher die Geschwindigkeit, desto anfälliger ist ein System für Fehler, und dafür gibt es ECC- und Nicht-ECC-Speicher. In unseren Heim-PCs werden jedoch immer solche vom Typ Nicht-ECC verwendet, dh ohne Fehlerkorrektur. Die anderen sind für Computer wie Server und professionelle Umgebungen gedacht, in denen geänderte Bits korrigiert werden können, ohne dass Daten im Betrieb verloren gehen. Nur Prozessoren und Serverprozessoren der Intel- und AMD Pro-Serie unterstützen den ECC-Speicher.

Datenbus: Dual- und Quad-Channel

Für diese Eigenschaft machen wir besser einen unabhängigen Abschnitt, da dies eine sehr wichtige Funktion in aktuellen Speichern ist und die Leistung eines Speichers stark beeinflusst. Lassen Sie uns zunächst sehen, welche verschiedenen Busse ein RAM mit der CPU kommunizieren muss.

• Datenbus: Leitung, über die der Inhalt der in der CPU zu verarbeitenden Befehle zirkuliert. Es ist heute 64 Bit. Adressbus: Die Anforderung von Daten erfolgt über eine Speicheradresse. Es gibt einen speziellen Bus, um diese Anforderungen zu stellen und zu identifizieren, wo die Daten gespeichert sind. Steuerbus: Spezifischer Bus, der von RAM-Lese-, Schreib-, Takt- und Rücksetzsignalen verwendet wird.

Die Dual Channel- oder Dual Channel- Technologie ermöglicht den gleichzeitigen Zugriff auf zwei verschiedene Speichermodule. Anstatt einen 64-Bit-Datenbus zu haben, wird dieser auf 128 Bit dupliziert, damit mehr Anweisungen bei der CPU ankommen. Die in die CPU integrierten Speichercontroller (North Bridge) haben diese Kapazität , solange die Module mit dem gleichfarbigen DIMM auf der Karte verbunden sind. Andernfalls arbeiten sie unabhängig voneinander.

Auf Karten mit dem X399- Chipsatz von AMD und dem X299 von Intel kann mit bis zu vier Modulen parallel gearbeitet werden, dh mit Quad Channel, wobei ein 256-Bit-Bus generiert wird. Dazu müssen diese Speicher in ihren Spezifikationen diese Kapazität haben.

Die Leistung ist so überlegen, dass es besser ist, zwei 8-GB-Module mit zwei 8-GB-Modulen zu verwenden, wenn wir 16 GB RAM in unserem PC haben, als ein einzelnes 16-GB-Modul.

Übertaktungs- und JEDEC-Profile

RAM kann wie jede andere elektronische Komponente übertaktet werden. Dies bedeutet, dass die Frequenz über die vom Hersteller selbst festgelegten a priori-Grenzwerte hinaus erhöht wird. Obwohl es wahr ist, dass diese Praxis für den Benutzer viel kontrollierter und eingeschränkter ist als zum Beispiel Grafikkarten oder Prozessoren.

Tatsächlich erfolgt das Übertakten des RAM-Speichers seit seiner Erstellung direkt durch den Hersteller auf kontrollierte Weise über Frequenzprofile , die wir aus dem BIOS unseres Computers auswählen können. Dies wird als benutzerdefinierte JEDEC-Profile bezeichnet. JEDEC ist eine Organisation, die die grundlegenden Spezifikationen festgelegt hat, die RAM-Speicherhersteller sowohl hinsichtlich der Häufigkeit als auch der Latenz erfüllen müssen.

Auf Benutzerebene verfügen wir über eine im BIOS des Motherboards implementierte Funktionalität, mit der wir das maximale Betriebsprofil auswählen können, das das Board und die Speicher unterstützen. Je höher die Häufigkeit des Profils ist, desto höher sind die Latenzen, und all dies wird im Profil gespeichert. Wenn wir es auswählen, erhalten wir einen perfekten Betrieb, ohne die Häufigkeit oder die Zeiten manuell berühren zu müssen. Für den Fall, dass eine Karte diese Profile nicht unterstützt, konfiguriert sie die Grundfrequenz des RAM, dh 2133 MHz in DDR4 oder 1600 MHz in DDR3.

Intel hat die Technologie XMP (Extreme Memory Profiles), das System, das wir erwähnt haben, um immer das höchste Leistungsprofil des von uns installierten RAM zu verwenden. AMDs heißen DOCP und ihre Funktion ist genau dieselbe.

Wissen Sie, welche, wie viel und welche Art von RAM ich benötige

Nachdem Sie die wichtigsten Merkmale und Konzepte des Arbeitsspeichers kennengelernt haben, kann es sehr hilfreich sein zu wissen, wie viel Arbeitsspeicher wir unterstützen und mit welcher Geschwindigkeit er erreicht werden kann. Darüber hinaus ist es hilfreich zu kaufen, um zu wissen, welchen RAM wir derzeit auf unserem Computer installiert haben.

Wenn wir einen HTPC haben, wird die Aufgabe nicht viel Früchte tragen, da es sich im Allgemeinen um Computer handelt, die nur eine geringe Aktualisierung der Module ermöglichen, da sie auf die Platine gelötet sind. Dies müssten wir in den technischen Daten des betreffenden Geräts prüfen oder direkt öffnen und eine Augenuntersuchung durchführen, die wir nicht empfehlen, da wir die Garantie verlieren.

Bei Laptops gibt es in fast allen Computern eine Konstante: Wir haben zwei SO-DIMM-Steckplätze, die maximal 32 oder 64 GB RAM bei 2666 MHz unterstützen. Die Frage wird sein, ob ein oder zwei Module darin installiert sind. Bei Desktop-Computern wird es etwas variabler sein, obwohl wir fast immer 4 DIMMs haben, die je nach Karte mehr oder weniger Geschwindigkeit unterstützen. Der Schlüssel, um zu wissen, was unser PC unterstützt, besteht darin, die technischen Daten der Karte zu sehen, während die Eigenschaften des von uns installierten RAM auf die Installation der kostenlosen CPU-Z-Software beschränkt sind.

Hier sind die Artikel, die Sie in jedem Detail interessieren:

Kompatibilität: Immer ein wichtiger Faktor im RAM-Speicher

Manchmal wird es zu einem echten Problem, den RAM mit der besten Kompatibilität für unseren Computer zu finden. Dies geschah eher in früheren Prozessorgenerationen und insbesondere in der AMD Ryzen der ersten Generation, die einige Inkompatibilitäten aufwies.

Derzeit gibt es für bestimmte CPUs noch geeignetere Speicher als andere, was auf die Art des verwendeten Chips zurückzuführen ist. Wenn wir zum Beispiel über Quad Channel für Ryzen, ECC-Speicher für Pro-Range-Prozessoren usw. sprechen. Bei Intel-Prozessoren verbrauchen sie praktisch den Speicher, den wir darauf gespeichert haben. Dies ist eine sehr gute Sache, da Marken wie Corsair, HyperX, T-Force oder G.Skill eine optimale Kompatibilität gewährleisten.

Beim AMD Ryzen der 2. und 3. Generation werden wir auch keine größeren Probleme haben, obwohl die Corsair- oder G.Skill-Module normalerweise die größte Wette für sie sind, insbesondere bei den Samsung-Chips. Insbesondere die Dominator-Serie der ersten und die Trident-Reihe der zweiten. Es ist immer gut, die technischen Daten auf der offiziellen Website zu lesen, um diese Informationen im Voraus zu erfahren.

In einem vollständigen Artikel erfahren Sie Schritt für Schritt, wie Sie die Kompatibilität zwischen allen Komponenten eines PCs ermitteln.

Fazit und Leitfaden zum besten RAM-Speicher auf dem Markt

Schließlich hinterlassen wir Ihnen unseren Leitfaden zu RAM-Speichern, in dem wir die interessantesten Modelle auf dem Markt für Intel und AMD mit ihren Spezifikationen und mehr zusammenstellen. Wenn Sie eine Erinnerung kaufen möchten, ist dies das Beste, was wir haben, damit Sie Ihr Leben nicht zu sehr komplizieren.

Welchen RAM verwenden Sie und mit welcher Geschwindigkeit? Wenn Sie wichtige Informationen zum RAM vermissen, hinterlassen Sie uns einen Kommentar, um den Artikel zu aktualisieren.