RAM

Datorns minne är känd som arbetsminne, primärminne eller bara RAM-minne. Datorns minne är ett tillfälligt och flyktigt lagringsutrymme som innehåller instruktioner och data. Det är den konstanta arbetsrelation mellan processor och primärminnet som namnet arbetsminne grundar sig i.

RAM används ofta som benämning på olika typer av läs- och skrivbart (Read Write Memory) minne, vilket motsvarar lagring/skrivande och läsning/hämtning av instruktioner och data. Förkortningen RAM, Random Access Memory, syftar på att dess innehållet kan läsas/skrivas till på ”slumpartad” sätt och inte sekventiellt (en efter den andra o.s.v.).

Bild 1: Dators minne utveckling

Förutom RAM finns det andra typer av minne som datorn och liknande maskiner använder därmed delas de i två grupper:

  • RAM är ett ”flyktig” minne därmed dess innehåll är inte ”permanent”, innehållet försvinner utan strömförsörjning.
  • ROM, eller ”read – only memory, ” är ” ett icke – flyktigt minne därmed dess innehåll är ”permanent”.
    • I denna grupp kan nämnas PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM) och EEPROM (Electrically Erasable PROM)
    • Dessa minnen kan inte användas på samma sätt som RAM-minnet eftersom de inte kan skrivas till, åtminstone inte utan speciella åtgärder. Flashminne är en vidareutveckling av EEPROM.

Historik

Det fanns från början två grundläggande typer av RAM-minne. Dessa var DRAM (dynamiskt RAM-minne) samt SRAM (statiskt RAM-minne), båda flyktiga minne. DRAM behöver uppdateras tusentals gånger per sekund medan SRAM har inte samma behov och på så sätt blir det snabbare än DRAM. Lagringskapacitet skiljer sig mellan SRAM och DRAM, SRAM håller sig mindre och oftast används som cacheminne.

SRAM, Static RAM utvecklades först av Intel 1969. Bolagets första framgångsrika produkt var 64 bitars bipolär höghastighetståg RAM chip, den kallades 3130 Shottky modellen. Samma år senare införde Intel ett nytt RAM-chip som kunde hantera 256 bitar data, modell 1101.

Under 1970-1971, samarbetade Intel och Honeywell för att producera den första dynamiska RAM chip (modell 1102), men misslyckades med marknadsföringen. Utvecklingen av modellen 1103 var dock den innovativa RAM chip som bytt lagringssätt på datorminnet, den blev mest sålda chip på marknaden, enligt CPU Zone (information av äldre system).

RAM minnets storleken

Storleken på RAM-minnet avgörs av hur mycket tillfälliga data som datorn kan lagra/läsa och hur snabbt minnet fungerar. I allmänhet, kommer datorns processor att arbeta snabbare än RAM minnet. RAM minnet delas upp i små lagringsenheter som kallas ”minnesceller” där lagras energy kodad antingen som etta eller nolla. Mängder av dessa ettor och nollor utgör minnets lagringskapacitet som mäts typiskt i gigabyte. RAM minnets hastighet påverkas också av hur snabbt datorn själv hanterar minnet. RAM minnets hastighet mäts i megahertz (MHz). Idag har vi snabba RAM- minne exempelvis DDR4 288-pin med frekvenser från 1660 till 3200 MHz och högre.

DDR SDRAM

DDR SDRAM är en akronym för Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory. DDR SDRAM åstadkommer en högre brandbredd än vanliga SDRAM genom att överföra data på både stigande och fallande fas av klockcykeln. Detta innebär att dataöverföringshastigheten fördubblas utan att behöva öka klockfrekvensen på front size bussen. Till exempel ett DDR system dubblerar SDRAM minneshastigheten 166 MHz till klockcykelfrekvens på 333 MHz.

DDR, DDR2, DDR3, DDR4 och DDR5 bygger på SDRAM arkitektur, vilket innebär att de använder en klocksignal för att synkronisera sitt arbete. DDR minnen överför två data bitar per klockcykel därmed dubbleras arbetet men behålls hastigheten. 

Bild 2: DDR4 4500 16 GB Corsair PC4-36000 

DDR minnen har som standard namn efter en viss format: DDRxyyyy (x=generation, yyyy=frekvensen), men dessa minnen får ett annat namn på deras moduler: PCx-zzzz (x=generation, zzzz=maximalt överföringshastighet betecknat som bytes per sekund). Genom att multiplicera med 8 kan ett DDR minnesmodul betecknas PCx-zzzz.

Till exempel:

  • DDR2-800 blir 800 x 8 = 6400 då PC2-6400
  • DDR3-1333 blir 1333 (1333,25) x 8 = 10666 då PC3-10666
  • DDR4-4500 blir 4500 x 8 = 36000 då PC4-36000.

Observera att fullständigt namn DDR SDRAM förkortas oftast till DDR och kallas endast RAM.

Data överförs med 8 bytes åt gången vilket ger DDR RAM en överföringshastighet på: minnesbussens klockcykel × 2 (dubbla hastigheten) × 8 (antal bytes som överförs). På ett system med en bussfrekvens på 166 MHz ger DDR-minnet en maximal överföringshastighet på 2656 Mbytes/s:

166 106 1/sekund x 2 x 8 Bytes = 166x2x8 106 1/sekundxBytes = 2565 MB/s

  • Den första DDR minne har kockfrekvenser mellan 100-200MHz.
  • DDR2 ökade klockfrekvensen och har klockfrekvenser mellan 200-1066 MHz
  • DDR3 ökade också frekvensen och har klockfrekvenser mellan 800-2133 MHz
  • DDR4 ökade också frekvensen och har klockfrekvenser mellan 2133-3200 MHz.
  • DDR5

OBS: DDR minnesmoduler är inte kompatibla med varandra mest på grund av spänningsnivåer (från 3,3 v – DDR till 1,2 v – DDR4) och deras anslutningar.