Operačná pamäť je kľúčovou súčasťou každého počítača, ktorá slúži na krátkodobé alebo dlhodobé uloženie údajov. Medzi hlavné typy patrí ROM, Cache a RAM. Tento článok sa zameriava na typy pamätí, s dôrazom na Rambus DRAM (RDRAM) a ich miesto v histórii a súčasnosti vývoja pamäťových technológií.
Operačná pamäť a jej význam
Operačná pamäť, známa aj ako RAM (Random Access Memory), je pamäť s priamym prístupom, čo znamená, že prístup k jednotlivým pamäťovým bunkám je priamy a je možné na nich opakovane zapisovať a čítať informácie. V operačnej pamäti sa ukladajú dáta, ktoré procesor momentálne spracováva alebo ktoré bude potrebovať neskôr. Rýchlosť operačnej pamäte je oveľa vyššia ako rýchlosť iných pamäťových médií, ako napríklad pevný disk. Beží v nej operačný systém a ostatné spustené programy a procesy. Veľkosť a výkon operačnej pamäte majú priamy vplyv na to, koľko a akých programov môžete naraz spustiť.
Typy pamätí
ROM (Read-Only Memory)
ROM je pamäť určená výlučne na čítanie údajov, pričom ich prepísanie nie je možné. Tento typ pamäte potrebuje BIOS na uloženie základnej nemennej časti systému. S BIOSom úzko súvisí Flash pamäť, kde sa ukladá meniteľná časť systému, aby ju bolo možné ďalej modernizovať. Obe sú uložené priamo na základnej doske.
Cache (Vyrovnávacia pamäť)
Cache slúži na vyrovnanie rýchlostí dvoch zariadení, ktoré medzi sebou komunikujú. Pre vnútornú potrebu procesorov je aj najrýchlejšia operačná pamäť príliš pomalá, preto sú procesory vybavené malou vnútornou cache pamäťou. Na začiatku išlo len o jednu pamäť s malou kapacitou (desiatky kB). Neskôr pribudla potreba zrýchľovať aj prísun údajov z operačnej do vyrovnávacej pamäte. L2 cache máva obvykle kapacitu rádovo stoviek kB. V poslednej dobe môžeme sledovať vznik vyrovnávacej pamäte tretej úrovne, ktorá urýchľuje prenos údajov medzi operačnou pamäťou a L2 cache. Čím väčšia je vyrovnávacia pamäť, tým menej často musí procesor pristupovať so žiadosťou o informácie a príkazy do hlavnej pamäte, čo má za následok vyšší výkon systému.
RAM (Random Access Memory)
RAM je vlastná operačná pamäť počítača, ktorú procesor využíva na dočasné ukladanie údajov, s ktorými práve pracuje (inštrukcie programu). Je uložená na základnej doske vo forme prídavných kariet. Vývoj pamäťových modulov prešiel viacerými fázami:
Prečítajte si tiež: Mäso, zelenina a chudnutie
- DRAM (Dynamic RAM)
- SDRAM (Synchronous Dynamic RAM)
- DDR (Double Data Rate) RAM má dvojnásobný dátový tok medzi pamäťou a procesorom oproti starším SDRAM.
- RDRAM (Rambus DRAM) - RIMM moduly.
Rambus DRAM (RDRAM)
Technológia a koncepcia výroby, ktorá stojí v pozadí za Rambus DRAM, nie je v mnohom odlišná od súčasných SDRAM pamätí. RDRAM nemení spôsob, akým sú dáta počas strojového cyklu adresované pamäti. Nemení ani iné princípy a zásady fungovania RAM-iek, dokonca aj spôsob ukladania dát a následného čítania z tejto pamäte zostáva rovnaký ako je tomu u ostatných SDRAM. Rambus DRAM dosahuje svoj výkon použitím akéhosi medzičlánku, umiestneného buď na pamäťových moduloch samotných alebo na radiči systémovej pamäti.
Rambus sa stal verejne známejšou firmou približne v roku 1997 a od svojho založenia (roku 1990) je samostatným súkromným podnikom. Rambus má teda svoju minulosť a nevznikol len pre potreby čipovej sady i820, ktorá ako prvá začala využívať nový typ pamätí z jeho produkcie. Technológia RDRAM nie je žiadnou novinkou a dožíva sa momentálne už svojej tretej generácie. Prešla vývojom od Basic RDRAM, cez Concurrent RDRAM až po dnešnú Direct Rambus DRAM.
Výkonnejšie rozhranie Rambusu musí byť podporované nielen na strane pamäťových RIMM modulov, ale aj na strane čipovej sady.
Vlastnosti RDRAM
- RIMM moduly: RDRAM využíva RIMM (Rambus In-line Memory Module) moduly.
- Vždy v páre: Tieto pamäte sa vždy používajú v páre. Pokiaľ sú pripojené len dva moduly RAM, dopĺňajú sa prázdne prepojovacie moduly.
- Vysoká prenosová rýchlosť: Pamäte RIMM s taktovacou frekvenciou 2x533MHz majú priepustnosť 4,2GB/s - čo majú vo svojom označení RIMM 4200.
S podporou týchto pamätí prišiel Intel, čo by malo hovoriť o ich rýchlom rozšírení aj pre ich vysokú prenosovú rýchlosť. Tomu ale stále bráni ich príliš vysoká cena oproti pamätiam DDRAM a nedokázaný veľký nárast výkonu užívateľských aplikácií.
Vývoj a generácie RDRAM
Technológia RDRAM prešla niekoľkými vývojovými fázami:
Prečítajte si tiež: Pizza Západ: Kompletný prehľad
- Basic RDRAM: Prvá generácia RDRAM.
- Concurrent RDRAM: Vylepšená verzia s vyššou efektivitou.
- Direct Rambus DRAM: Najpokročilejšia generácia RDRAM.
Ďalšie typy pamätí a technológie
DDR (Double Data Rate) RAM
DDR RAM má dvojnásobný dátový tok medzi pamäťou a procesorom oproti starším SDRAM. Ide o evolúciu SDRAM, ktorá priniesla zvýšenie prenosovej rýchlosti.
DDR2, DDR3 a DDR4
Ďalší vývoj viedol k DDR2, DDR3 a DDR4 pamätiam, ktoré prinášajú ďalšie zlepšenia v rýchlosti, spotrebe energie a kapacite. V súčasnosti sa takmer výlučne používajú modely DDR3, v niektorých netbookoch a starších počítačoch DDR2. Čoskoro by však mali nastúpiť nové DDR4 moduly. Novšia pamäť je rýchlejšia (frekvencia aj dátová priepustnosť), má nižšiu spotrebu vďaka vyššej hustote integrácie a je dostupná aj vo väčších kapacitách.
Dual Channel a Triple Channel
Tieto technológie sú zamerané na zníženie latencie a zvýšenie dátovej priepustnosti RAM zrýchlením komunikácie medzi samotnou pamäťou a jej radičom. Vyžaduje podporu základnou doskou i procesorom, navyše musia byť v počítači umiestnené minimálne dva (tri pri Triple Channel) pamäťové moduly rovnakej veľkosti, frekvencie a ďalších parametrov. Reálny nárast výkonu je však diskutabilný, rozhodne nie dvojnásobný. Niektoré zdroje dokonca uvádzajú zvýšenie priepustnosti len o 5 %.
Základné parametre pamätí
Kapacita
Udáva sa počtom slov (slovo = byte (B)). Dnešné minimum u bežných notebookoch je 3 GB, obvykle sa stretávame s kapacitou 4 GB. Čím viacej operačnej pamäte, tým viac môžete naraz spustiť programov. Najviac operačnej pamäte pohltí webový prehliadač, počítačové hry a operačný systém.
Organizácia pamäti
Udáva počet bitov v slove.
Prečítajte si tiež: Mäso v každodennej strave: Ako to ovplyvňuje vaše zdravie.
Vybavovacia rýchlosť
Je určená časom medzi požiadavkom čítať údaje a okamihom, keď sú potrebné údaje k dispozícii.
Napájacie napätie
Niektoré pamäte potrebujú až tri napájacie napätia.
Frekvencia
Môže byť uvádzaná frekvenciou alebo dátovou priepustnosťou, dnes sa stretávame skôr s prvou možnosťou. DDR2 pamäte sú dostupné do rýchlosti 1 066 MHz, DDR3 od 1 066 do 2 000 MHz, očakávané DDR4 budú ešte rýchlejšie. Frekvencia pamäte interpretuje jej výkon a teda čím je vyššia, tým lepšie. Pokiaľ zvolíte rýchlejšiu RAM, než podporujú ostatné komponenty počítača, vôbec to nevadí.
Praktické aspekty výberu operačnej pamäte
Kompatibilita
Podporovaný formát a prevedenie záleží od základnej dosky a procesora, čo je pri skladaní stolného počítača nutné overiť.
Kapacita a operačný systém
Nezabúdajte, že pre adresovanie viac ako 3 GB RAM je potrebný 64-bitový operačný systém. Pokiaľ chcete na počítači hrať aj náročnejšie hry či spúšťať veľké množstvo programov súčasne, budete samozrejme potrebovať viac pamäte, avšak 4 GB by mali úplne stačiť.
Správa operačnej pamäte
Pomerne výrazným „žrútom“ RAM môže byť aj zdieľaná grafická karta. Lepší pohľad na vaše hospodárenie s operačnou pamäťou získate v správcovi úloh. V prípade, že RAM úplne zaplníte a ďalší program už sa nemá kde spustiť, nastáva pomerne veľký problém. Pri starších počítačoch to znamenalo pád systému, novšie majú o niečo lepšiu techniku. Pri plnej RAM sa dáta programov ukladajú na pevný disk, ktorý je však neporovnateľne pomalší, čo sa aj viditeľne prejavuje trhaním.