Pamięci RAM: specyfikacje, typy, rodzaje

 

Liczba pojedynczych kości zawartych w zestawie RAM. Jedna kość zajmuje jedno gniazdo na płycie głównej, dlatego aby zainstalować cały zestaw, liczba wolnych gniazd musi być równa lub większa niż liczba kości.

Jeżeli w zestawie jest parzysta liczba kości, może dla nich być dostępny tryb pracy w parze. Ten tryb znacznie zwiększa prędkość, jednak nie jest obsługiwany przez wszystkie modele płyt głównych, więc w każdym konkretnym przypadku ten szczegół należy wyjaśnić osobno.

Obecnie na rynku dostępne są następujące warianty: jedna kość, zestaw z 2 szt., zestaw z 4 szt., zestaw z 8 szt.

Parametr określający fizyczne wymiary modułu pamięci, a także liczbę i położenie na nim styków. Obecnie najpopularniejsze współczynniki kształtu to:

- DIMM. Klasyczne pełnowymiarowe paski pamięci stosowane głównie w komputerach stacjonarnych. Liczba pinów wynosi zwykle od 168 do 240.

- SODIMM(Small Outline Dual In-Line Memory Module). Mniejsza wersja modułu DIMM, przeznaczona do użytku w komputerach przenośnych, takich jak laptopy i tablety. Liczba pinów waha się od 72 do 200.

- FBDIMM(Fully Buffered Dual In-Line Memory Module). Moduły pamięci o zwiększonej niezawodności dzięki zastosowaniu w konstrukcji bufora (patrz "Obsługa buforowania (Registered)). Najczęściej używane w serwerach. Zewnętrznie są one podobne do 240-pinowych modułów DIMM, lecz nie są z nimi kompatybilne.

Rodzaj pamięci używanej w module (modułach). Parametr ten bezpośrednio określa kompatybilność z płytą główną: ta ostatnia musi obsługiwać ten sam rodzaj pamięci, do której należy kostka, ponieważ różne typy nie są ze sobą kompatybilne. Na dzień dzisiejszy konkretne warianty mogą być następujące: przestarzała, ale jeszcze gdzieś wykorzystywana pamięć DDR2, przechodząca do historii DDR3, współczesna DDR4 oraz nowa DDR5.

— DDR2. Druga generacja pamięci RAM z podwojoną prędkością przesyłu, wydana w 2003 roku. Dziś taka pamięć jest prawie całkowicie wyparta przez bardziej zaawansowane standardy DDR3 i DDR4, a obsługę DDR2 można znaleźć tylko w przestarzałym komputerze stacjonarnym lub laptopie.

- DDR3. Trzecia generacja pamięci RAM z podwojoną prędkością przesyłu, wydana w 2007 roku. W porównaniu do DDR2 ma wyższą prędkość działania i mniejsze zużycie energii. Ten standard jest stopniowo zastępowany przez DDR4, lecz obsługa DDR3 wciąż występuje w stosunkowo prostych i niedrogich płytach głównych.

- DDR4. Dalszy rozwój standardu DDR, który w 2014 roku zastąpił DDR3. Zapewnia w szczególności wzrost przepustowości (w przyszłości nawet do 25,6 GB/s) oraz niezawodność przy jednoczesnym zmniejszeniu zużycia energii.

- DDR5. Marsz piątej generacji standardu DDR rozpoczął się na przełomie lat 2020-2021. Zap...ewnia około 2x większą wydajność podsystemu pamięci i wzrost przepustowości w porównaniu z DDR4. Zamiast jednego 64-bitowego kanału danych, DDR5 używa pary niezależnych kanałów 32-bitowych, które działają z 16-bajtowymi pakietami i umożliwiają dostarczanie 64 bajtów informacji za takt w każdym kanale. Nowe moduły pamięci wymagają napięcia 1,1 V, a maksymalna pojemność jednej kostki DDR5 może osiągnąć imponujące 128 GB.

Liczba ranków, przewidziana w kości pamięci.

Rankiem w tym przypadku nazywany jest jeden moduł logiczny - zestaw mikroukładów o łącznej bitowości 64 bity. Jeżeli istnieje więcej niż jeden rank, oznacza to, że na jednym fizycznym module zaimplementowanych jest kilka modułów logicznych, które naprzemiennie wykorzystują kanał transmisji danych. Podobna konfiguracja jest używana w celu uzyskania dużej ilości pamięci RAM przy ograniczonej liczbie gniazd na poszczególne kości. Jednocześnie należy powiedzieć, że w przypadku komputerów domowych rank pamięci można zignorować - a dokładniej, wystarczą im moduły jednostronne. Lecz w przypadku serwerów i wydajnych stacji roboczych dostępne są rozwiązania dwu-, cztero-, a nawet ośmiostronne.

Zwróć uwagę, że przy ceteris paribus, większa liczba ranków pozwala na osiągnięcie dużych pojemności, jednak wymaga większej mocy obliczeniowej i zwiększa obciążenie systemu.

Częstotliwość taktowania modułu RAM.

Im wyższy ten wskaźnik, tym szybciej pracuje pamięć RAM, przy innych parametrach równych, tym wyższa jest jej wydajność w grach i innych aplikacjach wymagających dużej ilości zasobów. Z drugiej strony wysoka częstotliwość taktowania ma odpowiedni wpływ na koszt. Dodatkowo, aby wykorzystać wszystkie możliwości pamięci, płyta główna, do której podłączony jest moduł, musi obsługiwać odpowiednią częstotliwość.

Najpopularniejsze są moduły o częstotliwości 3200 i 3600 MHz - są to uniwersalne konie robocze. Są też skromniejsze warianty - na przykład 2400, 2666, 2800, 2933, 3000 MHz. Oraz bardziej zaawansowane do poważniejszych zadań - 3866, 4000, 4800, 5200 MHz, 5600 MHz. Dostępne są również moduły wysokiej częstotliwości 6000 i 6400 MHz.

Ilość informacji, które moduł pamięci może odebrać lub przesłać w ciągu jednej sekundy. Szybkość pamięci i odpowiednio jej cena zależy bezpośrednio od przepustowości. Jednocześnie jest to dość specyficzny parametr, który dotyczy głównie systemów o wysokiej wydajności - gier i stacji roboczych, serwerów itp. Jeśli moduł pamięci RAM jest kupowany do zwykłego systemu domowego lub biurowego, można zignorować parametr przepustowości.

Termin ten odnosi się do czasu (a dokładniej liczby cykli pamięci), który upływa od żądania przez procesor odczytu danych do udostępnienia dostępu do pierwszej komórki zawierającej wybrane dane. Opóźnienie CAS to jeden z timingów (więcej szczegółów „Schemat taktowania pamięci”, tam parametr ten jest oznaczony jako CL) - co oznacza, że wpływa on na wydajność: im niższe CAS, tym szybciej ten moduł pamięci działa. Co prawda, dotyczy to tylko jednej i tej samej częstotliwości zegara (więcej szczegółów, patrz tamże.).

Obecnie na rynku dostępne są moduły pamięci o następujących opóźnieniach CAS: 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24, 30, 32, 36, 38, 40, 42, 46.

Timing to termin, który odnosi się do czasu potrzebnego do zakończenia operacji. Aby zrozumieć schemat taktowania, należy wiedzieć, że strukturalnie pamięć RAM składa się z banków (od 2 do 8 na moduł), z których każdy z kolei ma wiersze i kolumny, jak tabela; przy dostępie do pamięci najpierw wybierany jest bank, następnie wiersz, a następnie kolumna. Diagram czasowy pokazuje czas potrzebny na wykonanie czterech głównych operacji podczas pracy pamięci RAM i jest zwykle zapisany czterocyfrowo w formacie CL-Trcd-Trp-Tras, gdzie

CL to minimalne opóźnienie między otrzymaniem polecenia odczytu danych a rozpoczęciem ich transmisji;

Trcd to minimalny czas między wybraniem wiersza a wybraniem w nim kolumny;

Trp to minimalny czas na zamknięcie linii, to znaczy opóźnienie między podanym sygnałem a faktycznym zamknięciem. Jednocześnie można otworzyć tylko jedną linię bankową; przed otwarciem następnej linii należy zamknąć poprzednią.

Tras - minimalny czas aktywności linii, czyli najkrótszy czas, po którym linia może otrzymać polecenie zamknięcia po jej otwarciu.

Czas w schemacie taktowania jest mierzony w cyklach zegara, więc rzeczywista wydajność pamięci zależy nie tylko od schematu taktowania, lecz także od częstotliwości zegara. Na przykład pamięć ze schematem 8-8-8-24 i częstotliwością zegara 1600 MHz będzie działać z taką samą szybkością jak pamięć ze schematem 4-4-4-12 i częstotliwością 800 MHz - w obu przypadkach schemat...timingów, wyrażany w nanosekundach, będzie wynosić 5-5-5-15.

Napięcie nominalne wymagane do działania modułu pamięci. Wybierając pamięć należy zwrócić uwagę na to, aby odpowiednie napięcie obsługiwane było przez płytę główną.

Rodzaj chłodzenia przewidziany w konstrukcji pamięci RAM.

— Brak chłodzenia. Brak specjalnego chłodzenia jest typowy dla modułów pamięci o małej i średniej mocy - nie wydzielają one tak dużo ciepła, żeby trzeba było je specjalnie odprowadzać.

— Radiator. Urządzenie w postaci metalowej konstrukcji z charakterystyczną żebrowaną powierzchnią – taki kształt zwiększa obszar kontaktu z powietrzem, co z kolei poprawia przenoszenie ciepła. Najprostszy rodzaj systemów chłodzenia pod względem wydajności jest gorszy od radiatora z chłodnicą, a tym bardziej od obiegu wody (patrz poniżej), lecz nie generuje hałasu, nie zużywa dodatkowej energii i nie wymaga dodatkowego zasilania lub rur. A wspomniana wydajność wystarcza nawet dla dość potężnych modułów RAM.

— Radiator z chłodnicą. Chłodzenie radiatorowe (patrz wyżej), uzupełnione przez jednostkę z wentylatorem (wentylatorami) do wymuszonego obiegu powietrza. Ten dodatek znacznie zwiększa wydajność radiatora, może być stosowany nawet w dość mocnych zestawach RAM. Z drugiej strony wentylator generuje hałas w czasie pracy i znacznie zwiększa zużycie energii.

— Chłodzenie wodne. Chłodzenie w postaci ciekłego wymiennika ciepła połączonego z wodnym obiegiem chłodzącym systemu komputerowego. Charakterystyczną cechą zewnętrzną takiego chłodzenia są dwie charakterystyczne rury. Systemy wodne są bardzo sku...teczne i nadają się nawet do najbardziej mocnych i „gorących” kości, jednak są trudne do podłączenia i wymagają drogiego sprzętu zewnętrznego, dlatego są stosowane głównie wśród topowych modeli RAM, w których w zasadzie nie można obejść się bez takiego chłodzenia. Należy pamiętać, że niektóre z tych modeli mogą również działać „na sucho”, bez wody, lecz nie jest to zalecane - przy dużych obciążeniach mogą wystąpić awarie.

— Ciekłe powietrze. Zgodnie z nazwą ta odmiana polega na zastosowaniu jednocześnie dwóch rodzajów chłodzenia - powietrznego (radiatora) i wodnego. Na temat każdego patrz wyżej, lecz warto zauważyć, że chłodzenie wodne w tym przypadku może być zapewnione w formie nieco „niekompletnej” - nie w postaci rurek do podłączenia do ogólnego obwodu chłodzącego, lecz w postaci szczelnej kapsuły z cieczą przewodzącą ciepło. Pod względem wydajności takie systemy są oczywiście zauważalnie gorsze od klasycznych systemów cieczowych - ale nie wymagają one skomplikowanego połączenia; a kapsuła tak czy inaczej poprawia sprawność chłodnicy i wygląda nietypowo.

Rozmiar kości pamięci na wysokość; wysokość w tym przypadku oznacza, jak bardzo kość wystaje z płyty głównej.

Istnieją dwa główne warianty modułów: moduły o standardowej i niskiej wysokości („niski profil” i „bardzo niski profil”). Pierwszy typ przeznaczony jest do zwykłych komputerów stacjonarnych, drugi - do kompaktowych obudów, w których jest stosunkowo mało miejsca (w szczególności multimedialne systemy HTPC i niektóre modele serwerowe).

- Seria do podkręcania (overclocking). Przynależność do podobnej serii oznacza, że producent początkowo wyposażył moduł w możliwość podkręcania („overclocking”) – czyli zwiększenia wydajności poprzez zmianę parametrów pracy, w szczególności zwiększenie napięcia pracy i częstotliwości taktowania. Można też "podkręcać" zwykłą pamięć, która nie jest przeznaczona do podkręcania - jest to trudne i obarczone awariami, w tym całkowitym przepalaniem obwodów. Natomiast w specjalistycznych seriach podkręcanie jest funkcją udokumentowaną, realizowaną w szybki i łatwy sposób, ponadto najczęściej objętą gwarancją.

- Obsługa XMP. Moduł pamięci kompatybilny z XMP. Ta technologia, opracowana przez firmę Intel, służy do przetaktowywania (patrz odpowiedni punkt). Jej kluczową zasadą jest to, że pewne profile przetaktowania są zapisywane w module pamięci - zestawy ustawień przetestowane pod kątem stabilności; i zamiast ręcznie ustawiać poszczególne parametry, wystarczy wybrać jeden z profili. Upraszcza to konfigurację systemu i jednocześnie zwiększa jego niezawodność podczas przetaktowywania. Należy jednak pamiętać, że aby korzystać z XMP, musi ono być wspierane nie tylko przez pamięć, lecz również przez płytę główną.

- Obsługa AMP. Zgodność modułu pamięci z technologią AMP. Pod względem głównych cech technologia ta jest całkowicie podobna do opisanej powyżej XMP i różni...się jedynie twórcą – w tym przypadku jest nim AMD.

- Obsługa EXPO. Zgodność modułu pamięci z technologią EXPO (Extended Profiles for Overclocking). Została stworzona w AMD przez specjalistę od podkręcania kości DDR5 w ramach konfiguracji Ryzen 7000. W swej istocie jest to fabryczny zestaw profili, który ułatwia podkręcanie pamięci RAM. Zastosowanie technologii pozwala na zwiększenie wydajności w grach o około 11% przy rozdzielczości obrazu Full HD.

- Obsługa buforowania (Registered). Obecność tak zwanego modułu pamięci. Bufor to sekcja do szybkiego zapisywania odebranych danych - pomiędzy kontrolerem pamięci (urządzeniem sterującym) a samymi chipami (urządzeniem pamięci). Taka konstrukcja zmniejsza obciążenie kontrolera, co skutkuje wyższą niezawodnością; z drugiej strony buforowane moduły są nieco wolniejsze ze względu na opóźnienia w przesyłaniu informacji przez bufor. Pamięć buforowana jest używana głównie w systemach serwerowych i jest droga. Wybierając pamięć, należy pamiętać, że w jednym systemie może być używana tylko pamięć buforowana lub tylko niebuforowana; nie da się połączyć tych dwóch rodzajów pamięci.

- Obsługa ECK. ECC (Error Checking and Correction) to technologia, która pozwala korygować drobne błędy, które pojawiają się podczas pracy z danymi. Aby korzystać z ECC, konieczne jest, aby było ono obsługiwane nie tylko przez moduł pamięci, lecz także przez płytę główną; takie wsparcie jest używane głównie w serwerach, lecz można je również znaleźć w płytach głównych dla zwykłych komputerów stacjonarnych.

- Podświetlenie. Podświetlenie dekoracyjne, zwykle z diodami LED. Nie wpływa na funkcjonalność modułu pamięci, lecz nadaje mu jasny i niecodzienny wygląd, co docenią miłośnicy zewnętrznego tuningu komputerów. Oczywiście, aby to podświetlenie było widoczne, obudowa musi mieć przynajmniej okienko podglądowe, a najlepiej całkowicie przezroczystą ściankę.

Technologia synchronizacji, zaimplementowana w module pamięci z podświetleniem (patrz "Cechy dodatkowe").

Synchronizacja pozwala na dopasowanie podświetlenia pamięci do podświetlenia innych elementów systemu – płyty głównej, procesora, karty graficznej, obudowy, klawiatury, myszy itp. Dzięki takiemu dopasowaniu wszystkie komponenty mogą synchronicznie zmieniać kolor, włączać się/wyłączać w tym samym czasie itp. Specyfika działania takiego podświetlenia zależy od zastosowanej technologii synchronizacji i z reguły każdy producent ma swoją własną technologię (Aura Sync dla Asus, RGB Fusion dla Gigabyte itp.). Od tego zależy również kompatybilność komponentów: wszystkie muszą obsługiwać tę samą technologię. Najłatwiej więc osiągnąć kompatybilność z podświetleniem, instalując komponenty jednego producenta. Istnieje jednak wiele modułów pamięci typu multi compatibility - to znaczy, że mogą one współpracować z kilkoma technologiami podświetlenia jednocześnie. Z reguły taka pamięć jest produkowana przez producentów, którzy nie mają własnych technologii podświetlenia; szczegółową listę kompatybilnych technologii należy doprecyzować osobno.