RAM (Random Access Memory): Co to je, proč ji počítač potřebuje a jak ji správně vybrat / Skillbox Media

Stává se, že počítač nezamrzne kvůli počtu karet v prohlížeči.

Ilustrace: Olya Ezhak pro Skillbox Media

Filolog a technik píše o IT způsobem, kterému rozumí i začátečníci. Komerční redaktor, autor odborných článků pro vc.ru a Habr.

Paměť s náhodným přístupem, také známá jako RAM, také známá jako RAM (paměť s náhodným přístupem), také známá jako RAM (paměť s náhodným přístupem), ukládá spustitelný strojový kód a data, která program v aktuálním okamžiku potřebuje. Pokud má počítač málo paměti RAM, příkazy se provádějí dlouho a počítač zamrzne. Kapacita paměti ale není jedinou charakteristikou, kterou je třeba při výběru RAM zohlednit.

V tomto článku si řekneme:

• Co je RAM
• Jaké typy RAM existují?
• Jaké má vlastnosti?
• Jak vybrat operační paměť
• Co si pamatovat o RAM

<strong>Co je RAM</strong>

Paměť s náhodným přístupem nebo paměť s náhodným přístupem (RAM) je typ paměti, která ukládá vykonávaný strojový kód a data, která procesor zpracovává za chodu počítače.

Fyzicky se RAM skládá z paměťových čipů, které jsou spolu s nezbytnou elektronickou kabeláží od SMD součástek připájeny přímo na základní desce nebo na textolitových matricích. První možnost najdeme u jednodeskových počítačů a některých modelů notebooků. Ve stolních počítačích je RAM nejčastěji implementována ve formě samostatných modulů.

RAM se liší od permanentních paměťových zařízení, jako jsou pevné disky nebo SSD, protože pracuje rychleji. Moderní M.2 NVMe SSD s portem PCI-E 5.0 tedy přenáší data rychlostí až 15 GB/s a DDR5 RAM, pracující na minimální frekvenci pro tento typ RAM 4800 MHz, už vymáčkne 56 GB/s. Rozdíl je 3,7krát!

Pro zpracování informací se proto procesor pro potřebná data obrací na RAM, nikoli na trvalou paměť. Pokud by komunikoval přímo s SSD nebo HDD, pak by obvyklé výpočty, které obvykle trvají okamžiky, trvaly několikanásobně déle.

Jinými slovy, RAM je jakýmsi prostředníkem mezi procesorem a permanentními paměťovými zařízeními.

Když uživatel zavře program, RAM ze sebe uvolní svá data, protože procesor je již nepotřebuje. Tím se uvolní místo pro další procesy, které budou později spuštěny uživatelem.

Dalším důležitým rozdílem mezi RAM a trvalými úložnými zařízeními, jako jsou pevné disky, SSD nebo USB disky, je jejich volatilita. Pokud zastavíte napájení, například vypnete počítač, všechny informace uložené v paměti RAM se vymažou.

<strong>Typy RAM</strong>

Zařízení RAM se dělí na dva typy: SRAM a DRAM, které se liší technologií ukládání dat.

SRAM je statická RAM, která ukládá data do buňky se 4-6 tranzistory a kondenzátory. Mezi tranzistory je elektrická zpětná vazba, která udržuje celkový náboj článku. Regenerace paměti, tedy udržování úrovně nabití, tedy není pro SRAM zvenčí vyžadována.

DRAM – dynamická RAM. Článek se obvykle skládá z jednoho tranzistoru a jednoho kondenzátoru. Ten má malou velikost a rychle se vybíjí. Proto je u tohoto typu RAM nutná regenerace paměti – speciální mikrokontrolér na paměťových čipech neustále přepisuje informace v buňce, aby nezmizely.

SRAM je rychlejší než DRAM, ale je dražší na výrobu. Proto se používá v těch částech zařízení, kde je vyžadován největší výkon. Například v mezipaměti procesoru. DRAM je levnější a pomalejší. Ale jeho rychlost je dostatečná pro provoz RAM moderních počítačů. Proto se DRAM používá v paměťových klíčích RAM.

RAM je také rozdělena podle tvarového faktoru. Moderním tvarovým faktorem je DIMM, nahradil SIMM. V posledně jmenovaném byly kontakty uspořádány symetricky v jedné řadě. V tomto případě jsou kontakty na opačných stranách SIMM vzájemně uzavřeny. V modulech DIMM jsou kolíky umístěny na obou stranách a jsou na sobě nezávislé. Díky tomu je tento tvarový faktor rychlejší. V dnešní době již RAM se SIMM není nikde k dispozici.

DIMM je obecný název pro skupinu paměťových karet RAM používaných ve stolních počítačích a serverech. To je zase rozděleno do tří podtypů:

R-DIMM – RAM serveru. Má vestavěný mechanismus pro automatické rozpoznání a opravu náhodných změn – chyb paměťových bitů. R-DIMM zpravidla pracuje na relativně nízkých frekvencích, protože u serverů je stabilita a odolnost zařízení proti chybám mnohem důležitější než rychlost výměny informací s procesorem.

U-DIMM – paměť pro běžné stolní počítače. Na rozdíl od R-DIMM postrádá vyrovnávací registr a mechanismus opravy chyb, díky čemuž je výroba levnější.

SO-DIMM – téměř stejné jako U-DIMM, pouze tento typ paměti má menší matrice. Používá se v noteboocích, mini-PC a velmi zřídka ve stolních počítačích s malými základními deskami Mini-ITX.

<strong>Vlastnosti RAM</strong>

Nyní, když jsme se zabývali typy paměti RAM, pojďme studovat její vlastnosti: typ paměti, kapacita, frekvence hodin a časování.

<strong>Paměť</strong>

RAM ukládá vykonávající strojový kód a všechna data, která procesor v aktuálním okamžiku potřebuje k provozu. Díky tomu nepotřebuje pro informace přistupovat k pomalým permanentním paměťovým zařízením, jako je pevný disk, takže příkazy jsou prováděny rychle.

Množství paměti RAM je ale omezené – pokud se do ní nevejdou data používaná procesorem, pak se práce zpomalí. Některé informace se začnou číst z trvalé paměti, což povede ke zpoždění při provádění příkazů.

Velikost paměti RAM se měří v gigabajtech. Čím více jich bude, tím lépe. Dnes lze za minimální kapacitu pro domácí počítač považovat 8 GB – to bude stačit na práci s textovými dokumenty nebo surfování na webu.

<strong>Typ paměti</strong>

Typ paměti v moderní paměti RAM je DDR (double data rate). Tento standard se objevil v roce 2000 a používá se dodnes.

Předchůdce DDR – SDR (single data rate) – fungoval takto: příkaz byl přečten v okamžiku přechodu nabití z 0 na 1. V DDR bylo změněno operační schéma – kromě přechodu z 0 na 1, tento typ paměti také bere v úvahu zpětný přechod z 1 na 0. To znamená, že zpracovává dva signály ve stejném časovém období a ne jeden, jako SDR. S tím souvisí zdvojnásobení rychlosti přenosu dat a názvu typu paměti.

DDR má pět generací, které lze identifikovat podle čísla v názvu typu paměti. Liší se od sebe maximálním množstvím paměti na jedné kostce a základní frekvencí:

Jméno	Maximální objem na jedné kostce, GB	Základní frekvence, MHz	Relevance
DDR	2	200	Zastaralý
DDR2	4	533	Zastaralý
DDR3	16	1066	Zastaralé, ale může se objevit na zařízeních starších než 10 let
DDR4	128	2133	Aktivně použito
DDR5	256	4800	Aktivně použito

Důležité! Moduly jedné generace jsou fyzicky nekompatibilní s konektory jiných generací. Není možné vložit paměťovou kartu DDR3 do slotu DDR4.

<strong>Rychlost hodin</strong>

Rychlost hodin určuje, kolik operací za sekundu může RAM provést – čím vyšší je, tím větší je šířka pásma paměti.

Rychlost hodin závisí na generaci RAM. Například pro DDR4 je toto číslo 2133 MHz. Někteří řemeslníci se pokoušejí zvýšit pracovní frekvenci přetaktováním podobně jako u procesorů. Například DDR4 lze přetaktovat na 3200 MHz, čímž se zvýší takt téměř o 30 %. Je však třeba si uvědomit, že samopřetaktování často končí selháním paměti RAM.

Názvy některých pamětí RAM obsahují označení XMP. XMP neboli Extreme Memory Profiles je technologie, která umožňuje výrobci „napevno zapojit“ do řadiče RAM profil, pomocí kterého může uživatel přetaktovat paměť na frekvenci vyšší, než doporučuje JEDEC. XMP můžete povolit v BIOSu počítače. Informace o tom, jak to provést, jsou obvykle obsaženy v pokynech pro RAM.

Výrobci XMP dies je v továrně přetaktují a testují na stabilitu. Proto taková paměť selže jen zřídka, na rozdíl od zařízení, která nejsou určena k přetaktování.

<strong>Načasování</strong>

Časování je indikátorem zpoždění RAM mezi odesláním příkazu a jeho skutečným provedením, měřeno v hodinových cyklech. Abyste pochopili, co to je, budete se muset ponořit do zařízení RAM na fyzické úrovni.

Data v RAM jsou uložena ve formě tabulky s řádky a sloupci. V místě, kde se protínají, se vytvoří buňka, která obsahuje náboj – toto je fyzická podoba bitu. Po obdržení příkazu ke čtení nebo zápisu dat začne čip RAM třídit řádky tabulky při hledání požadovaného. Dělá to v taktech nebo „krocích“. Počet těchto kroků před dosažením požadovaného řádku a sloupce tabulky tvoří časování, tedy prodlevu mezi odesláním příkazu z čipu RAM do jeho provedení.

V závislosti na výrobci nebo prodejně mohou charakteristiky obsahovat jednu nebo čtyři číslice. To se děje proto, že časování odráží rychlost několika procesů přistupujících k datům zaznamenaným v buňce. Nejdůležitější číslo je to první. Proto je zvykem nazývat časování přesně jeho hodnotou. Například může být zapsána RAM 14-16-16-35 nebo jednoduše CL14. Oba jsou „čtrnácté“.

Co znamenají čísla v této řadě:

CAS latence (CL) – nejdůležitější ukazatel. Určuje počet hodinových cyklů, které projdou mezi odesláním a provedením příkazu.

Zpoždění RAS na CAS — počet hodinových cyklů potřebných k přesunu z požadovaného řádku do požadovaného sloupce paměti s daty.

Přednabíjení RAS — počet tiků, které projdou od okamžiku uzavření řádku do přechodu na další řádek.

Čas aktivace řádku — počet taktů do uzavření linky.

Čím nižší časování, tím lépe. Mezi dvěma pamětmi RAM se stejnou frekvencí bude tedy produktivnější ta s nižším časováním.

<strong>Jak vybrat operační paměť</strong>

Při výběru paměti RAM je důležité zvážit, které modely procesoru a základní desky jsou nainstalovány v počítači, přítomnost dvoukanálového režimu a také vlastnosti, které jsme popsali výše. Pojďme si projít ty nejdůležitější aspekty.

<strong>Procesor</strong>

Každý procesor má řadič RAM, který určuje, s jakými typy RAM je kompatibilní. Pokud to není zohledněno, zakoupená paměť RAM nemusí na počítači jednoduše fungovat.

Řadič RAM zpravidla pracuje s jedním nebo méně často dvěma standardy DDR. Při výběru byste se proto měli zaměřit na nejnovější typ paměti podporovaný procesorem.

Pokud se například někdo rozhodne postavit počítač založený na levném procesoru Ryzen 5 5600, pak v dokumentaci k němu uvidí podporu modulů DDR4 s frekvencí nejvýše 3200 MHz. To znamená, že mu bude vyhovovat jakákoli RAM s těmito vlastnostmi – AMD Radeon R7 Performance Series a její analogy.

<strong>Základní deska</strong>

Základní deska má konektory pro připojení RAM. Je důležité, aby byly kompatibilní pouze s konkrétními generacemi DDR. To znamená, že není možné nainstalovat DDR3 do konektoru DDR4 a naopak. Před upgradem paměti RAM v počítači byste si proto měli prohlédnout příručku k základní desce a určit podporované generace paměti RAM.

<strong>Načasování</strong>

Pamatujte: čím nižší jsou, tím lépe. Ale neměli byste se honit za nejnižšími hodnotami – například CL14 pro DDR4, protože ve srovnání s CL16 nebo CL18 nedochází k výraznému nárůstu výkonu a jejich ceny se mohou velmi výrazně lišit. Porovnejme například DDR4 matrice s různým časováním, ale se stejnou kapacitou 16 GB a frekvencí 3200 MHz. Taková konfigurace s časováním CL16 bude stát přibližně 7500 14 rublů a s CL20 – již 500 XNUMX rublů.

I přes nízké ceny je lepší se vyhnout DDR4 RAM s časováním CL20 nebo vyšším. S nimi nebudete moci hrát moderní hry bez lagů nebo pracovat s velkými projekty v IDE nebo v programech na střih videa.

Důležité! DDR5 má vyšší časování ve srovnání s DDR4. Například pro pátou generaci RAM je dobrý ukazatel 30. Proč tomu tak je? Odpověď je jednoduchá. DDR5 má vyšší základní frekvenci ve srovnání s DDR4, poskytuje vysokou rychlost i přes vyšší časování. Proto byste neměli porovnávat časování různých generací RAM.

<strong>Objem</strong>

S objemem je vše jednoduché:

• 8 GB — nezbytné minimum pro surfování po webu, kancelářskou práci a nenáročné hry;
• 16 GB — dostatečný objem pro hry a jednoduché úpravy videa a 3D grafické projekty;
• 32 GB a další – pro vážné úkoly související se střihem 4K a 8K videa s velkým množstvím efektů nebo pro profesionální 3D modelování.

<strong>Dvoukanálový režim</strong>

Paměť RAM můžete zrychlit instalací dvou nebo více klíčů současně. Tím se aktivuje dvoukanálový režim jejich provozu, paralelní výměna informací s procesorem. To může zdvojnásobit šířku pásma paměti a zlepšit výkon počítače. Konkrétní zvýšení propustnosti závisí na modelu základní desky a paměti RAM.

Chcete-li správně nainstalovat a aktivovat dvoukanálový režim, přečtěte si příručku k modelu základní desky. Bude indikovat, do kterých slotů je třeba nainstalovat moduly pro aktivaci dvoukanálového režimu.

<strong>Co si pamatovat</strong>

Shrnutí toho, co bylo diskutováno v článku:

• RAM neboli paměť s náhodným přístupem obsahuje pouze informace, které jsou nezbytné pro aktuální provoz operačního systému a spuštěných programů. Jedná se o typ paměti určený k rychlému přenosu dat do procesoru ke zpracování.
• Standard DDR znamená generaci RAM. Nejmodernější jsou DDR4 a DDR5.
• Velikost paměti RAM je ukazatelem toho, kolik dat může uložit a přenést je do procesoru. Čím větší hlasitost, tím nižší je pravděpodobnost zamrznutí programu nebo her.
• Rychlost hodin RAM určuje, kolik operací za sekundu může RAM provést. Čím vyšší je, tím větší je šířka pásma paměti.
• Časování RAM ukazuje zpoždění mezi odesláním příkazu a jeho skutečným provedením, měřeno v hodinových cyklech. Čím nižší jsou, tím rychleji RAM pracuje.
• Při výběru paměti RAM pro váš počítač je třeba věnovat pozornost modelu základní desky a procesoru, požadovanému objemu a načasování a také schopnosti modulu pracovat v dvoukanálovém režimu.

Další zajímavé informace o kódu jsou v našem telegramovém kanálu. Předplatit!