W dzisiejszych czasach bez wzgledu na to ile bedziemy posiadali zainstalowanej pamieci typu RAM (Random Access Memory) w naszym komputerze zawsze bedzie to zbyt malo.
Zacznijmy jednak od podstaw - co to jest pamiec RAM i dlaczego jej ilosc jest tak wazna dla poprawnej i szybkiej pracy naszego systemu komputerowego.
Pamiec operacyjna RAM (Random Access Memory) jest uzywana przez komputer, a scislej rzecz biorac przez procesor (CPU - Central Processing Unit) w celu przechowywania informacji i instrukcji potrzebnych do wykonania programu. Brzmi to bardzo skomplikowanie, ale postaram sie przedstawic to na przykladzie. Zalozmy, ze przygotowujemy potrawe w kuchni. Jezeli z lodowki i szafek wyjmiemy na wstepie wszystkie potrzebne produkty i ulozymy je na stole, to w momencie przygotowywania potrawy siegamy szybko reka po potrzebny produkt i po paru minutach potrawa jest przygotowana. W drugim wypadku jezeli przed przygotowaniem potrawy nie ulozymy sobie produktow na stole, musimy za kazdym razem biegac od stolu do szafki i do lodowki.
Wniosek nasuwa sie sam, przy zastosowaniu drugiej metody potrawa powstanie w znacznie dluzszym czasie.
Analogicznie w wypadku komputera: procesor mozemy porownac do kucharza, stol do pamieci operacyjnej RAM, produkty do instrukcji i danych, a szafki, lodowki, spichlerze do twardego dysku.
Pamiec jest niezbedna czescia kazdego komputera, a od jej wielkosci i szybkosci zalezy jego szybkosc dzialania. Sprobujmy usystematyzowac rodzaje pamieci jakie wystepuja w komputerze.
Pierwsza z nich jest to dynamiczna pamiec RAM, przechowywane sa w niej czasowo informacje i instrukcje programow, system operacyjny. Jest ona niezbedna do dzialania komputera, mierzymy ja w megabajtach (MB).
Drugi rodzaj pamieci jest to pamiec statyczna podreczna procesora (cache). Sluzy ona procesorowi jako podreczny schowek, podobnie jak kieszen w spodniach. Procesor przechowuje w niej najczesciej uzywane instrukcje lub dane, ktore przewiduje, ze bedzie potrzebowal w najblizszym czasie. Pamiec typu cache jest opcjonalna, ale jej brak lub maly rozmiar znacznie ogranicza szybkosc pracy systemu; mierzona jest ona w kilobajtach (KB).
Trzeci rodzaj pamieci jest to pamiec masowa (np. twardy dysk). Sluzy ona komputerowi do przechowywania na stale informacji i programow. W odroznieniu od dwoch pierwszych nie jest ukladem elektronicznym, ale nosnikiem magnetycznym (analogicznie do tradycyjnej kasety magnetofonowej), czyli jej zawartosc nie jest wymazywana po wylaczeniu komputera (co ma miejsce w dwoch pierwszych przypadkach). Ze wzgledu na to ze informacje sa zapisane na nosniku magnetycznym, dostep do nich jest znacznie wolniejszy (okolo 1,000 razy) niz w wypadku pamieci RAM czy pamieci cache. Pojemnosci (wielkosci) twardych dyskow mierzone sa obecnie w gigabajtach (GB).
Czwarty rodzaj jest to pamiec na karcie graficznej, czyli dedykowana specjalna pamiec, ktora jest uzywana tylko i wylacznie przez karte graficzna. Od jej wielkosci i szybkosci zalezy ile kolorow moze byc wyswietlane na ekranie monitora jak tez i szybkosc generowania grafiki. Mierzona jest w megabajtach (MB).
Pamiec RAM
Klasyfikacja pamieci moze byc przeprowadzona ze wzgledu na rozne kategorie. Zacznijmy od tego najbardziej widocznego, czyli fizycznej wielkosci. Pamiec RAM mozemy po pierwsze podzielic na SIMM (Single In line Memory Module) - rys 1 i DIMM (Dual In lin Memory Module) - rys. 2. SIMM natomiast mozemy podzielic ze wzgledu na ilosc wyprowadzen na "30-pin" i na "72-pin"; te pierwsze wymarly wraz z ostatnimi komputerami klasy 486, wiec je pomijamy. Natomiast te 72 nozkowe sa wciaz obecne i maja sie zupelnie dobrze. Modul SIMM 72-pin ma architekture 32 bitowa (lub 36 bitowa z parzystoscia), natomiast procesory Pentium maja architekture 64 bitowa; upraszczajac - jak wynika z prostej kalkulacji -potrzebujemy dwa moduly pamieci aby obsluzyc jeden cykl pracy procesora. Dlatego posiadacze komputerow z procesorem Pentium i Pentium II rozbudowujac pamiec komputera o 16MB musza zaopatrzyc sie w dwa moduly po 8MB.Nalezy pamietac o tym, iz moduly SIMM sa zasilane napieciem 5V.
Natomiast pamiec wykonana w standardzie DIMM jest nowoscia na rynku komputerow PC dobrze znana od lat uzytkownikom komputerow Macintosh. Posiada ona 168 nozek i ma 64 bitowa architekture, czyli potrzebujemy jeden modul pamieci aby obsluzyc jeden cykl procesora (znowu uogolniajac). W wypadku DIMM jezeli chcemy rozbudowac pamiec komputera o 16MB kupujemy jeden 16MB modul.
DRAM i SRAM
Jest to podzial ze wzgledu na wewnetrzna budowe i sposob dzalania pamieci.
DRAM (Dynamic RAM) jest pamiecia dynamiczna wymagajaca cyklicznego odswiezania zawartosci. Wynika to bezposrednio z jej architektury wewnetrznej. Zasada zapamietywania stanow logicznych poprzez jej komorki jest podobna do dzialania kondensatora, czyli wymaga ciaglego odswiezania impulsami w okreslonym przedziale czasu.
Klasycznym przykladem wykorzystania pamieci DRAM jest pamiec operacyjna RAM (Random Access Memory) komputera.
Drugi rodzaj pamieci SRAM (Static RAM) bazuje na przerzutnikach; informacja zawarta w komorkach tej pamieci jest podtrzymywana poprzez nieprzerwanie plynacy prad spoczynkowy. Dzieki takiej konstrukcji wyeliminowano koniecznosc ciaglego odswiezania co automatycznie skrocilo czas dostepu. Pamiec typu SRAM jest bardzo droga w produkcji, a w komputerach PC wykorzystywana jest jako pamiec podreczna procesora (cache). Zwykle wielkosc pamieci typu cache przyjmuje wartosci pomiedzy 256KB a 512KB. Nie stosuje sie wiekszych pamieci cache, gdyz procesor nie jest w stanie jej wykorzystac.
Ewolucja DRAM
Zaczynijmy od najstarszego rodzaju (aczkolwiek wciaz obecnego) Fast Page Mode (FPM RAM). Pamiec ta uzywana byla glownie w komputerach klasy 486 i poczatkowych modelach Pentium. Sa one zwykle zorganizowane w moduly SIMM (czyli maja 72 nozki i 32 Bity); na marginesie - w Polsce okresla sie je jako "ps2". Czas dostepu do pojedynczej komorki wynosi 70 lub 60 nano sekund (ns). Jezeli posiadamy komputer Pentium z pamiecia typu FPM RAM na pewno pamiec ma czas dostepu 60 ns. W wypadku 486 mozemy spotkac moduly o czasie dostepu 60ns jak i 70ns. Glowna wada pamieci typu Fast Page jest dlugi czas oczekiwania na dane. Ograniczenie wynika w uproszczeniu z faktu, iz procesor nie moze rozpoczac wyboru (odczytu adresu) nastepnej komorki przed zakonczeniem odczytu danych z poprzedniej komorki. Wada ta zostala poprawiona w modulach EDO RAM (Extended Data Output). Pamieci te sa obecnie najbardziej popularne na rynku komputerow PC. Czas dostepu do informacji wynosi 60 i 50ns. Glowna roznica pomiedzy FPM i EDO to mozliwosc wyboru nastepnej komorki pamieci przed zakonczeniem odczytu z poprzedniej komorki. Pamiec EDO jest zwykle zorganizowana w moduly SIMM, bardzo rzadko mozemy spotkac sie z EDO DIMM. To czy mozemy uzywac pamieci EDO w naszym komputerze jest uzaleznione od plyty glownej, a scislej rzecz biorac rodaju chipset-u. Jezeli nasza plyta nie jest w stanie wykorzystac EDO, stosowanie tej pamieci mija sie z celem, a bardzo czesto pamiec tego rodzaju nie chce dzialac.
Najnowszym rozwiazaniem jest pamiec SDRAM (Synchroniczny DRAM - nie nalezy mylic z pamiecia statyczna SRAM). Najwieksza zmiana w porownaniu do FPM i EDO jest mozliwosc pracy zgodnie z taktem zegara systemowego. Jak sama nazwa wskazuje, pamiec ta synchronizuje z czestotliwoscia pracy zegara systemowego, czyli obecnie w plytach Pentium przesyla dane z szybkoscia 60-75MHz (milionow razy na sekunde). Czas dostepu do informacji w SDRAM waha sie od 10-12ns. Pamiec ta jest zawsze zorganizowana w 168 nozkowe DIMM i zasilana jest napieciem 3.3V. Jest ona w stanie zsynchronizowac sie z czestotliwoscia magistrali az do 100MHz. Dla przykladu: jezeli w naszym komputerze mamy procesor 200MHz, to dane przesylane sa magistrala z czestotliwoscia 66MHz (3 razy 66MHz~200MHz, czyli wewnetrznie procesor wykonuje 200 milionow operacji na sekunde, a na zewnatrz przekazuje je w pakietach po 66MHz). Jezeli posiadamy plyte glowna na ktorej wystepuja gniazda na SIMM i DIMM jednoczesnie, musimy pamietac o tym, ze nie wolno mieszac 5V SIMM-ow z 3.3V DIMM-ami.
Pamiec karty graficznej
Jest to specjalny rodzaj pamieci zainstalowany na karcie graficznej. Zadaniem tej pamieci jest przechowywanie danych o obrazie wyswietlanym na ekranie naszego monitora. Od ilosci tej pamieci i jej szybkosci zalezy glebia kolorow i czas w jakim zobaczymy przetwarzany obraz na ekranie monitora. Obecnie wlasciwie kazda karta graficzna ma swoj wlasny specjalizowany procesor do obslugi przestrzennych figur, tekstur, ktorych zadaniem jest przyspieszenie przetwarzania i wyswietlania obrazu. Procesor ten odciaza glowny procesor komputera od prac graficznych. Jak nakazuje logika potrzebuje w tym momencie miec wlasna szybka pamiec aby mogl poprawnie i szybko dzialac. Producenci kart graficznych przescigaja sie w nowych rodzajach coraz to szybszych pamieci. Poczawszy od znanego nam juz EDO DRAM poprzez dwuportowy SGRAM, az do bardzo drogich i bardzo szybkich dwuportowych modulow WRAM i VRAM.
Ile i jakiej pamieci?
Jest to pytanie na ktore odpowiedz jest stosunkowo trudna. Oczywiste jest ze im wiecej pamieci mamy zainstalowane i im jest ona szybsza tym lepiej. ale jest to oczywiscie zwiazane z kosztami.
Sprobujmy jednak podsumowac ile tak naprawde pamieci potrzebuje nasz komputer.
a) pamiec statyczna typu
cache
- jej sprawnosc jest najwieksza w przedziale 256KB-512KB dla systemu
Windows 95 i
Windows NT 4.0. Powyzej 512KB sprawnosc systemu w sprzyjajacych warunkach moze wzrosnac o 1-3%. Czyli 512KB
Pipeline Burst Cache jest odpowiednim parametrem.
b) pamiec Dynamiczna
RAM - EDO
-
jest stosunkowo wydajna pamiecia i przy zalozeniu, iz mamy zainstalowane 512KB pamieci typu
cache roznica w wydajnosci systemu z
EDO, a systemu z pamiecia typu
SDRAM jest praktycznie niezauwazalna. Roznice te widac znacznie w momencie wylaczenia pamieci
cache. Czyli, nie ma sensu na sile wymiana pamieci
EDO na
SDRAM. Niemniej w nowych systemach coraz czesciej stosuje sie
SDRAM-y i jest to wlasciwa droga. Nalezy jednoczesnie pamietac, ze pamiec typu
SDRAM jest drozsza od pamieci typu
EDO o okolo 25%. Jezeli wezmiemy pod uwage ilosc pamieci potrzebna nam do poprawnej pracy systemu, to zmienia sie ona w zaleznosci od zastosowania komputera.
Obecnie dla uzytkownika domowego i biur zalecane jest 32MB RAM. Ci ktorzy zajmuja sie "lekka grafika i plaskim Cad-em" powinni sie zaopatrzyc w 64MB RAM. Profesjonalisci: graficy, muzycy, "Cad-owcy" niestey powinni posiadac 128MB RAM ze wskazaniem do 200MB. Dobra wiadomoscia jest fakt, iz pamiec jest coraz tansza. Obecnie 32MB modul RAM kosztuje okolo $90 (w porownaniu do $600 dwa lata temu).
c) Pamiec karty graficznej
- Jest bardzo wiele rodzajow tej pamieci. Moim zdaniem tani
EDO DRAM 50ns jest w zupelnosci wystarczajacy dla systemow biurowych i domowych. Obecnie powinnismy juz posiadac minimum 4MB pamieci dedykowanej na karcie graficznej. Nie zmieni to wiele w programach domowych czy biurowych (wylaczajac grafikow), ale na pewno poprawi jakosc przestrzennych gier. Instalowanie wiekszych ilosci pamieci na kartach graficznych (np 16MB) moze byc uzasadnione w przypadku profesjonalnych zastosowan graficznych komputera
(Photoshop, CorelDraw przestrzenny
CAD-CAM,
3D Studio, montaz video, animacje, itp. …) , w innych wypadkach nie jestesmy w stanie odczuc istotnej roznicy, a pamieci typu
WRAM, VRAM czy tez
SGRAM sa ciagle jeszcze dosc kosztowne.
