หน่วยความจำที่คอมพิวเตอร์ของคุณใช้เป็นส่วนสำคัญในการทำงานของคอมพิวเตอร์และประสิทธิภาพในการทำงานของเครื่อง อย่างไรก็ตามหากคุณกำลังสร้างคอมพิวเตอร์อาจเป็นเรื่องยากที่จะรู้ว่าต้องเลือกอะไรหรือเพราะอะไร นั่นเป็นสาเหตุที่เรารวบรวมคำแนะนำนี้ไว้ด้วยกัน
มีเทคโนโลยีที่แตกต่างกันเมื่อมันมาถึงหน่วยความจำ นี่คือภาพรวมของเทคโนโลยีเหล่านี้และความหมายของคอมพิวเตอร์ของคุณ
หมายเหตุบรรณาธิการ: บทความนี้ตีพิมพ์ครั้งแรกในปี 2007 ได้รับการปรับปรุงในเดือนพฤศจิกายน 2016 ด้วยข้อมูลที่เป็นปัจจุบันมากขึ้นเกี่ยวกับเทคโนโลยีหน่วยความจำล่าสุด
รอม
ROM นั้นเป็นหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวหรือหน่วยความจำที่สามารถอ่านได้ แต่ไม่ได้เขียนลงไป ROM ถูกใช้ในสถานการณ์ที่ข้อมูลจะถูกจัดเก็บอย่างถาวร นั่นเป็นเพราะมันเป็นหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน - กล่าวอีกนัยหนึ่งข้อมูลคือ“ สายแข็ง” เข้าไปในชิป คุณสามารถจัดเก็บชิปนั้นได้ตลอดไปและข้อมูลจะอยู่ที่นั่นเสมอทำให้ข้อมูลนั้นปลอดภัยมาก BIOS ถูกเก็บไว้ใน ROM เนื่องจากผู้ใช้ไม่สามารถขัดขวางข้อมูลได้
นอกจากนี้ยังมี ROM อีกหลายประเภท
EEPROM
ROM ที่ตั้งโปรแกรมได้ (PROM):
นี่คือชิป ROM เปล่าที่สามารถเขียนได้ แต่เพียงครั้งเดียวเท่านั้น มันเหมือนกับไดรฟ์ CD-R ที่เผาข้อมูลลงในซีดี บาง บริษัท ใช้เครื่องจักรพิเศษในการเขียน PROMs เพื่อวัตถุประสงค์พิเศษ PROM ถูกคิดค้นขึ้นครั้งแรกในปี 1956
ROM แบบโปรแกรมที่ลบได้ (EPROM):
นี่เป็นเหมือน PROM ยกเว้นว่าคุณสามารถลบ ROM ได้ด้วยการส่องแสงพิเศษสีม่วงพิเศษเข้าไปในเซ็นเซอร์บนชิป ROM ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง การทำเช่นนี้จะลบข้อมูลออกทำให้สามารถเขียนใหม่ได้ EPROM ถูกประดิษฐ์ขึ้นครั้งแรกในปี 1971
ROM ที่สามารถลบได้ด้วยระบบไฟฟ้า (EEPROM):
เรียกอีกอย่างว่าแฟลชไบออส ROM นี้สามารถเขียนใหม่ได้โดยใช้โปรแกรมซอฟต์แวร์พิเศษ Flash BIOS ทำงานด้วยวิธีนี้ทำให้ผู้ใช้สามารถอัพเกรด BIOS ได้ EEPROM ถูกคิดค้นครั้งแรกในปี 1977
ROM ช้ากว่า RAM ซึ่งเป็นสาเหตุว่าทำไมบางคนจึงลองใช้เงาเพื่อเพิ่มความเร็ว
แกะ
Random Access Memory (RAM) เป็นสิ่งที่คนส่วนใหญ่นึกถึงเมื่อเราได้ยินคำว่า "หน่วยความจำ" ที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ เป็นหน่วยความจำชั่วคราวซึ่งหมายถึงข้อมูลทั้งหมดจะหายไปเมื่อปิดเครื่อง RAM ใช้สำหรับจัดเก็บข้อมูลโปรแกรมชั่วคราวช่วยให้สามารถปรับประสิทธิภาพได้
เช่นเดียวกับ ROM มี RAM หลายประเภท นี่คือประเภทที่แตกต่างกันมากที่สุด
RAM แบบคงที่ (SRAM)
RAM นี้จะเก็บรักษาข้อมูลไว้ตราบเท่าที่มีการจ่ายพลังงานให้กับชิปหน่วยความจำ ไม่จำเป็นต้องเขียนซ้ำเป็นระยะ ในความเป็นจริงเวลาเดียวที่ข้อมูลในหน่วยความจำจะถูกรีเฟรชหรือเปลี่ยนแปลงคือเมื่อคำสั่งการเขียนจริงถูกดำเนินการ SRAM นั้นเร็วมาก แต่แพงกว่า DRAM มาก SRAM มักใช้เป็นหน่วยความจำแคชเนื่องจากความเร็ว
SRAM มีไม่กี่ประเภท:
ชิป RAM แบบคงที่
Async SRAM:
SRAM ประเภทที่เก่ากว่าใช้ในพีซีจำนวนมากสำหรับแคช L2 มันเป็นแบบอะซิงโครนัสซึ่งหมายความว่ามันทำงานอย่างเป็นอิสระจากนาฬิกาของระบบ ซึ่งหมายความว่า CPU พบว่าตัวเองกำลังรอข้อมูลจากแคช L2 Async SRAM เริ่มมีการใช้งานมากในปี 1990
ซิงค์ SRAM:
SRAM ประเภทนี้คือซิงโครนัสซึ่งหมายความว่าซิงโครไนซ์กับนาฬิการะบบ แม้ว่าความเร็วจะเพิ่มขึ้น แต่มันก็ค่อนข้างแพงในเวลาเดียวกัน Sync SRAM เริ่มได้รับความนิยมมากขึ้นในปลายปี 1990
ท่อส่งระเบิด SRAM:
ที่ใช้กันทั่วไป คำร้องขอ SRAM นั้นถูกไพพ์ไลน์ซึ่งหมายถึงแพ็คเก็ตข้อมูลที่ใหญ่กว่าที่ถูกส่งไปยังหน่วยความจำพร้อมกันและดำเนินการอย่างรวดเร็ว SRAM สายพันธุ์นี้สามารถทำงานที่ความเร็วบัสสูงกว่า 66MHz ดังนั้นจึงมักใช้ Pipam Burst SRAM เริ่มใช้งานครั้งแรกในปี 1996 โดย Intel
Dynamic RAM (DRAM)
DRAM ซึ่งแตกต่างจาก SRAM จะต้องถูกเขียนใหม่อย่างต่อเนื่องเพื่อให้สามารถรักษาข้อมูลได้ สิ่งนี้ทำได้โดยการวางหน่วยความจำบนวงจรการรีเฟรชที่เขียนข้อมูลซ้ำหลายร้อยครั้งต่อวินาที DRAM ใช้สำหรับหน่วยความจำระบบส่วนใหญ่เพราะราคาถูกและเล็ก
DRAM มีหลายประเภททำให้ฉากของหน่วยความจำซับซ้อนยิ่งขึ้น:
DRAM โหมดหน้าด่วน (FPM DRAM):
FPM DRAM นั้นเร็วกว่า DRAM ปกติเล็กน้อยเท่านั้น ก่อนที่จะมี EDO RAM FPM RAM เป็นประเภทหลักที่ใช้ในพีซี มันเป็นสิ่งที่ค่อนข้างช้าด้วยเวลาในการเข้าถึง 120 ns ในที่สุดมันก็ถูกปรับให้อยู่ที่ 60 ns แต่ FPM ยังช้าเกินกว่าจะทำงานบนระบบบัส 66MHz ด้วยเหตุนี้ FPM RAM จึงถูกแทนที่ด้วย EDO RAM FPM RAM ไม่ได้ใช้งานมากในปัจจุบันเนื่องจากความเร็วที่ช้า แต่ได้รับการสนับสนุนในระดับสากล
Extended Data Out DRAM (EDO DRAM):
หน่วยความจำ EDO ยังรวมถึงการปรับแต่งอีกวิธีในการเข้าถึง ช่วยให้การเข้าถึงเริ่มต้นในขณะที่การดำเนินการอื่นเสร็จสิ้น แม้ว่านี่อาจฟังดูฉลาด แต่ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นจาก FPM DRAM นั้นอยู่ที่ประมาณ 30% เท่านั้น EDO DRAM จะต้องรองรับชิปเซ็ตอย่างเหมาะสม EDO RAM มาใน SIMM EDO RAM ไม่สามารถทำงานกับความเร็วบัสได้เร็วกว่า 66MHz ดังนั้นด้วยการใช้ความเร็วบัสที่สูงขึ้น EDO RAM จึงเข้าสู่เส้นทางของ FPM RAM
Burst EDO DRAM (BEDO DRAM):
EDO RAM ดั้งเดิมช้าเกินไปสำหรับระบบใหม่ที่ออกมาในเวลานั้น ดังนั้นจึงต้องมีการพัฒนาวิธีการเข้าถึงหน่วยความจำใหม่เพื่อเพิ่มความเร็วหน่วยความจำ การระเบิดเป็นวิธีการที่คิดค้นขึ้น ซึ่งหมายความว่าบล็อกข้อมูลที่มีขนาดใหญ่กว่าถูกส่งไปยังหน่วยความจำในแต่ละครั้งและ "บล็อก" ของข้อมูลไม่เพียง แต่จะนำที่อยู่หน่วยความจำของหน้าทันที แต่ข้อมูลในหน้าถัดไปหลาย ดังนั้นการเข้าถึงไม่กี่ครั้งถัดไปจะไม่ประสบความล่าช้าใด ๆ เนื่องจากการร้องขอหน่วยความจำก่อนหน้านี้ เทคโนโลยีนี้เพิ่มความเร็ว EDO RAM สูงถึงประมาณ 10 ns แต่ไม่ได้ให้ความสามารถในการใช้งานที่ความเร็วบัสได้สูงกว่า 66MHz BEDO RAM เป็นความพยายามที่จะทำให้ EDO RAM แข่งขันกับ SDRAM
DRAM แบบซิงโครนัส (SDRAM):
โดย Royan - ไฟล์นี้มาจาก: SDR SDRAM.jpg, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12309701
SDRAM กลายเป็นมาตรฐานใหม่หลังจากที่ EDO กัดฝุ่น ความเร็วของมันคือแบบซิงโครนัสซึ่งหมายความว่ามันขึ้นอยู่กับความเร็วสัญญาณนาฬิกาของทั้งระบบโดยตรง SDRAM มาตรฐานสามารถรองรับความเร็วบัสที่สูงขึ้น ในทางทฤษฎีมันสามารถทำงานที่สูงถึง 100MHz แม้ว่าจะพบว่าปัจจัยตัวแปรอื่น ๆ อีกมากมายเข้าไปหรือไม่ว่ามันจะสามารถทำเช่นนั้นได้ ความจุความเร็วที่แท้จริงของโมดูลขึ้นอยู่กับชิปหน่วยความจำจริงรวมถึงปัจจัยการออกแบบใน PCB หน่วยความจำ
เพื่อหลีกเลี่ยงความแปรปรวน Intel ได้สร้างมาตรฐาน PC100 มาตรฐาน PC100 รับรองความเข้ากันได้ของระบบย่อย SDRAM กับโปรเซสเซอร์ 100MHz FSB ของ Intel ข้อกำหนดการออกแบบการผลิตและการทดสอบใหม่สร้างความท้าทายให้กับ บริษัท เซมิคอนดักเตอร์และซัพพลายเออร์โมดูลหน่วยความจำ แต่ละโมดูล PC100 SDRAM ต้องการคุณลักษณะที่สำคัญเพื่อรับประกันการปฏิบัติตามอย่างเต็มรูปแบบเช่นการใช้ส่วนประกอบ DRAM 8 ชิป (ชิป) ที่สามารถทำงานที่ 125MHz สิ่งนี้ให้ความปลอดภัยในการตรวจสอบให้แน่ใจว่าโมดูลหน่วยความจำสามารถทำงานที่ความเร็ว PC100 นอกจากนี้ต้องใช้ชิป SDRAM ร่วมกับ EEPROM ที่ตั้งโปรแกรมไว้อย่างถูกต้องบนแผงวงจรพิมพ์ที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสม ยิ่งระยะทางในการส่งสัญญาณสั้นลงเท่าไหร่ก็จะยิ่งเดินทางได้เร็วขึ้นเท่านั้น ด้วยเหตุนี้จึงมีวงจรภายในเพิ่มเติมในโมดูล PC100
เมื่อความเร็วของพีซีเพิ่มขึ้นปัญหาเดียวกันก็เกิดขึ้นกับบัส 133 MHz ดังนั้นมาตรฐาน PC133 จึงได้รับการพัฒนา SDRAM ปรากฏตัวครั้งแรกในต้นปี 1970 และถูกใช้จนถึงกลางปี 1990
RAMBus DRAM (RDRAM):
พัฒนาโดย Rambus, Inc. และได้รับการรับรองจาก Intel ในฐานะผู้สืบทอดที่ได้รับเลือกให้เป็น SDRAM RDRAM จำกัด บัสหน่วยความจำเหลือ 16 บิตและทำงานที่ความเร็วสูงถึง 800 MHz เนื่องจากบัสที่แคบนี้ใช้พื้นที่บนกระดานน้อยกว่าระบบจึงสามารถรับความเร็วได้มากขึ้นด้วยการรันหลาย ๆ ช่องพร้อมกัน แม้จะมีความเร็ว แต่ RDRAM ก็มีช่วงเวลาที่ยากลำบากในตลาดเนื่องจากความเข้ากันได้และปัญหาเรื่องเวลา ความร้อนก็เป็นปัญหาเช่นกัน แต่ RDRAM มีฮีทซิงค์เพื่อกระจายความร้อนนี้ ต้นทุนเป็นปัญหาสำคัญของ RDRAM เนื่องจากผู้ผลิตจำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงสถานที่สำคัญ ๆ เพื่อให้เกิดผลและต้นทุนผลิตภัณฑ์ต่อผู้บริโภคสูงเกินไปสำหรับคนที่จะกลืน เมนบอร์ดตัวแรกที่รองรับ RDRAM ออกมาในปี 1999
DDR-SDRAM (DDR):
หน่วยความจำประเภทนี้เป็นวิวัฒนาการตามธรรมชาติจาก SDRAM และผู้ผลิตส่วนใหญ่ต้องการให้แรมบัสเพราะไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนเพื่อให้มันมาก นอกจากนี้ผู้ผลิตหน่วยความจำมีอิสระในการผลิตเพราะเป็นมาตรฐานเปิดในขณะที่พวกเขาจะต้องจ่ายค่าธรรมเนียมใบอนุญาตให้กับแรมบัสอิงค์เพื่อทำ RDRAM DDR ย่อมาจาก Double Data Rate DDR จะสับเปลี่ยนข้อมูลบนบัสเหนือทั้งรอบสัญญาณขึ้นและลงซึ่งจะเพิ่มความเร็วเป็นสองเท่าของ SDRAM มาตรฐาน
เนื่องจากข้อได้เปรียบเหนือ RDRAM การสนับสนุน DDR-SDRAM จึงถูกนำมาใช้โดยผู้ผลิตชิปเซ็ตรายใหญ่เกือบทั้งหมดและกลายเป็นมาตรฐานหน่วยความจำใหม่สำหรับพีซีส่วนใหญ่อย่างรวดเร็ว ความเร็วอยู่ที่ 100mhz DDR (ด้วยความเร็วในการทำงาน 200MHz) หรือ pc1600 DDR-SDRAM จนถึงอัตราปัจจุบัน 200mhz DDR (ด้วยความเร็วในการทำงาน 400MHz) หรือ pc3200 DDR-SDRAM ผู้ผลิตหน่วยความจำบางรายผลิตหน่วยความจำ DDR-SDRAM ที่เร็วขึ้นกว่าเดิม DDR ได้รับการพัฒนาระหว่างปี 1996 ถึง 2000
DDR-SDRAM 2 (DDR2):
โดย Victorrocha ที่ English Wikipedia, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29911920
DDR2 มีข้อได้เปรียบหลายประการเหนือกว่า DDR-SDRAM (DDR) ทั่วไปโดยหลัก ๆ คือในแต่ละรอบหน่วยความจำ DDR2 จะส่งข้อมูล 4 บิตจากหน่วยความจำแบบลอจิคัล (ภายใน) ไปยังบัฟเฟอร์ I / O DDR-SDRAM มาตรฐานส่งข้อมูล 2 บิตในแต่ละรอบหน่วยความจำ ด้วยเหตุนี้ DDR-SDRAM ปกติจึงต้องใช้หน่วยความจำภายในและบัฟเฟอร์ I / O เพื่อทำงานที่ 200MHz เพื่อให้ได้ความเร็วในการทำงานภายนอกรวม 400MHz
เนื่องจากความสามารถของ DDR2 ในการส่งสองเท่าของบิตจำนวนมากต่อรอบจากหน่วยความจำแบบลอจิคัล (ภายใน) ไปยังบัฟเฟอร์ I / O (เทคโนโลยีนี้เป็นที่รู้จักกันอย่างเป็นทางการว่า 4 บิต prefetch) ความเร็วหน่วยความจำภายในจริงสามารถทำงานที่ 100MHz แทน 200MHz และ ความเร็วในการทำงานจากภายนอกทั้งหมดจะยังคงอยู่ที่ 400MHz ส่วนใหญ่สิ่งที่เกิดขึ้นคือ DDR-SDRAM 2 จะสามารถทำงานที่ความถี่การทำงานที่สูงกว่าด้วยเทคโนโลยี 4 บิต prefetch (เช่นความเร็วหน่วยความจำภายใน 200mhz จะให้ความเร็วในการปฏิบัติการภายนอกที่ 800mhz!) -SDRAM
DDR2 เริ่มใช้ครั้งแรกในปี 2003
DDR-SDRAM 3 (DDR3):
หนึ่งในข้อได้เปรียบหลักของ DDR3 ที่ชอบของ DDR2 และ DDR คือการมุ่งเน้นที่การใช้พลังงานต่ำ กล่าวอีกนัยหนึ่งว่าจำนวน RAM เท่ากันจะสิ้นเปลืองพลังงานน้อยลงมากดังนั้นคุณสามารถเพิ่มปริมาณ RAM ที่คุณใช้ในปริมาณเท่ากัน มันลดการใช้พลังงานได้เท่าไหร่? โดย 40% หนักนั่งอยู่ที่ 1.5V เมื่อเทียบกับ 1.8V ของ DDR2 ไม่เพียงแค่นั้น แต่อัตราการถ่ายโอนของ RAM ค่อนข้างเร็วขึ้นอยู่ระหว่าง 800mHz - 1600mHz
อัตราบัฟเฟอร์ก็สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ - อัตราบัฟเฟอร์ที่ต้องการของ DDR3 คือ 8 บิตในขณะที่ DDR2 คือ 4 บิต โดยทั่วไปหมายความว่า RAM สามารถส่งบิตได้มากเป็นสองเท่าต่อรอบเป็น DDR2 และส่งข้อมูล 8 บิตจากหน่วยความจำไปยังบัฟเฟอร์ I / O DDR3 ไม่ใช่รูปแบบ RAM ล่าสุด แต่ใช้ในคอมพิวเตอร์หลายเครื่อง DDR3 เปิดตัวในปี 2550
DDR-SDRAM 4 (DDR4):
โดย Dsimic - งานของตัวเอง CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=36779600
ขั้นต่อไปคือ DDR4 ซึ่งจะช่วยประหยัดพลังงานไปอีกระดับ - แรงดันไฟฟ้าการทำงานของ DDR4 RAM คือ 1.2V ไม่เพียงแค่นั้น แต่ DDR4 RAM ยังมีอัตราการถ่ายโอนที่สูงขึ้นด้วยซึ่งสูงถึง 3200mHz ยิ่งไปกว่านั้น DDR4 เพิ่มกลุ่มธนาคารสี่กลุ่มซึ่งแต่ละกลุ่มสามารถดำเนินการได้อย่างเดียวซึ่งหมายความว่า RAM สามารถจัดการข้อมูลได้สี่ชุดต่อรอบ ทำให้มีประสิทธิภาพมากกว่า DDR3 มาก
DDR4 นำสิ่งต่าง ๆ ก้าวไปข้างหน้าเช่นกันนำ DBI หรือ Data Bus Inversion นั่นหมายความว่าอย่างไร? หากเปิดใช้งาน DBI โดยทั่วไปจะนับจำนวนบิต“ 0” ในช่องทางเดียว หากมี 4 หรือมากกว่านั้นไบต์ถ้าข้อมูลกลับด้านและเพิ่มบิตที่เก้าไปยังจุดสิ้นสุดทำให้มั่นใจได้ว่าห้าบิตขึ้นไปเป็น“ 1” สิ่งที่ทำคือลดความล่าช้าในการส่งข้อมูล เป็นไปได้ถูกนำมาใช้ ปัจจุบัน DDR5 RAM เป็นมาตรฐานสำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่อย่างไรก็ตาม DDR5 ได้รับการกำหนดให้เป็นมาตรฐานโดยสิ้นปี 2559 DDR4 เปิดตัวในปี 2014
RAM ไม่ลบเลือน (NVRAM):
แรมแบบไม่ลบเลือนคือหน่วยความจำชนิดหนึ่งซึ่งไม่เหมือนกับหน่วยความจำประเภทอื่นซึ่งจะไม่สูญเสียข้อมูลเมื่อสูญเสียพลังงาน รูปแบบที่รู้จักกันดีที่สุดของ NVRAM จริง ๆ แล้วเป็นที่เก็บแฟลชที่ใช้ในโซลิดสเตทไดรฟ์และไดรฟ์ USB อย่างไรก็ตามมันไม่ได้มาโดยไม่มีข้อเสียตัวอย่างเช่นมันมีจำนวนรอบการเขียนที่ จำกัด และหลังจากนั้นจำนวนหน่วยความจำจะเริ่มแย่ลง ไม่เพียงแค่นั้น แต่มีข้อ จำกัด ด้านประสิทธิภาพบางประการที่ทำให้ไม่สามารถเข้าถึงข้อมูลได้เร็วเท่ากับ RAM ประเภทอื่น
ปิด
พอจะพูดมีหน่วยความจำประเภทต่าง ๆ มากมาย ด้วยคู่มือนี้เราหวังว่าเราจะทำให้ชัดเจนว่า RAM ประเภทต่าง ๆ สิ่งที่พวกเขาทำและสิ่งที่ส่งผลกระทบต่อคอมพิวเตอร์ของคุณ
มีคำถาม? อย่าลืมแสดงความคิดเห็นด้านล่างหรือร่วมกับเราในฟอรัม PCMech!
