RAM hoặc Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên là một phần cực kỳ quan trọng của bất kỳ máy tính hiện đại nào. CPU (đơn vị xử lý trung tâm) của máy tính cần dữ liệu và hướng dẫn để thực hiện công việc. Thông tin đó phải được lưu trữ ở đâu đó. “Ở đâu đó” được gọi là bộ nhớ máy tính.
Có nhiều loại bộ nhớ RAM khác nhau, mỗi loại đều có ưu và nhược điểm riêng. CPU có một lượng bộ nhớ rất nhỏ được tích hợp trong chúng, được gọi là “bộ nhớ đệm” CPU. Bộ nhớ này cực kỳ nhanh và về cơ bản là một phần của chính CPU. Tuy nhiên, nó rất đắt và do đó không thể được sử dụng làm bộ nhớ chính của máy tính.
Đó là lúc RAM phát huy tác dụng. RAM có dạng chip máy tính silicon, được gắn vào bus bộ nhớ. Bản thân bộ nhớ đệm trên CPU cũng là một dạng RAM, nhưng khi thuật ngữ này được sử dụng chung, nó dùng để chỉ các chip nhớ này nằm bên ngoài CPU.
Bus bộ nhớ chỉ đơn giản là một tập hợp các mạch chuyên dụng di chuyển thông tin giữa CPU và RAM. Hệ điều hành di chuyển thông tin từ ổ cứng thể rắn hoặc cơ học chậm hơn nhiều của hệ thống, để chuẩn bị cho nhu cầu của CPU. Ví dụ:khi trò chơi điện tử đang “tải”, dữ liệu đang được chuyển từ ổ cứng sang RAM.
Tương tự như vậy, hãy nghĩ về RAM như mặt trên của bàn làm việc và các ngăn kéo là ổ cứng, trong đó chính bạn đóng vai trò là CPU. Thật nhanh chóng và dễ dàng để làm việc với các mục trên bàn làm việc, nhưng chỉ có quá nhiều chỗ. Có nghĩa là bạn cần di chuyển mọi thứ giữa mặt bàn và ngăn kéo khi bạn cần.
Máy tính, điện thoại thông minh, bảng điều khiển trò chơi và mọi loại thiết bị điện toán khác đang được sử dụng ngày nay đều có một số loại RAM. Chúng ta sẽ xem xét từng cái, giải thích cách thức hoạt động và công dụng của nó. Cụ thể, chúng tôi sẽ đề cập đến các loại RAM sau:
- SRAM
- DRAM
- SDRAM
- RAM SDR
- DDR SDRAM
- GDDR
- HMB
Đừng lo lắng nếu điều đó nghe có vẻ như là những thứ vô nghĩa đáng sợ. Tất cả sẽ trở nên rất rõ ràng trong thời gian ngắn.
SRAM - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên tĩnh
Một trong hai loại RAM chính, SRAM đặc biệt vì nó không cần phải “làm mới” để giữ lại thông tin mà nó hiện đang lưu trữ. Miễn là có nguồn điện chạy qua các mạch, thông tin vẫn ở đúng vị trí của nó.
SRAM được xây dựng từ một số bóng bán dẫn (4-6) và cực kỳ nhanh nhờ bản chất của nó. Tuy nhiên, nó tương đối phức tạp và đắt tiền, đó là lý do tại sao bạn sẽ thấy nó trong các CPU được đưa vào sử dụng như bộ nhớ đệm siêu nhanh.
Ngoài ra còn có một lượng nhỏ bộ đệm SRAM ở bất cứ nơi nào dữ liệu phải di chuyển nhanh chóng, nhưng có thể bị tắc nghẽn. Bộ đệm ổ cứng là một ví dụ điển hình cho trường hợp sử dụng này. Bất cứ nơi nào thiết bị có nhiều dữ liệu xung quanh, rất có thể sẽ có một số SRAM giúp quá trình truyền tải diễn ra suôn sẻ.
DRAM - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động
DRAM là khác kiểu thiết kế RAM phổ biến. Bộ nhớ DRAM được xây dựng bằng cách sử dụng các bóng bán dẫn và tụ điện. Trừ khi bạn làm mới từng ô nhớ, nó sẽ mất nội dung của nó. Đây là lý do tại sao nó được gọi là "động" thay vì "tĩnh".
DRAM chậm hơn nhiều so với SRAM, nhưng vẫn nhanh hơn nhiều so với các thiết bị lưu trữ thứ cấp như ổ cứng. Nó cũng rẻ hơn nhiều so với SRAM và nó là điển hình cho các máy tính có nhiều GB DRAM tích hợp làm giải pháp RAM chính.
SDRAM - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động đồng bộ
Một số người có vẻ nghĩ rằng SDRAM là sự kết hợp giữa SRAM và DRAM, nhưng không phải vậy! Đây là DRAM đã được đồng bộ hóa với xung nhịp CPU.
Mô-đun DRAM sẽ đợi CPU trước khi phản hồi các yêu cầu đầu vào dữ liệu. Nhờ tính chất đồng bộ của nó và cách bộ nhớ SDRAM được cấu hình thành các ngân hàng, CPU có thể hoàn thành nhiều lệnh cùng một lúc, làm tăng đáng kể hiệu suất tổng thể của nó.
SDRAM là dạng cơ bản của loại RAM chính được sử dụng trong hầu hết các máy tính hiện nay. Nó còn được gọi là SDR SDRAM hoặc Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động đồng bộ tốc độ dữ liệu đơn . Mặc dù về cơ bản nó giống loại bộ nhớ được sử dụng trong máy tính ngày nay nhưng dạng SDR vani của nó đã lỗi thời khá nhiều, được thay thế bằng loại RAM tiếp theo trong danh sách của chúng tôi.
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động đồng bộ tốc độ dữ liệu kép
Điều đầu tiên bạn nên biết là có nhiều thế hệ bộ nhớ DDR. Thế hệ đầu tiên mà chúng tôi gọi là DDR 1 khi nhìn lại, đã tăng gấp đôi tốc độ của SDRAM bằng cách cho phép các hoạt động đọc và ghi xảy ra ở cả đỉnh và đáy của chu kỳ đồng hồ.
DDR2, DDR3 và ngày nay là DDR4 đã được cải tiến theo cấp số nhân trên thế hệ DDR đầu tiên đó. Hiệu suất của các mô-đun bộ nhớ này được đo bằng Mega Transfers per Second hoặc “MT / S”. Một lần truyền lớn về cơ bản tương đương với một triệu chu kỳ đồng hồ. Các chip DDR thế hệ đầu tiên nhanh nhất có thể hoạt động 400 MT / s. DDR4 có thể nhanh đến 3200MT / s!
GDDR SDRAM - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên tốc độ dữ liệu gấp đôi đồ họa
GDDR hiện đang ở thế hệ thứ sáu và hầu như chỉ được tìm thấy kết nối với GPU (đơn vị xử lý đồ họa) trên thẻ video hoặc bảng điều khiển trò chơi. GDDR có liên quan đến DDR thông thường, nhưng được thiết kế cho các trường hợp sử dụng đồ họa. Nhấn mạnh lượng lớn băng thông, trong khi ít quan tâm đến độ trễ thấp.
Nói cách khác, bộ nhớ này không phản hồi nhanh như SDRAM thông thường, nhưng nó có thể di chuyển nhiều thông tin hơn cùng một lúc khi nó phản hồi. Điều đó hoàn hảo cho các ứng dụng đồ họa trong đó nhiều gigabyte dữ liệu kết cấu cần được truyền trực tuyến để hiển thị cảnh và độ trễ nhỏ không phải là hệ quả thực sự.
Mặc dù có tên, GDDR có thể được sử dụng như RAM hệ thống bình thường. Ví dụ:PlayStation 4 có một nhóm bộ nhớ GDDR duy nhất mà các nhà phát triển có thể phân chia theo bất kỳ cách nào họ thích, phân bổ các phần cho CPU và GPU khi cần thiết.
HBM - Bộ nhớ băng thông cao
GDDR có một đối thủ ở dạng bộ nhớ HBM, vốn có trên một số card đồ họa hạn chế do AMD sản xuất. Hiện tại, phiên bản mới nhất là HBM 2, nhưng không chắc liệu nó sẽ thay thế GDDR hay không còn tồn tại.
Phần quan trọng nhất của hiệu suất bộ nhớ là tổng lượng dữ liệu có thể được dịch chuyển trong một khoảng thời gian nhất định. Một cách để làm điều này là tạo ra bộ nhớ rất nhanh. Một cách khác để cải thiện tổng băng thông là làm cho dữ liệu "đường ống" được đẩy qua rộng hơn.
Bộ nhớ HBM chạy ở tần số xung nhịp thô thấp hơn GDDR, nhưng sử dụng thiết kế chip xếp chồng 3D độc đáo cung cấp một đường dẫn vật lý rất rộng cho dữ liệu cũng như khoảng cách truyền tín hiệu ngắn hơn nhiều. Kết quả cuối cùng là giải pháp bộ nhớ có tổng băng thông tương tự so với GDDR nhưng có độ trễ ít hơn.
Vấn đề với HBM là quá trình chế tạo phức tạp và nhờ vào thiết kế vật lý của nó, nên vẫn chưa thể đạt được các loại dung lượng tầm thường với GDDR. Nếu những vấn đề đó cuối cùng được khắc phục, nó có thể thay thế GDDR, nhưng không có gì đảm bảo rằng điều này sẽ xảy ra.
Cảm ơn vì những kỷ niệm!
Rõ ràng là RAM là một thành phần thiết yếu của bất kỳ máy tính nào và khi nó gặp sự cố, thật khó để tìm ra vấn đề thực sự là gì.
Rốt cuộc, một chút bất ổn ở đây hoặc ở đó có thể khiến hệ thống của bạn không ổn định một cách tinh tế hoặc đứng sau những sự cố dường như ngẫu nhiên. Đây là lý do tại sao bạn nên luôn kiểm tra bộ nhớ RAM kém bất cứ khi nào bạn gặp vấn đề về độ ổn định không thể giải thích được.
Một ngày nào đó, chúng ta có thể vượt ra ngoài RAM, nhưng trong tương lai gần, nó sẽ là một phần thiết yếu của câu đố về hiệu suất máy tính, vì vậy chúng ta cũng có thể tìm hiểu về nó.