6. díl - Stavíme si počítač - Operační paměť (RAM)

Hardware PC Stavíme si počítač Stavíme si počítač - Operační paměť (RAM)

V minulém dílu našeho seriálu o stavbě počítače byla řeč o procesorech. Co se týče základní funkčnosti PC, chybí nám již jen operační paměť - RAM. Právě té je věnován dnešní díl.

K efektivní práci počítače je naprosto nezbytné, aby byl schopen rychle přistupovat k datům, která zpracovává. Paměťová média s těmito daty jsou ovšem často velmi pomalá a kdyby procesor četl data přímo z nich, jeho výkon by se propadl o několik řádů.

Mechanická úložná zařízení

V minulosti se k ukládání dat používaly děrné štítky a později magnetická média (ať již máme na mysli bubny, páskové mechaniky nebo stále ještě četně používané plotnové pevné disky). Společnou vlastností těchto zařízení je, že jsou mechanická. To znamená, že když chceme něco přečíst, musíme se mechanicky (nejčastěji pohybem čtecí hlavy) posunout na tu část média, kde jsou tato data uložena. Mechanický pohyb je extrémně pomalý a neefektivní. To jsme si již říkali i u procesorů, kde mechanické přepínače nahradily tranzistory. Tranzistorová paměť je však velmi drahá a proto nepřipadalo v úvahu, že by ji měly počítače tolik, aby zcela nahradila mechanická úložiště.

Možná vás samotné napadlo, že by se dal problém vyřešit pomocí menšího množství tranzistorové paměti. Když by procesor potřeboval nějaká data z disku, načetl by si je nejdříve do této rychlé paměti a potom by s diskem již vůbec nepracoval. Tato data by mu nějakou dobu stačila, mohl by číst rychle a dle libosti, modifikovat a potom výsledek nahrát zpět na disk. Gratuluji, právě jste vynalezli operační paměť - RAM.

RAM

Zkratka RAM označuje Random Access Memory, tedy paměť s náhodným přístupem. Ačkoli to u nových pamětí 100% neplatí, můžeme říci, že jsme schopni číst nebo psát do jakéhokoli místa v paměti stejnou rychlostí, aniž bychom museli v zařízení např. přesouvat čtecí hlavu.

Zkratka RAM může být kromě paměťového modulu pro základní desku chápána i obecně a určité množství paměti typu RAM nalezneme téměř v každé PC komponentě (pevný disk, registry procesory, cache DVD mechaniky). Všude splňuje stejnou funkci - je to malé množství rychlé paměti pro šetření komunikací s paměťovým médiem. My se v tomto dílu bavíme o operační paměti počítače, která se zasadí v podobě modulů do základní desky. Modulům se odborně říká DIMM nebo někdy také jednoduše sticks (tyčinky). Modul má na sobě napájených vždy několik čipů a to buď jen z jedné strany nebo z obou stran. Dnešní RAM paměti na sobě mají obvykle i pasivní kovový chladič.

Samsung DD3 RAM
Corsair DD3 RAM

Některé RAM paměti mají od výrobce uveden parametr "low profile". To znamená, že mají nízkou konstrukci a nestane se, že by překážely např. většímu chladiči, který si k procesoru pořizujete.

V minulosti se používaly 32bitové paměti (namísto dnešních 64bitových), kterým se říkalo SIMM. Notebookové moduly DIMM se nazývají SO-DIMM a kromě menší velikosti pro ně platí vše, co si dnes povíme.

DDR

Aktuální DIMM paměti využívají tzv. dvojitou rychlost přenosu data (DDR = Double Data Rate). Ve výsledku se za stejné frekvence hodinového obvodu přenese 2x tolik dat, než ve starších SDR. Technologie DDR je ještě verzována, aktuální verze je 3, i když už existují i DDR 4.

Na základní desku se paměti vloží do připravených slotů. Dnešní základní desky podporují tzv. dual channel, tripple channel nebo quad channel. To znamená, že umí najednou přistupovat k 2, 3 nebo čtyřem modulům pamětí. Teoreticky je tedy výhodnější vložit 2x 4 GB modul do dual channelu než 1x 8 GB jako jeden modul. Jak se DDR vkládají do motherboardu jsme si vysvětlili u dílu o základní desce.

Vlastností poměti RAM je také to, že se po odpojení proudu vymaže. Nehodí se tedy jako trvalé úložiště dat, i když je v některých zařízeních tak používána (se zálohovací baterií).

Praktický dopad velikosti paměti RAM na běh PC

Jakmile počítač operuje při nedostatku paměti RAM, dostane se do situace, kdy potřebuje více paměti, než kterou má dostupnou. Tato situace má víceméně 2 možná řešení:

  1. Pád systému - Operační systém je zastaven, jelikož není možné dále zpracovávat instrukce.
  2. Swapování - Další data se začnou místo do RAM nahrávat na pevný disk. Tato situace se hlavně s plotnovým pevným diskem projeví obrovským propadem ve výkonu a vysokým vytížením disku. Swapování je v operačním systému obvykle povoleno a lze ho vypnout, což se dělá zejména pokud vlastníme SSD disk, který by se tím mohl poškodit.

Můžeme zjednodušeně říci, že paměťová rezerva nám umožní plynulejší běh softwaru. Hlavně u her jsou paměti RAM velmi důležité, protože zabrání "donačítání" dat, která se do RAM nevešla. Takové načítání během hry se podepíše na plynulosti herního zážitku. Abychom nezůstali jen u her, s nízkou kapacitou RAM nebudete moci pracovat např. s větším množství otevřených záložek v prohlížeči.

Výběr paměti RAM

Paměť RAM si vybíráme podle základní desky, kterou jsme si pořídili k našemu procesoru.

V současné době jsou nejrozšířenější paměti DDR verze 3. Starší verze (1 a 2) mají jiný zářez na kontaktech a proto bychom je do základní desky pro DDR 3 nevložili. Začínají se objevovat i DDR 4.

Kritérii při výběru jsou:

  1. Kapacita - Operační paměti bychom měli mít v počítači obvykle několik GB. V současné době je standard 4-8 GB. Je lepší kapacitu rozložit jako více fyzických pamětí v dual nebo quad channelu.
  2. Frekvence - Paměť běží vždy na určité frekvenci, kterou udává její výrobce. Dnes je kolem 1600 MHz. Rychlejší paměť může běžet i pomaleji na starší desce, opačně to samozřejmě nelze.
  3. Napětí - RAM jsou stavěné na určité napětí. To je obvykle v rozmezí 1.5 - 2.5 V. Zde pozor, nižší hodnota napětí znamená vyšší kvalitu paměti. Jinými slovy že dokáže rychle pracovat za nižší spotřeby. Kontroler paměti je v procesoru, zjistěte si tedy v jeho specifikaci jaké napětí pro své paměti potřebujete a podle toho je vybírejte. Moderní procesory pracují s napětím mezi 1.35 a 1.5 V a nikdy byste neměli koupit zastaralou paměť, která potřebuje přes 1.65 V. Nižší napětí snižuje spotřebu a tepelné ztráty, proto je snižování voltáže typické i pro CPU.

Z běžnějších pamětí jsou obvykle kvalitní např. Samsung, z těch lepších Corsair.

Budoucnost

Již několik let se pracuje na typu RAM, které by se nevymazaly po odpojení napájení. Dalším zajímavým trendem je příchod SSD disků, což jsou pevné disky s flash pamětí. Vyznačují se trvanlivostí dat i po odpojení napájení a rychlým (náhodným) přístupem k datům bez mechanických částí. Teoreticky by tato média mohla v budoucnu dosáhnout takového stupně vývoje, že by paměť RAM začala být zbytečná.

Příští díl bude o grafické kartě (GPU), zjistíme, že je to vlastně počítač v počítači.


 

  Aktivity (1)

Článek pro vás napsal David Čápka
Avatar
Autor pracuje jako softwarový architekt a pedagog na projektu ITnetwork.cz (a jeho zahraničních verzích). Velmi si váží svobody podnikání v naší zemi a věří, že když se člověk neštítí práce, tak dokáže úplně cokoli.
Unicorn College Autor se informační technologie naučil na Unicorn College - prestižní soukromé vysoké škole IT a ekonomie.

Jak se ti líbí článek?
Celkem (10 hlasů) :
55555


 


Miniatura
Všechny články v sekci
Stavíme si počítač

 

 

Komentáře
Zobrazit starší komentáře (3)

Avatar
Pavel Mazura
Člen
Avatar
Pavel Mazura:

Ano, PAE to vylepšuje. Je podporován třeba většinou nových Linuxových distribucí a serverovými systémy MS. Ale třeba i u Windows 8 32 bitů MS stále uvádí podporu max. 4 GB RAM a údajně to má mít ošetřeno i v licenčním ujednání (toto mám jen z doslechu). Popravdě jsem zatím nepotkal a ani neslyšel, že by někdo používal na 32 bit OS od MS více než 4 GB RAM.

Odpovědět  +1 8.6.2014 14:10
Vím, že nic nevím.
Avatar
Lukáš Hornych
Redaktor
Avatar
Lukáš Hornych:

Nevím jestli je to tu někde napsané, ale zajímalo by mě proč je lepší kapacitu rozložit jako více fyzických pamětí v dual nebo quad channelu? Už dlouho mě to zajímá, ale nikde jsem to nenašel (asi neumím hledat :D).

 
Odpovědět 24.7.2015 13:30
Avatar
David Čápka
Tým ITnetwork
Avatar
Odpovídá na Lukáš Hornych
David Čápka:

Cituji z článku:

Dnešní základní desky podporují tzv. dual channel, tripple channel nebo quad channel. To znamená, že umí najednou přistupovat k 2, 3 nebo čtyřem modulům pamětí.

Když přistupuješ najednou k několika pamětím, tak je to samozřejmě rychlejší než když přistupuješ k jedné s větší kapacitou.

Odpovědět  +4 24.7.2015 13:57
Miluji svou práci a zdejší komunitu, baví mě se rozvíjet, děkuji každému členovi za to, že zde působí.
Avatar
Tom stava
Člen
Avatar
Tom stava:

Zdravím chci se zeptat chťet bych pořídit rychlejší V PC mám 4 sloty a mám tam 2x4GB . Můžu koupit do dalších 2 slotů další důální aby fungovaly zároveň nebo spolu nebudou fungovat ?

 
Odpovědět 7. června 10:46
Avatar
pocitac770
Redaktor
Avatar
Odpovídá na Tom stava
pocitac770:

Záleží na tom, jak to myslíš. Samozřejmě, pokud myslíš jenom zapojení a využívání všech 4, tak to jde úplně vždy, s jakýmikoliv. Pokud myslíš to, že si koupíš 2 stejné, tak jestli budou propojené jako ty předchozí v dual-channelu, tak ano. Pokud myslíš, že bys koupil stejné, jako máš teď a že by se nějak "vylepšovaly" navzájem, tak to ne, většinou je quad-channel na deskách, co mají 8 slotů...

Editováno 7. června 10:55
 
Odpovědět 7. června 10:55
Avatar
Tom stava
Člen
Avatar
Odpovídá na pocitac770
Tom stava:

Právě že mám aktuálně 4 sloty a v nich jedny duální ramky a 2 sloty mám volné a zdá se mi že u některách her je to málo tak abych je nemusel vyhodit tak bych koupil ještě jedny duální abych měl obsazeny všechny sloty a aby se zvýšil výkon . A zajímá mě jestli s tím nebude problém. A díky za odpověď.

 
Odpovědět 7. června 23:37
Avatar
pocitac770
Redaktor
Avatar
Odpovídá na Tom stava
pocitac770:

Počítal jsem s čímkoliv, proto jsem napsal všechny možný odpovědi, stačí si jenom najít tu správnou :D

 
Odpovědět 7. června 23:58
Avatar
Tom stava
Člen
Avatar
Tom stava:

Tak když tam mám 2x4GB a dám tam například další 2x4 GB tak se ten výkon bude sčítat?

 
Odpovědět 8. června 12:03
Avatar
Taskkill
Redaktor
Avatar
Odpovídá na Tom stava
Taskkill:

Sečte se ti kapacita paměti, ne výkon.

 
Odpovědět 8. června 12:40
Děláme co je v našich silách, aby byly zdejší diskuze co nejkvalitnější. Proto do nich také mohou přispívat pouze registrovaní členové. Pro zapojení do diskuze se přihlas. Pokud ještě nemáš účet, zaregistruj se, je to zdarma.

Zobrazeno 10 zpráv z 13. Zobrazit vše