Vydělávej až 160.000 Kč měsíčně! Akreditované rekvalifikační kurzy s garancí práce od 0 Kč. Více informací.
Hledáme nové posily do ITnetwork týmu. Podívej se na volné pozice a přidej se do nejagilnější firmy na trhu - Více informací.

Lekce 7 - Stavíme si počítač - Operační paměť (RAM)

V minulé lekci, Stavíme si počítač - Procesor - Chlazení a kritéria výběru, jsme si představili procesory Intel a AMD a popsali si kritéria výběru a problematiku chlazení.

V dnešním tutoriálu o stavbě počítače se blíže podíváme na operační pamět RAM v počítači. Popíšeme si princip jejího fungování a zastavíme se u přenosové rychlosti. Poté si řekneme, podle čeho správnou RAM vybírat. Důležitými parametry budou v tomto případě kapacita, frekvence a napětí DDR.

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. 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 tak extrémně pomalý a neefektivní.

To jsme si již říkali 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. Zde by data také mohl modifikovat a potom výsledek nahrát zpět na disk. Gratuluji, právě jste vynalezli operační paměť - RAM.

Popis RAM paměti

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. Potom platí, že určité množství paměti typu RAM nalezneme téměř v každé PC komponentě (pevný disk, registry, procesory, cache, DVD mechaniky). Všude taková RAM splňuje stejnou funkci - je to malé množství rychlé paměti pro šetření komunikací s paměťovým médiem.

My se v této lekci 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:

ram_ddr4 - Stavíme si počítač

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

Přenosová rychlost

Aktuální DIMM paměti využívají tzv. dvojitou rychlost přenosu data, DDR (Double Data Rate). Ve výsledku se za stejné frekvence hodinového obvodu přenese dvakrát tolik dat, než ve starších SDR (Single Data Rate). Technologie DDR je ještě verzována, aktuálně nejpoužívanější verze je DDR 4, i když už existují i DDR 5.

Na základní desku se paměti vloží do připravených slotů. U dnešních základních desek se nejčastěji používají tzv. Quad channel, dřív se používaly i Dual channel, nebo Tripple channel. To znamená, že systém umí najednou přistupovat k dvěma, třem nebo čtyřem modulům pamětí.

Rovnou si tedy prozradíme první kritérium pro výběr RAM: Je lepší mít 2x8 GB, než 1x16 GB.

U Quad channel jsou dva sloty pomalejší, než další dva - většinou jsou ryhlejší sloty šedé a ty pomalejší jsou černé. Obecně platí, že rychlejší sloty jsou první a třetí ve vzdálenosti od procesoru.

To, jestli máme paměti RAM v rychlejších, nebo pomalejších slotech, se podepíše na plynulosti obrazu. Nejčastěji to poznáme u her, kde bychom měli méně plynulý obraz, i když máme stejnou kapacitu RAM paměti.

Jak se DDR vkládají do motherboardu jsme si už vysvětlili u dílu o základní desce.

Na následujícím obrázku vidíme sloty pro vložení RAM:

sloty_ram - Stavíme si počítač

Vlastností paměti 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).

Velikosti paměti RAM

Může se samozřejmě stát, že se počítač dostane do situace, kdy má nedostatek paměti RAM. Potřebuje tedy více paměti, než kterou má dostupnou. Tato situace má víceméně dvě možná řešení:

  • Pád systému - Operační systém je zastaven, jelikož není možné dále zpracovávat instrukce.
  • 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, ale lze ho vypnout. To 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. Když máme například 8 GB RAM, tak nám hra poběží na méně FPS (Frames Per Second), tedy snímky za sekundu, než kdybychom měli například 16 GB RAM. Abychom ale nezůstali jen u her, s nízkou kapacitou RAM nebudeme 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 4. Starší verze mají jiný zářez na kontaktech, a proto bychom je do základní desky pro DDR 3 nevložili. Začínají se objevovat i DDR 5.

Kritérii při výběru jsou:

  • Kapacita - Operační paměti bychom měli mít v počítači obvykle několik GB. V současné době je standard 8-32 GB. Je lepší kapacitu rozložit jako více fyzických pamětí v Dual nebo Quad channelu.
  • Frekvence - Paměť běží vždy na určité frekvenci, kterou udává její výrobce. Dnes je kolem 3200 MHz. Rychlejší paměť může běžet i pomaleji na starší desce, opačně to samozřejmě nelze. Při výběru RAM si zjistíme, kolik má náš procesor maximální tolerovanou frekvenci RAM, dnešní procesory mají většinou maximální tolerovanou frekvenci RAM v rozmezí 4500 až 5000 Mhz.
  • Napětí - RAM jsou stavěné na určité napětí. To je obvykle v rozmezí 1.2 - 1.35 V.

Zde pozor, nižší hodnota napětí znamená vyšší kvalitu paměti. Jinými slovy, paměť dokáže rychle pracovat za nižší spotřeby.

Kontroler napětí paměti je v procesoru. Dříve totiž procesory měly nějaké maximální tolerované napětí RAM, dnes už se to ale neřeší a většinou to ani v popisu procesoru nenajdeme. 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 a Kingston.

Vývoj nového typu pamětí

Již několik let se pracuje na typu RAM pamětí, které by se nevymazaly po odpojení napájení. Například dnešní SSD disky, což jsou pevné disky s flash pamětí, se vyznačují 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.

V příští lekci, Stavíme si počítač - Grafická karta - Historie, popis, si popíšeme grafickou a historii jejího vývoje.


 

Předchozí článek
Stavíme si počítač - Procesor - Chlazení a kritéria výběru
Všechny články v sekci
Stavíme si počítač
Přeskočit článek
(nedoporučujeme)
Stavíme si počítač - Grafická karta - Historie, popis
Článek pro vás napsal David Hartinger
Avatar
Uživatelské hodnocení:
85 hlasů
David je zakladatelem ITnetwork a programování se profesionálně věnuje 15 let. Má rád Nirvanu, nemovitosti a svobodu podnikání.
Unicorn university David se informační technologie naučil na Unicorn University - prestižní soukromé vysoké škole IT a ekonomie.
Aktivity