什么是ram记忆？它如何工作？

当我们的计算机运行缓慢时，我们首先要考虑的事情之一就是是否有足够的RAM内存。 而且，所有程序，游戏和操作系统通常具有的要求之一是最少RAM。 RAM到底是什么，它的作用是什么？ 今天，我们将在本文中看到所有这些以及更多内容。

内容索引

什么是RAM

RAM（随机存取存储器）是我们计算机的物理组件，通常安装在同一主板上。 RAM是可移动的，并且可以通过不同容量的模块进行扩展。

RAM存储器的功能是加载处理器中执行的所有指令 。 这些说明来自操作系统，输入和输出设备，硬盘驱动器以及计算机上安装的所有组件。

正在运行的程序的所有数据和指令都存储在RAM存储器中，这些数据和指令在执行前从存储单元发送出去。 这样，即使您迫不及待，我们也可以提供我们运行的所有程序。

如果不存在RAM，则应直接从硬盘驱动器获取指令，这些指令比该随机存取存储器要慢得多，因此使其成为计算机性能的关键组成部分。

之所以称其为随机存取存储器，是因为可以在不考虑其存取顺序的情况下对其进行读写。 这实际上不允许等待访问信息的时间间隔。

RAM的物理组件

关于RAM内存模块的物理组件，我们可以区分以下部分：

组件板

它是支撑其他组件以及与这些组件的每个部分进行通信的电气轨道的结构。

这些板均构成一个RAM存储器模块。 根据市场上现有的模块，这些模块中的每个模块都将具有一定的存储容量。

记忆库

它们是负责存储记录的物理组件。 这些存储库由集成电路芯片形成，这些集成电路芯片由形成存储单元的晶体管和电容器组成。 这些元素允许将信息位存储在其中。

为了使信息保留在晶体管内部，它们中需要定期供电。 这就是为什么当我们关闭计算机时该内存完全空了。

例如，这是RAM和SSD存储单元之间的最大差异。

要了解有关SSD驱动器的更多信息，请访问我们的文章，其中详细介绍了最佳型号及其特性：

每个RAM模块都有几个物理上由芯片隔开的存储库。 这样，可以在其中一个正在加载或卸载时访问其中一个的信息。

钟表

同步RAM存储器具有一个时钟，负责同步这些元素的读取和写入操作。 异步存储器没有这种类型的集成元件。

SPD芯片

SPD（串行状态检测）芯片负责存储与RAM存储器模块有关的数据。 这些数据是内存大小，访问时间，速度和内存类型。 通过这种方式，计算机将通过在加电期间进行检查来知道内部安装了什么RAM内存。

连接总线

该总线由电触点组成，负责允许内存模块和母板之间进行通信。 由于有了这一元素，我们将使内存模块与主板分离，从而能够通过新模块扩展内存容量。

RAM内存模块的类型

一旦我们看到了RAM存储器的不同物理组件，我们还必须知道它们安装的封装类型或模块。 这些模块基本上由组件板和连接总线以及它们的触针组成。 这些是迄今为止最常用的模块：

• RIMM：这些模块安装了RDRAM或Rambus DRAM存储器。 然后，我们将看到它们。 这些模块具有184个连接引脚和16位总线。 SIMM：此格式由较旧的计算机使用。 我们将拥有30和60个触点模块以及16和32位数据总线。 DIMM：这是当前用于版本1、2、3和4的DDR存储器的格式。数据总线为64位，可以具有：168个SDR RAM引脚，184个DDR引脚，240个DDR2引脚。 DDR2和DDR3，以及288（用于DDR4）。 SO-DIMM：它将是便携式计算机的特定DIMM格式。 FB-DIMM：服务器的DIMM格式。

RAM技术的类型

通常，存在或已经存在两种类型的RAM。 异步类型，没有时钟与处理器同步。 以及那些能够与处理器保持同步以在其中访问和存储信息的效率和有效性的同步类型。 让我们看看每种类型存在哪些。

异步存储器或DRAM

第一个DRAM（动态RAM）或动态RAM存储器是异步类型的。 由于其以随机和动态方式存储信息的特性，因此被称为DRAM。 其晶体管和电容器的结构意味着要将数据存储在存储单元内部，必须定期为电容器供电。

这些动态存储器是异步类型的， 因此没有能够将处理器的频率与存储器本身的频率同步的元件 。 这导致这两个元素之间的通信效率降低。 一些异步存储器如下：

• FPM-RAM（快速页面模式RAM）：这些内存用于第一个Intel Pentium。 它的设计包括能够发送单个地址并作为交换接收这些连续地址中的几个。 由于不需要连续发送和接收单个地址，因此可以提高响应速度和效率。 EDO-RAM（扩展数据输出RAM ）：此设计是对前一个设计的改进。 除了能够同时接收连续的地址外，还读取地址的前一列，因此发送地址时无需等待地址。 BEDO-RAM（突发扩展数据RAM）：对EDO-RAM的改进，该内存能够访问各个内存位置，以便在每个时钟周期向处理器发送数据突发（Burt）。 这种记忆从未被商业化。

同步或SDRAM类型的存储器

与以前的动态RAM不同，此动态RAM具有一个内部时钟，能够与处理器同步。 通过这种方式，两个元素之间的访问时间和通信效率得到显着提高。 当前，我们所有的计算机都在其上运行这种类型的内存。 让我们看一下不同类型的同步存储器。

Rambus DRAM（RDRAM）

这些内存是对异步DRAM的完整检查。 它在带宽和传输频率上都改善了这一点。 它们用于Nintendo 64控制台，这些存储器安装在称为RIMM的模块中，频率达到1200 MHz，字宽为64位。 目前已弃用

SDR SDRAM

它们只是当前DDR SDRAM的前身。 这些以DIMM类型的模块提供。 它们可以连接到主板的插槽，并且由168个触点组成。 这种类型的内存最大支持515 MB。 它们用于AMD Athlon处理器以及Pentium 2和3

DDR SDRAM（双倍数据速率SDRAM）

这些是我们计算机中当前使用的RAM存储器，具有不同的更新。 DDR存储器允许在同一时钟周期（双倍数据）中同时通过两个不同的通道传输信息。

封装包括一个184针DIMM，最大容量为1 GB。 DDR内存由AMD Athlon使用，后来由Pentium 4使用。其最大时钟频率为500 MHz

DDR2 SDRAM

通过DDR RAM的这种发展，在每个时钟周期中传输的位都加倍到4（四次传输），两次向前，两次返回。

封装是240针DIMM类型。 它的最大时钟频率为1200 MHz，与DDR相比，DDR2型芯片的等待时间（信息访问和响应时间）增加了，因此这会降低其性能。 DDR2内存在安装时与DDR不兼容，因为它们在不同的电压下工作。

DDR3 SDRAM

DDR标准的又一次发展。 在这种情况下，通过在较低电压下工作来提高能量效率。 封装仍为240针DIMM类型，时钟频率高达2666 MHz，每个内存模块的容量高达16 GB。

随着技术的飞速发展，这些DDR3存储器具有比以前的存储器更高的延迟，并且与以前的版本不兼容。

DDR4 SDRAM

与以前的情况一样，它在时钟频率方面有了实质性的改进，可以达到4266 MHz。与技术飞跃一样，这些DDR4存储器的延迟比以前的存储器要高，并且不兼容适用于旧技术的扩展插槽。

DDR4内存安装288针模块。

使用的术语

我们必须特别注意用于命名当前DDR型RAM的术语。 通过这种方式，我们可以确定要购买的内存以及内存的使用频率。

首先，我们将具有可用的内存容量，然后是“ DDR（x）-（频率）PC（x）-（数据传输速率）”。 例如：

2 GB DDR2-1066 PC2-8500：我们正在处理一个2 GB DDR2类型的RAM模块，该模块以1066 MHz的频率工作，传输速率为8500 MB / s

RAM内存操作

要了解RAM存储器的工作原理，我们首先要看的是RAM与处理器的物理通信方式。 如果我们考虑RAM存储器的层次结构顺序，则该顺序恰好位于处理器高速缓存的下一级。

RAM控制器必须处理三种信号，数据信号，寻址信号和控制信号。 这些信号主要在数据和地址总线以及其他控制线上循环。 让我们看看它们中的每一个。

数据总线

这条线负责将信息从存储控制器传送到处理器和其他需要此信息的芯片。

此数据分为32或64位元素。 根据处理器的位宽，如果处理器为64，则数据将被分组为64位块。

地址总线

该行负责传输包含数据的内存地址。 该总线独立于系统地址总线。 这条线的总线宽度将是RAM和处理器的宽度，当前为64位。 地址总线物理连接到处理器和RAM。

控制总线

Vdd电源信号，读取（ RD ）或写入（ RW ）信号，时钟信号（ Clock ）和复位信号（ Reset ）等控制信号将在此总线上传输。

双通道操作

由于双通道技术可以同时访问两个不同的内存模块，因此可以提高设备的性能。 当双通道配置处于活动状态时，将可以访问128位扩展而不是典型的64位扩展的块。 当我们使用集成在主板中的图形卡时，这一点尤其明显，因为在这种情况下，部分RAM被共享以供此图形卡使用。

为了实现该技术，将需要在主板北桥芯片组中安装一个额外的内存控制器。 为了使双通道有效，内存模块必须为相同类型，具有相同容量和速度。 并且必须将其安装在主板上指示的插槽中（通常是1-3和2-4对）。 尽管不必担心，因为即使它们是不同的记忆，它们也可以在双通道上工作

目前，我们还可以在新的DDR4存储器中使用三通道甚至四通道使用此技术。

RAM存储器指令周期

该操作方案由两个双通道存储器表示。 为此，我们将有一个128位数据总线，两个模块中每个模块包含的每个数据64位。 此外，我们将拥有一个带有两个内存控制器CM1和CM2的CPU

一个64位数据总线将连接到CM1，另一个将连接到CM2。 为了使64位CPU处理两个数据块，它将在两个时钟周期内扩展它们。

地址总线将包含处理器在任何给定时间所需的数据的存储器地址。 此地址将来自模块1和模块2单元。

CPU要从存储位置2读取数据

CPU要从存储位置2读取数据。此地址对应于位于两个双通道RAM存储器模块中的两个单元。

由于我们要从内存中读取数据，因此控制总线将激活读取电缆（RD），以便内存知道CPU要读取该数据。

同时，内存总线会将该内存地址发送到RAM，所有这些地址均通过时钟（CLK）同步

内存已经收到了处理器的请求，现在几个周期之后，它将准备从两个模块中获取数据以通过数据总线发送。 我们说几个周期后是因为RAM的延迟使该过程不立即进行。

来自RAM的128位数据将通过数据总线发送，总线的一部分为64位块，另一部分为64位块。

这些块中的每个块现在将到达内存控制器CM1和CM2，CPU将在两个时钟周期内对其进行处理。

阅读周期将结束。 要执行写操作，将完全相同，但是激活控制总线的RW电缆

如何判断RAM是否良好

要知道RAM的性能是好是坏，我们必须查看它的某些方面。

• 制造技术：最主要的是要知道哪种技术可以实现RAM存储器。 另外，这必须与支持主板的相同。 例如，如果它是DDR4或DDR3等。 大小：另一个主要方面是存储容量。 越好越好，特别是如果我们要使用我们的设备进行游戏或非常繁重的程序时，我们将需要大容量RAM，8、16、32 GB等。 哪个通道的板容量：要考虑的另一方面是板是否允许双通道。 如果是这样，例如我们要安装16 GB的RAM，最好的做法是购买两个8 GB的模块，然后以双通道安装它们，然后再仅安装16 GB的一个。 延迟：延迟是内存执行数据搜索和写入过程所花费的时间。 这段时间越短越好，尽管它也必须权衡其他方面的因素，例如传输容量和频率。 例如，DDR 4存储器具有高延迟，但是会被高频和数据传输所抵消。 频率：是内存工作的速度。 越多越好。

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至此，我们结束了有关什么是RAM及其工作原理的文章，希望您喜欢它。 如果您有任何疑问或想澄清一些问题，只需将其保留在评论中即可。