random access memory (RAM)

Random-access memory (biasanya dikenal dengan singkatan nya, RAM) adalah bentuk penyimpanan data komputer. Hari ini, dibutuhkan bentuk sirkuit terpadu yang memungkinkan disimpan data yang akan diakses dalam urutan (yaitu, secara acak). "Random" mengacu pada gagasan bahwa setiap bagian dari data dapat dikembalikan dalam waktu yang konstan, terlepas dari lokasi fisik dan apakah atau tidak terkait dengan bagian sebelumnya data.

Sebaliknya, penyimpanan perangkat seperti cakram magnetik dan cakram optik bergantung pada gerakan fisik media rekaman atau kepala membaca. Dalam perangkat ini, gerakan itu butuh lebih lama dari transfer data, dan waktu pengambilan bervariasi berdasarkan lokasi fisik item berikutnya.

Kata RAM sering dikaitkan dengan jenis memori volatile (seperti modul memori DRAM), di mana informasi tersebut akan hilang setelah daya dimatikan. Banyak jenis memori RAM juga, termasuk sebagian besar jenis ROM dan tipe memori flash NOR-Flash disebut.

Sejarah

Jenis awal random-access memory luas writable adalah memori magnetis, yang dikembangkan 1949-1952, dan kemudian digunakan dalam kebanyakan komputer sampai pembangunan sirkuit RAM statis dan dinamis terpadu di akhir 1960-an dan awal 1970-an. Sebelum ini, komputer digunakan relay, baris delay / keterlambatan memori, atau berbagai jenis pengaturan tabung vakum untuk melaksanakan "fungsi memori utama" (yaitu, ratusan atau ribuan bit), beberapa yang akses acak, beberapa tidak. Kaitan pintu yang dibuat dari tabung vakum triodes, dan kemudian keluar, transistor diskrit, digunakan untuk kenangan yang lebih kecil dan lebih cepat seperti bank mendaftar acak-akses dan register. Sebelum pembangunan sirkuit terpadu ROM, permanen (atau read-only) random-access memory sering dibangun menggunakan matriks dioda semikonduktor didorong oleh dekoder alamat.

Jenis RAM

Top LR, DDR2 dengan panas-spreader, DDR2 tanpa panas-spreader, Laptop DDR2, DDR, Laptop DDR
1 megabit chip - salah satu model terakhir yang dikembangkan oleh Carl Zeiss Jena VEB pada tahun 1989

Modern jenis RAM dapat ditulis umumnya menyimpan sedikit data baik negara dari flip-flop, seperti SRAM (static RAM), atau sebagai muatan dalam kapasitor (atau transistor gerbang), seperti dalam DRAM (dynamic RAM), EPROM, EEPROM dan Flash. Beberapa jenis memiliki sirkuit untuk mendeteksi dan / atau kesalahan acak yang tepat disebut memori kesalahan dalam data yang tersimpan, dengan menggunakan bit paritas atau kode koreksi kesalahan. RAM jenis read-only, ROM, bukan menggunakan topeng logam secara permanen mengaktifkan / menonaktifkan transistor dipilih, bukan menyimpan muatan di dalamnya.

SRAM dan DRAM adalah volatile, bentuk-bentuk lain dari penyimpanan komputer, seperti disk dan pita magnetik, telah digunakan sebagai penyimpanan persisten di komputer tradisional. Banyak produk-produk baru dan bukan mengandalkan memori flash untuk mempertahankan data bila tidak digunakan, seperti PDA, atau pemutar musik kecil. Beberapa komputer pribadi, seperti komputer banyak kasar dan netbook, juga diganti disk magnetik dengan flash drive. Dengan memori flash, hanya jenis NOR mampu akses acak benar, yang memungkinkan eksekusi kode secara langsung, dan karena itu sering digunakan sebagai pengganti ROM; biaya lebih rendah jenis NAND biasanya digunakan untuk penyimpanan massal dalam kartu memori dan solid-state drive.

Mirip dengan mikroprosesor, chip memori adalah sirkuit terpadu (IC) dibuat dari jutaan transistor dan kapasitor. Dalam bentuk yang paling umum dari memori komputer, dinamis random access memory (DRAM), transistor dan sebuah kapasitor dipasangkan untuk menciptakan sel memori, yang mewakili satu bit data. Kapasitor memegang sedikit informasi - sebuah 0 atau 1. Transistor berfungsi sebagai saklar yang memungkinkan kontrol pada sirkuit chip memori membaca kapasitor atau mengubah negaranya.

Memori

Banyak sistem komputer memiliki hirarki memori yang terdiri dari register CPU, cache SRAM on-mati, cache eksternal, DRAM, sistem paging, dan virtual memory atau swap space pada hard drive. Kolam ini seluruh memori dapat disebut sebagai "RAM" oleh banyak pengembang, meskipun berbagai subsistem dapat memiliki waktu akses yang sangat berbeda, melanggar konsep asli di balik istilah random access dalam RAM. Bahkan dalam tingkat hirarki, seperti DRAM, baris spesifik, kolom, Bank, peringkat, saluran, atau organisasi interleave dari komponen membuat variabel waktu akses, walaupun tidak sejauh bahwa media penyimpanan berputar atau tape adalah variabel. Tujuan keseluruhan menggunakan hierarki memori adalah untuk mendapatkan kinerja akses yang lebih tinggi rata-rata mungkin meminimalkan total biaya sistem seluruh memori (umumnya, hirarki memori mengikuti waktu akses dengan register CPU yang cepat di bagian atas dan hard drive yang lambat di bagian bawah).

Pada banyak komputer pribadi modern, RAM datang dalam bentuk yang mudah upgrade modul-modul yang disebut modul atau modul memori DRAM seukuran beberapa potong permen karet. Cepat ini dapat diganti jika mereka menjadi rusak atau ketika permintaan perubahan kebutuhan kapasitas penyimpanan yang lebih besar. Seperti yang disarankan di atas, jumlah yang lebih kecil dari RAM (sebagian besar SRAM) juga terintegrasi dalam CPU dan IC lainnya di motherboard, serta hard-drive, CD-ROM, dan beberapa bagian lain dari sistem komputer.

swapping

Jika komputer menjadi rendah di RAM selama siklus penerapannya secara intensif, banyak arsitektur CPU dan sistem operasi yang mampu melakukan operasi yang dikenal sebagai "swapping". Menggunakan swapping paging file, area pada hard drive sementara digunakan sebagai memori kerja tambahan. penggunaan berlebihan dari mekanisme ini disebut laberakan dan umumnya tidak diinginkan karena menurunkan kinerja sistem secara keseluruhan, terutama karena hard drive jauh lebih lambat daripada RAM. Namun, jika program mencoba untuk mengalokasikan memori dan gagal, mungkin kecelakaan.

Kegunaan lain dari RAM "istilah"

perangkat fisik lainnya dengan kemampuan baca-tulis dapat memiliki "RAM" di nama mereka: misalnya, DVD-RAM. "Akses acak" juga merupakan nama dari sebuah metode pengindeksan: maka, penyimpanan disk sering disebut "random access" (Wiki: PowerOfPlainText, bahasa Fortran fitur # file langsung akses, MBASIC # File dan input / output, Java Platform, Standard Edisi # akses Random, diindeks file) karena membaca kepala dapat bergerak relatif cepat dari satu bagian data yang lain, dan tidak perlu membaca semua data di antaranya. Namun final "M" adalah penting: "RAM" (asalkan tidak ada istilah tambahan seperti dalam "DVD-RAM") selalu merujuk ke perangkat yang solid-state.

Seringkali, RAM adalah singkatan dalam percakapan on-line untuk mengacu memori utama komputer bekerja.

disk RAM

Software ini dapat "partisi" sebagian dari RAM komputer, memungkinkan untuk bertindak sebagai drive lebih cepat keras yang disebut disk RAM. Kecuali memori yang digunakan adalah non-volatile, sebuah RAM disk kehilangan data yang tersimpan ketika komputer dimatikan. Namun, memori volatile yang dapat menyimpan data ketika komputer dimatikan jika memiliki sumber daya terpisah, biasanya baterai.

Shadow RAM

Kadang-kadang, isi chip ROM akan disalin ke SRAM atau DRAM untuk memungkinkan waktu akses yang lebih pendek (seperti ROM mungkin lebih lambat). Chip ROM kemudian dinonaktifkan sementara lokasi memori diinisialisasi yang diaktifkan di di blok alamat yang sama (sering menulis yang dilindungi). Proses ini, kadang-kadang membayangi disebut, adalah cukup umum di kedua komputer dan embedded system.

Sebagai contoh umum, BIOS di komputer pribadi khas sering memiliki sebuah opsi bernama "BIOS menggunakan bayangan" atau mirip. Ketika diaktifkan, fungsi mengandalkan data dari ROM BIOS, bukan akan menggunakan lokasi DRAM (paling juga dapat beralih membayangi ROM kartu video atau bagian ROM lainnya). Tergantung pada sistem, ini mungkin atau tidak dapat berakibat kinerja yang meningkat, dan dapat menyebabkan tidak kompatibel. Sebagai contoh, beberapa perangkat keras mungkin tidak bisa diakses sistem operasi jika RAM bayangan digunakan. Pada beberapa sistem manfaat mungkin hipotetis karena BIOS tidak digunakan setelah boot yang mendukung akses hardware langsung. Tentu saja, agak kurang memori bebas yang tersedia ketika bayangan diaktifkan.
[Sunting] Perkembangan terkini

Beberapa jenis baru RAM non-volatile, yang akan menjaga data sementara dimatikan, sedang dalam pengembangan. Teknologi yang digunakan meliputi nanotube karbon dan menggunakan pendekatan efek terowongan magnet. MRAM antara generasi 1, sebuah KiB 128 (128 × 210 bytes) RAM magnetik (MRAM) chip dibuat dengan teknologi 0,18 μm pada musim panas 2003. Pada bulan Juni 2004, Infineon Technologies unveiled MiB 16 (16 × 220 bytes) prototipe lagi berdasarkan teknologi 0,18 μm. Ada dua teknik 2 generasi saat ini dalam pembangunan: Thermal Assisted Switching (TAS) [3] yang sedang dikembangkan oleh Crocus Teknologi, dan Spin Torque Transfer (STT) yang Crocus, Hynix, IBM, dan beberapa perusahaan lainnya bekerja [4 ]. Nantero membangun prototipe yang berfungsi karbon nanotube memori 10 GIB (10 × 230 bytes) array pada tahun 2004. Apakah beberapa teknologi tersebut akan dapat akhirnya mengambil pangsa pasar yang cukup signifikan baik dari DRAM, SRAM, atau teknologi flash-memory, bagaimanapun, masih harus dilihat.

Sejak tahun 2006, "Solid-state drive" (berdasarkan memori flash) dengan kapasitas melebihi 64 gigabyte dan kinerja jauh melebihi disk tradisional telah tersedia. Perkembangan ini telah mulai mengaburkan definisi tradisional antara memori akses acak dan "disk", secara dramatis mengurangi perbedaan performa. Ada juga riset aktif dalam bidang magnet plastik, yang beralih polaritas magnet berdasarkan cahaya.

Beberapa jenis memori acak-akses, seperti "EcoRAM", secara khusus dirancang untuk peternakan server, di mana konsumsi daya yang rendah adalah lebih penting daripada kecepatan.
[Sunting dinding] Memori

Dinding memori " adalah kesenjangan pertumbuhan antara CPU dan kecepatan memori di luar chip CPU. Alasan penting untuk perbedaan ini adalah bandwidth yang terbatas di luar batas-batas komunikasi chip. Dari tahun 1986 hingga 2000, kecepatan CPU meningkat di tingkat tahunan sebesar 55%, sementara kecepatan memori hanya meningkat sebesar 10%. Melihat tren ini, diharapkan bahwa latensi memori akan menjadi hambatan besar dalam kinerja komputer. [6]

Saat ini, perbaikan telah memperlambat kecepatan CPU secara signifikan sebagian karena hambatan fisik besar dan sebagian lagi karena desain CPU saat ini telah memukul dinding memori dalam arti tertentu. Intel diringkas penyebab ini pada tahun 2015 dokumentasi Platform mereka (PDF)

"Pertama-tama, sebagai chip geometri menyusut dan jam meningkat frekuensi, kebocoran transistor meningkat saat ini, yang menyebabkan kelebihan konsumsi daya dan panas ... Kedua, keuntungan dari kecepatan clock yang lebih tinggi di bagian dinegasi oleh latency memori, karena memori waktu akses belum mampu mengimbangi peningkatan frekuensi clock. Ketiga, untuk aplikasi tertentu, arsitektur tradisional serial menjadi kurang efisien sebagai prosesor bisa lebih cepat (karena hambatan yang disebut Neumann Von), lanjut undercutting setiap keuntungan yang meningkatkan frekuensi dinyatakan mungkin membeli. Selain itu, sebagian karena keterbatasan dalam cara menghasilkan induktansi dalam perangkat solid state, resistensi-kapasitansi (RC) keterlambatan sinyal transmisi berkembang sebagai ukuran fitur shrink, penetapan bottleneck tambahan yang meningkatkan frekuensi tidak alamat. "

RC penundaan dalam transmisi sinyal juga tercantum dalam Jam Tingkat versus IPC: The End of the Road untuk Microarchitectures Konvensional yang proyek maksimal sebesar 12,5% per tahun rata-rata peningkatan kinerja CPU antara 2000 dan 2014. Data Prosesor Intel jelas menunjukkan penurunan dalam perbaikan kinerja di prosesor baru-baru ini. Namun demikian, prosesor baru Intel Core 2 Duo (nama kode Conroe) menunjukkan peningkatan yang signifikan atas prosesor Pentium 4 sebelumnya, karena arsitektur lebih efisien, kinerja meningkat sementara laju jam benar-benar menurun.