O pamięci RAM słów kilka

O pamięci RAM słów kilka – absolutnie każdy komputer potrzebuje dziś pamięci ram. Niezależnie od tego, czy używamy laptopa, komputera stacjonarnego lub innego komputera przenośnego. Nawet smartphony i tablety posiadają pamięć ram. Chcesz wiedzieć, czym ona jest? O tym dowiesz się w poniższym artykule.

Czym jest pamięć RAM?

Pamięć RAM z angielskiego Random Access Memory to pamięć o dostępie swobodnym. Nazywana jest także pamięcią operacyjną. No ale przecież korzystając z komputera, korzystamy również z dysku twardego, który także jest dostępny dla nas w dowolnym momencie, a jego pojemność jest większa. Owszem dla nas może być to zrozumiałe, ale właśnie podział ten został głównie stworzony pod kątem aplikacji. Podczas gdy w pamięci RAM przechowywane są głównie aktualnie przetwarzane dane przez program. Tak na dysku twardym zostają zapisane dane trwałe, najczęściej w postaci plików. Oczywiście jest to wytłumaczenie bardzo proste i ogólne. Temat może być zaś na tyle głęboki, że wraz z rozwojem naszej wiedzy, możemy więcej powiedzieć i dać więcej szczegółów. Różnica w zastosowaniu wiąże się oczywiście z różną budową tych dwóch pamięci. Podział pomiędzy pamięcią twardą a operacyjną wywodzi się z architektury harwardzkiej, która w przeciwieństwie do architektury von Neumanna rozdziela pamięć danych od pamięci rozkazów. Jest więc stosowana w większości komputerów użytkowych i istnieje duże prawdopodobieństwo, że właśnie z niej korzystasz (być może nawet o tym nie wiedząc).

Rodzaje pamięci RAM

Występuje tutaj główny podział na pamięć Static RAM (SRAM w skrócie) i Dynamic RAM (DRAM w skrócie).

Static RAM –  Jej budowa oparta jest na przerzutniku. Są to najszybsze odmiany pamięci półprzewodnikowej. Ze względu na ich budowę, trudno jest osiągnąć pamięci RAM, które będą posiadały duży zasób pamięci w pojedynczym układzie. Są także dużo droższe od ich odpowiedników DRAM. Głównie stosuje się je w miejscach, gdzie wymagana jest szybkość działania układu bez względu na koszty.

Dynamic RAM — Jej budowa oparta jest na kondensatorze. Pamięci są dużo wolniejsze od Static RAM za to łatwość ich wytworzenia oraz koszt produkcji jest ich przewagą. Poza tym można je produkować w większym wymiarze zasobu pamięci niż pamięć Static RAM. Można je spotkać w komputerach osobistych w postaci standardowej pamięci RAM, a także w kartach graficznych, używanych przez nasze komputery lub niedawno modne koparki kryptowalut.

Działanie pamięci RAM

Pamięć RAM jest pośrednikiem pomiędzy wolnymi dyskami twardymi. Dane zapisywane na niej mogą podlegać szybkim operacjom przetwarzania i są szybko stosowane. Oczywiście można stosować pamięć ram do trwałego zapisu plików, ale jest to bardzo kosztowne, absolutnie nieergonomiczne i przeważnie wymagałoby to przebudowy naszego domowego komputera, a jeśli korzystamy z laptopa, byłoby to bardzo trudne. Istnieją także komputery tak zbudowane i możemy je spotkać przeważnie w wielkich firmach zajmujących się komputerami i ich podzespołami i stosowane są głównie do celów badawczych i laboratoryjnych. Pamięć RAM jest pamięcią ulotną, wobec czego po wyłączeniu zasilania stracimy dane zawarte w nich, w przeciwieństwie do dysków twardych, których dane zostają.

Budowa pamięci RAM

Często jej fizyczna budowa nazywana jest kością pamięci. Zapewne zostało to przyjęte po skojarzeniu z układami scalonymi i kostka rozumiana jest w sensie prostokąta, a nie kości ludzkich. Kość pamięci DRAM składa się z szyn, wejść adresowych i sygnałów sterujących.

Wejścia adresowe od A0 do An. Służą one do wyznaczenia, w którym miejscu zostanie wykonana operacja (odczytu lub zapisu) w kości. Mogą być do nich jedynie wprowadzone adresy kości.

Następne są szyny danych, oznaczone od D0 do Dn. Służą one do wprowadzania i wyprowadzania danych z szyny. Możliwe są na nich operacje zarówno zapisu, jak i odczytu danych.

Oczywiście ich ilość jest różna i n oznacza liczbę dla konkretnej kości pamięci zarówno w wejściu adresowym, jak i szynie danych.

Dalej stosuje się 4 sygnały sterujące.

Write Enable, czyli wejście sterujące odpowiada za poinformowanie układu, jaka operacja (zapisu lub odczytu) zostanie wykonana.

Chip Enable służy do aktywowania układu pamięci. Stosuje się go, gdy chcemy połączyć kilka kości pamięci w jeden układ, zwiększając tym samym pojemność naszej pamięci operacyjnej.

Rew Address Strobe i Column Address Strobe są używane do sterowania cyklem pracy naszej kości.

Proces pracy pamięci RAM

Na początku wymagane jest podanie starszej części adresu pamięci do linii pamięci Dynamic RAM. Później następuje wytworzenie sygnału RAS, dzięki czemu zostaje zapamiętany adres naszej pamięci RAM. Dalej występuje niezbędne opóźnienie czasowe. Kolejno wymagane jest podanie młodszej części adresu do linii pamięci Dynamic RAM, po czym generowany jest sygnał CAS. Pozwala on nam na zapamiętanie stanu sygnału w rejestrze zatrzaskowym.

Po takim wstępie mogą zacząć odbywać się operacje zapisu i odczytu na zaadresowanym rejestrze. Odbywa się to za pomocą sygnałów sterujących Output Enable (odczyt) i Write Enable (zapis).

Po tej operacji następuje kolejne opóźnienie czasowe, służy ono doładowaniu pojemności kondensatora w pamięci DRAM. Odświeżanie to jest bardzo ważne, gdyż dzięki niemu nasze dane zostają zapamiętane, do czasu odłączenia zasilania od pamięci lub zakończenia operacji.