במקרה הפשוט ביותר, זיכרון RAM (זיכרון גישה אקראית) הוא סוג של זיכרון מחשב, המכונה לעתים קרובות זיכרון לטווח קצר מכיוון שהוא נדיף, כלומר הנתונים אינם נשמרים כאשר הכוח מכובה.
כאשר משתמשים עסקיים מפעילים את המחשב, מערכת ההפעלה והיישומים נטענים ל-RAM של המחשב המחובר ישירות למעבד , מה שהופך את הנתונים לנגישים במהירות לעיבוד.
בהגדרות ארגוניות, RAM (מודולי זיכרון) מגיע בצורות ובגדלים שונים. ניתן למצוא DIMM (מודול זיכרון In-Line Dual) במחשבים שולחניים, בתחנות עבודה ובשרתים , בעוד שמחשבים ניידים דורשים SODIMM בגודל פיזי קטן יותר (Small Outline DIMM).
מודול זיכרון מכיל מספר שבבי DRAM (Dynamic RAM) שהוא סוג של זיכרון מוליכים למחצה. דינמי פשוט אומר שהנתונים המוחזקים על ידי טרנזיסטורים בשבבים מתרעננים כל הזמן. מספר שבבי DRAM שנמצאים במודול זיכרון משתנה בהתאם לקיבולת שלו (8GB, 16GB, 32GB).
הליטוגרפיה של שבבי DRAM שונתה ושופרה פעמים רבות במהלך העשורים האחרונים והדבר הוביל לא רק להפחתת עלות לסיביות, אלא גם להקטנת ממדי הרכיב ולהגדלת קצב השעון. בסך הכל, DRAM מספק כעת ביצועים מהירים יותר וקיבולות גבוהות יותר, אך משתמש בפחות חשמל אשר מקצץ בעלויות האנרגיה, שולט בחום ומאריך את חיי הסוללה.
DRAM פועל באחד משני מצבים, סינכרוני או אסינכרוני. אסינכרוני הייתה טכנולוגיית ה-DRAM הנפוצה בשימוש עד סוף שנות ה-90. מצב סינכרוני פירושו שפעולות קריאה, כתיבה ורענון נשלטות באמצעות שעון מערכת, סינכרוני עם מהירות השעון של ה-CPU של המחשב. המחשבים של היום משתמשים במצב סינכרוני, או Synchronous Random Access Memory (SDRAM) שמתחבר ללוח המערכת באמצעות מודול זיכרון.
דורות חדשים של DRAM
הגרסה העדכנית ביותר של SDRAM היא DDR5 (Double Data Rate דור 5), שמגיעה במגוון מהירויות סטנדרטיות, החל מ-4800M/Ts (מגה העברות לשנייה) ומהווה אינדיקטור למהירות שבה נתונים מועברים לסירוגין מודול זיכרון. כל שבע שנים, בערך, מוצג דור זיכרון חדש, אשר נועד להתאים לדרישה ההולכת וגוברת למהירות, צפיפות ותצורות בסביבות מחשוב עסקיות. DDR5, למשל, תוכנן עם תכונות חדשות המספקות ביצועים גבוהים יותר, הספק נמוך יותר ושלמות נתונים חזקים יותר לעשור הבא של המחשוב. הוא יצא לראשונה בשנת 2021.
מקבלי החלטות IT ששוקלים לרכוש זיכרון חייבים להיות מודעים לכך שמודול הזיכרון אינו תואם לאחור. זיכרון DDR5 לא ייכנס פיזית לשקע זיכרון DDR4 או DDR3. בתוך דור זיכרון, מהירויות מהירות יותר תואמות לאחור. לדוגמה, אם משתמש קונה מודול DDR5–5600MT/s סטנדרטי ומשתמש בו עם מעבד אינטל מהדור ה-12 , זיכרון המהירות יוריד אוטומטית לפעול ב-4800M/Ts, המהירות הנתמכת על ידי המערכת המארחת ומטה. . זה ישתנה בהתאם לדגם המעבד ולמספר מודולי הזיכרון המותקנים במערכת.
חיוני לדעת את המעבד ולוח האם שכבר מותקנים במחשב כאשר מתכננים שדרוג זיכרון, אבל יש גם כמה שיקולים אחרים. לרוב המחשבים האישיים יש ארבעה שקעי זיכרון RAM, בחלקם, כמו תחנות עבודה, יש עד שמונה, אך סביר להניח שלמחשבים ניידים יהיו רק שני שקעי זיכרון נגישים, ובדגמים דקים, ייתכן שיהיה רק אחד.
סוגים שונים של זיכרון RAM
למרות שהם עשויים להיראות דומים ובעלי אותה פונקציה, סוג מודול הזיכרון שנמצא ב-HEDT (High-End Desktop) ובשרתים שונה מאלה שנמצאים במחשבים אישיים. Intel Xeon ומגוון מעבדי השרתים של AMD Epyc מגיעים עם מספר גבוה יותר של ליבות CPU ויותר ערוצי זיכרון בהשוואה למעבדים שולחניים של Intel Core ו-AMD Ryzen, לכן המפרט והתכונות של זיכרון ה-RAM עבור שרתים שונים מאלה של מחשבים אישיים.
מעבדי שרת דורשים DIMM רשום התומך בתכונת ECC (קוד תיקון שגיאות), המאפשר לתקן שגיאות סיביות המתרחשות באפיק הזיכרון (בין בקר הזיכרון לשבב ה-DRAM), מה שמבטיח את שלמות הנתונים. RDC (מנהל התקן שעון רשום) הוא רכיב נוסף שנמצא ב-RDIMM, שאינו קיים ב-DIMM ללא מאגר (UDIMM), והוא מבטיח שכל הרכיבים במודול הזיכרון פועלים באותו מחזור שעון, מה שמאפשר למערכת להישאר יציבה כאשר מספר גבוה של מודולים מותקנים.
סוג מודול הזיכרון המיוצר עבור מחשבים נייחים ומחשבים ניידים הוא בדרך כלל Non-ECC Unbuffered DIMM. הנתונים המעובדים על ידי משתמשים במערכות מסוג זה נחשבים פחות קריטיים מהנתונים המעובדים על ידי שרתים המארחים אתרים או מטפלים בעיבוד עסקאות מקוון, למשל, וצריכים לכבד SLAs ספציפיים (הסכמי רמת שירות) וזמני פעילות של 99.9999% 24/7. רכיבי UDIMM שאינם של ECC מכילים פחות רכיבים ותכונות מאשר רכיבי RDIMM ולכן הם סבירים יותר תוך שהם נשארים פתרון זיכרון אמין. סוגי זיכרון RAM לא מאוגרים קיימים גם ב-DIMM וגם ב-SODIMM.
שיפור הביצועים
זיכרון RAM נמכר בעיקר במודולים בודדים, אך הוא זמין גם בערכות של שניים, ארבע או שמונה, בנפח של 4GB עבור DDR3 עד 96GB עבור DDR5 (במודולים בודדים) ועד 256GB בערכות (256GB מוצעים בלבד כערכה של 8 ב-DDR4 ו-DDR 5). התצורות תואמות את ארכיטקטורת ערוץ הזיכרון, וכשהן מותקנות בצורה נכונה יכולות לספק שיפור משמעותי בביצועים. כדי לספק דוגמה לפוטנציאל הביצועים, שדרוג מודול DDR5-4800MT/s עם רוחב פס שיא של 38.4 GB/s להגדרת ערוץ כפול, מרחיב באופן מיידי את רוחב הפס ל-76.8GB/s.
האצת מהירות
משתמשים בעלי מהירויות סטנדרטיות בתעשייה מוגבלים למה שהמעבד ולוח האם של המחשב שלהם יתמכו, במיוחד אם הם לא יאפשרו התקנת מודולים בבנק זיכרון שני. בלוח אם כפול ערוצים עם ארבעה שקעים, אלה מסודרים בשני מאגר זיכרון, כאשר לכל ערוץ זיכרון יש שני שקעים. אם משתמש DDR5 יכול להתקין מודולים בבנק שני, ברוב המקרים, הזיכרון עשוי להיאלץ להוריד את השעון למהירות איטית יותר כדי לאפשר מגבלות בתוך המעבד.
משתמשים המחפשים דחיפה ניכרת, כמו גיימרים, יכולים לבחור בזיכרון הניתן לאובר-clock. ניתן לעשות זאת בבטחה באמצעות פרופילי Intel XMP ו-AMD EXPO עם זאת, מומלץ לקבל עזרה מקצועית. בחירת זיכרון המשחקים הנכון עבור אוברקלוק למערכת פירושה החלטה על מחיר לעומת מהירות מול קיבולת, המגבלות הפוטנציאליות של לוחות אם ומעבדים, ו-RGB לעומת לא-RGB (כדי להביא את היתרונות של תאורה).
מילון מונחים שימושי
מלבד ראשי התיבות שכבר הסברנו למעלה, הנה כמה מונחים נוספים שיהיה שימושי להכיר:
CPU – יחידות עיבוד מרכזיות הן הליבה של המחשב.
PMIC – Power Management Integrate Circuits עוזר לווסת את ההספק הנדרש על ידי רכיבי מודול הזיכרון. עבור מודולים מסוג שרת, ה-PMIC משתמש ב-12V; עבור מודולים מסוג PC, הוא משתמש ב-5V.
רכזת SPD – DDR5 משתמשת במכשיר חדש המשלב את EEPROM Serial Presence Detect עם תכונות נוספות, מנהל גישה לבקר החיצוני ומנתק את עומס הזיכרון באפיק הפנימי מחיצוני.
On-die ECC – קוד תיקון שגיאות המפחית את הסיכון לדליפת נתונים על ידי תיקון שגיאות בתוך השבב, הגברת האמינות והפחתת שיעורי הפגמים.
2CH, 4CH, 8CH – מודולי RAM בודדים – ערוץ כפול, ערוץ מרובע, ערוץ אוקטלי.
MHz – מגה-הרץ הוא קיצור של מגה-הרץ ומשמעותו מיליון מחזורים בשנייה, או מיליון הרץ. יחידת מדידה זו של תדר משמשת לציון המהירות שבה נתונים נעים בתוך ובין רכיבים.
MT/s הוא קיצור של megatransfers (או מיליון העברות) בשנייה ומהווה מדידה מדויקת יותר לקצב הנתונים (מהירות) האפקטיבי של זיכרון DDR SDRAM במחשוב.
זיכרון לא בינארי – הצפיפות של שבבי DRAM בדרך כלל מכפילה את עצמה בכל איטרציה, אך עם DDR5 הוצגה צפיפות ביניים – 24Gbit – המספקת יותר גמישות ונקראת זיכרון לא בינארי.
GB/s – גיגה-בייט לשנייה. Gigabyte הוא יחידת קיבולת אחסון נתונים שהיא כמיליארד בתים. זו הייתה יחידה נפוצה למדידת קיבולת עבור מוצרי אחסון נתונים מאז אמצע שנות ה-80.
