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什麼是記憶體? RAM 如何工作?不同類型的 RAM

2024-10-20電腦科學61

從最高級的使用者到初學者,所有擁有PC的人都意識到 RAM 記憶體對PC運行的重要性,因為沒有它就不可能啟動我們的電腦。

當我們購買PC時,我們知道除了處理器之外,選擇我們的PC將具有的 RAM 量對於實現所需的數據處理速度至關重要。

什麼是記憶體?

系統使用所謂的隨機存取記憶體 (RAM) 來處理通過我們 PC 的所有資訊,因此所有程式都需要它來運行。

在實踐中,我們可以看到 RAM 內存量越大,數據處理速度就越快,因此我們的工作將以更快的速度進行。但是,RAM 記憶體必須配備合適的主機板、快速處理器和容量和速度良好的硬碟。

我們 PC 的 RAM 內存量對於我們想要要求的設備需求至關重要,因此即使對於大型視頻處理,例如使用最先進的視頻遊戲、視頻編輯等,通常使用者也會將著名的視頻卡添加到 RAM 記憶體中。

RAM,基本上是插入主機板為此目的而附帶的插槽中的硬體,它通過存儲微處理器必須始終執行的指令來工作。因此,它的速度很重要。

換句話說,處理器在 RAM 上工作,就好像它是一種自動橡皮擦一樣,這使它能夠更自由、更快速地運行。

同樣,RAM 負責儲存用於我們整合到電腦中的不同設備的指令,以及運行不同已安裝應用程式的指令。

RAM 是如何工作的?

正如我們所提到的,RAM 是一個數據存儲系統。RAM 代表隨機存取記憶體,這種命名是由於系統以非順序方式訪問存儲的數據,這與其他類型的記憶體不同。

這種類型的記憶體是易失性的,即 RAM 記憶體不會永久記錄其中包含的數據。 當系統關閉時,存儲在其中的所有內容都將丟失。

該系統對於數據處理非常有用,因為它有空間存儲重要資訊,與硬碟、CD 或 DVD 等其他類型的存儲不同,這些資訊幾乎可以立即訪問。

操作系統以及正在使用的應用程式和數據都存儲在 RAM 中,允許處理器快速處理這些數據。

例如,對於遊戲的執行,必須擁有大量高品質的 RAM,因為這種類型的檔一直在訪問,以便始終載入顯示的模型、紋理、動畫和其他類型的數據。如果處理器依賴於對硬碟驅動器或其他存儲的訪問,則遊戲特有的速度和敏捷性可能會受到影響。

值得澄清的是,並非所有類型的 RAM 記憶體都具有相同的性能和質量水準。有幾種型號具有不同的頻率和不斷增加的數據傳輸容量。

RAM 對於任何類型的用戶來說都是必不可少的,從對遊戲感興趣的使用者到使用較重的文字處理器的使用者。硬碟驅動器上的數據訪問無法提供處理當今應用程式使用的大量數據流所需的敏捷性,而且記憶體模組不是一個價格過高的元件這一事實確保每個使用者都應該嘗試使他們的系統在這方面保持最新狀態。

不同類型的 RAM

毫無疑問,RAM 記憶體是計算機最重要的元件之一,因為將在它上面執行的所有進程都依賴於它,也就是說,它負責存儲處理器和軟體需要遵守其命令的數據和指令。

“隨機訪問”這個名字是為了描述在其中進行的讀取或寫入方式,因為在記憶體位置讀取或寫入數據的方式是以這樣一種方式進行的,即您不必等待以特定順序訪問某個位置,這提供了不小的優勢,可以更快地執行操作。

與 RAM 記憶體相關的一切都非常令人興奮,這就是為什麼我們邀請您繼續閱讀本文,您將在其中找到有關此主題的大量資訊。

目前,RAM 記憶體模組已經整合了大量技術,與幾年前使用的舊記憶體相比,這些技術使它們能夠提供更快的處理速度和卓越的穩定性。

與與總線時鐘異步工作且僅達到 66 Mhz 速度的舊記憶體不同,今天的 RAM 記憶體採用適當的技術構建,允許它們使用同步信號,以提高其讀寫功能的速度。 在 DDR3 型記憶體中達到高達 2666 MHz 的速度。

在當前市場上可以找到的此類記憶體中,有各種類型的 RAM 記憶體,它們通過其物理格式和它們設法開發的速度能力而有所不同。

我們的 PC 使用哪種類型的 RAM 將取決於電腦具有的主機板類型,因為元素的完全相容性是它們正常工作所必需的。

正如我們所提到的,目前台式電腦使用的記憶體一般是 DIMM 模組,它允許隨機訪問與總線時鐘同步,以提高進程速度的性能。

另一方面,RAM 可以是 DDR、DDR2、DDR3 或 RDRAM,它們的區別在於它們可以達到的速度以及它們在各種條件下的性能。

DDR SDRAM 記憶體

毫無疑問,它是以前使用最廣泛的記憶體之一,其特點是在每個 clock cycle中一式兩份發送數據來同步和工作。

不同 DDR 版本的速度比較表
PC1600 或 DDR 200200 兆赫。
PC2100 或 DDR 266266.6 兆赫。
PC2700 或 DDR 333333.3 兆赫。
PC3200 或 DDR 400400 兆赫。
PC4500 或 DDR 500500 兆赫。

這允許記憶體獲得系統總線本身兩倍的處理速度,從而提供足夠的計算機性能。

應該注意的是,DDR SDRAM 記憶體的 DIMM 模組在物理上與主機板有 184 個連接觸點。

DDR2 記憶體

DDR2 記憶體實際上是 DDR 記憶體技術的進步,由於一系列結構變化,它使提高元件的性能成為可能。

它是一個具有 240 個觸點的 DIMM 模組,與 DDR 類型相比,其特點是達到兩倍的頻率速度,因此可以在每個時鐘週期執行四次傳輸,這與最多只允許兩次傳輸的 DDR 不同。

不同 DDR2 版本的速度比較表
PC2-4200 或 DDR2-533533.3 兆赫。
PC2-5300 或 DDR2-667666.6 兆赫。
PC2-6400 或 DDR2-800800 兆赫。
PC2-8600 或 DDR2-10661066.6 兆赫。
PC2-9000 或 DDR2-12001200 兆赫。

DDR2 記憶體廣泛用於各種實施方式,在市場上被其繼任者 DDR3 取代。這項新技術的特點是顯著改進了計算機 RAM 記憶體的行為和性能。

DDR3 記憶體

這些設備中包含一個系統,使它們在低電壓水準下提供相當大的性能,從而提供了大幅降低能耗的可能性。

不同 DDR3 版本的速度比較表
PC3-6400 或 DDR3-800800 兆赫。
PC3-8500 或 DDR3-10661066.6 兆赫。
PC3-10600 或 DDR3-13331333.3 兆赫。
PC3-12800 或 DDR3-16001600 兆赫。
PC3-14900 或 DDR3-18661866.6 兆赫。
PC3-17000 或 DDR3-21332133.3 兆赫。
PC3-19200 或 DDR3-24002400 兆赫。
PC3-21300 或 DDR3-26662666.6 兆赫。

儘管 DDR3 記憶體是具有 240 個引腳的 DIMM 類型模組,就像 DDR2 記憶體一樣,但事實是這些類型的 RAM 不相容,因此最現代和最複雜的主機板都包含用於 DDR3 記憶體的特殊插槽。

最後,還有另一種類型的記憶體,由於它們提供了出色的性能,因此成為最昂貴的型號之一。

Rambus DRAM 記憶體

Rambus 記憶體也稱為 RDRAM,在 Rambus 公司開發的專有協定下工作。由於其成本高,普通用戶市場通常不會使用這種類型的記憶體,因此 DDR 記憶體獲得了更大的普及。

RDRAM 記憶體現在通常用於大型伺服器,並內置於流行的 PlayStation 3 視頻遊戲機中。

它是一個 RIMM 型模組,有 184 個觸點,其工作方式與傳統的 DDR 記憶體完全不同,因為它通過提高晶片的頻率來工作,以避免可能降低數據傳輸速度的瓶頸,從而實現更大的性能範圍。

值得一提的是,當我們獲得 RAM 記憶體時,它有一系列數位告訴我們該模組所具有的特性,因此瞭解這些資訊的含義很重要。

RAM 在 PC 中的重要性

與主機板、處理器和硬碟驅動器一樣,RAM 記憶體是不僅決定我們PC正常運行的元素之一,而且是決定傳輸和數據處理速度容量的元素之一。

為此,RAM 記憶體必須完美地放置在主機板具有的相應插槽中,並且必須遵守軟體中的某些配置參數,以便操作系統正確檢測到它們。

這是因為大量資訊在 RAM 記憶體中迴圈,從發送到處理器的指令,到所述操作的結果,並被執行的各種應用程式用作工作區。

實際上,我們PC上發生的所有資訊都會通過 RAM 記憶體,因此該元件的重要性在於電腦的其他元素(包括硬體)可以正常工作而不會帶來不便。

RAM 的演變

RAM 儲存了作業系統在連續使用中運行應用程式所需的必要資訊,因為它在同一會話期間保存了指令以更快地存取程式。

RAM 是如何演變的

起初,第一台計算機使用一種磁芯 RAM,這種技術多年來被積體電路取代,直到達到基於矽半導體的記憶體。

目前,RAM 記憶體具有完全不同的物理方案,因此當它們損壞或使用者想要提高處理速度時,可以輕鬆更換它們。

如今,記憶體模組以印刷電路板的形式使用,其中焊接了DRAM記憶體積體電路。

借助這項技術,不僅可以實現高處理速度,而且通過使用SPD通信協定,操作系統會自動識別已安裝的 RAM 模組。

隨著計算領域技術的進步,目前市場上的 RAM 記憶體模組的容量高達 32 Gb,速度超過 1 GHz。

RAM 模組的類型

有三種類型的模組,根據指示它們應該用於什麼類型的設備的特性進行區分。

SIMM 記憶體模組:SIMM 模組在較舊的計算機中使用多年,並且具有16位或32位數據總線(它們不再常見)。這些模組被稱為 DIMM 的模組所取代。

DIMM 記憶體模組:這些模組目前用於台式PC,具有64位數據總線。反過來,DIMM 可以是 DDR 和 DDR2 類型。

SO-DIMM 記憶體模組:它們實際上是 DIMM 模組的微型格式,由於其尺寸,用於筆記型電腦,例如筆記型電腦、上網本和網頂。

應該注意的是,目前市售的不同型號的 RAM 記憶體中使用了不同類型的技術。

RAM 問題和解決方案

與 PC 的其他硬體元件一樣,RAM 記憶體模組隨著時間的推移可能會出現一些缺點,導致我們 PC 的性能顯著下降。

在其他情況下,在計算機中安裝新的 RAM 記憶體時,它可能無法正常工作,因此建議詳細檢查記憶體模組是否完美地放置在主機板為此目的而具有的相應插槽中。

如果錯誤仍然存在,可能是新的 RAM 記憶體可能在出廠時已損壞,或者可能與主機板不相容,因此建議諮詢向我們出售該模組的人。

如果 RAM 記憶體引起的錯誤與其物理問題無關,建議進行詳盡的測試,這將使我們能夠評估導致記憶體故障的故障。

目前有大量的軟體工具,可以讓我們自動檢測 RAM 記憶體中的錯誤。這些應用程式非常有用,不僅可以測試 RAM 記憶體,還可以測試 PC 硬體的其他元件。

最常用的測試程式

一些最常用的 RAM 記憶體測試應用程式是 RAMTester Utility、MemTest 和 MemTest 版本 86,它們的特點是免費軟體,另一方面我們有 DocMemory,它是一個共用軟體應用程式。

如果錯誤繼續存在,理想的做法是聯繫技術服務,該技術服務可以通過一系列測試記憶體電路的特殊設備對 RAM 記憶體模組進行檢查。

不管這個評估如何,值得一提的是,有兩種類型的錯誤會導致 RAM 故障:硬故障,即硬體損壞,或軟錯誤,由各種原因引起的軟體故障引起的錯誤組成。

RAM 錯誤:Hard Fails

硬故障,即與硬體故障有關的故障,可以通過檢查元件輕鬆檢測到,而由隨機原因引起的軟錯誤則變得更加複雜。

Errores en la memoria RAM: 軟錯誤

這種類型的故障可能會導致存儲的數據丟失,因此通常使用兩種檢測方法來檢測這些錯誤。

原則上,使用奇偶校驗位技術,包括為每個數據位元組保存一個額外的位(什麼是位元組?),然後在讀取過程中檢查 1 的數量是奇數還是偶數,從而檢測記憶體工作的奇偶校驗類型,以便找到錯誤。

使用的另一種方法是 ECC,它提供了檢測 1 到 4 位錯誤的可能性,然後糾正影響單個位的故障。

但是,為了執行這兩種類型的技術(奇偶校驗和 ECC)中的任何一種,主機板晶元組和 RAM 記憶體必須對這些技術提供適當的支援。

這就是為什麼建議普通使用者使用軟體工具的原因,它可以自動檢測和解決 RAM 錯誤。

添加更多 RAM 會使電腦更快嗎?

當程式(如文字處理器或 Internet 瀏覽器)運行時,計算機的微處理器從硬碟驅動器獲取可執行檔並將其載入到 RAM 中。對於大型程式,例如 Microsoft Word 或 Excel,此過程消耗大約 100 Mb 或更多,例如 Google Chrome,打開幾個選項卡即可輕鬆攀升至 1 GB 的 RAM。

微處理器還運行一些共用的 DLL(動態連接庫),這些 DLL 基本上是各種應用程式使用的程式代碼的共用部分。DLL 最多可以添加 200 或 300 Mb。此外,微處理器會載入您需要處理的數據檔,這些檔加起來可能增加幾百 Mb。因此,普通應用程式可能需要高達 1 GB 或更多的 RAM 空間才能執行。

通常,我們可以在PC上同時運行許多應用程式,例如:

  • 文字處理器

  • 電子表格

  • 電子郵件程式

  • 照片編輯器程式

  • 3 或 4 個 Internet 瀏覽器選項卡

除了所有這些應用程式之外,同一個操作系統還佔用了很大一部分空間。所有這些程式都需要 RAM 才能工作。 但是,如果我計算機的 RAM 少於必要的 RAM 怎麼辦?

額外的記憶體空間由虛擬記憶體管理器創建。VMM 檢查 RAM 並找到當前不再需要的部分,並將這些 RAM 部分放在硬碟上稱為交換文件的空間中。

例如,如果您打開了一個電子郵件程式,並且您在過去 45 分鐘內沒有檢查您的電子郵件,則 VMM 會將構成該電子郵件程式的 EXE 檔、DLL 和數據的所有位元組移動到硬碟上。

RAM 和交換

這稱為程式交換。 這樣,下次您按兩下電子郵件程式時,VMM 將從硬碟中搜尋所有這些位元組,並可能使用 RAM 中的其他程式對其進行更改。由於硬碟驅動器相對於 RAM 來說很慢,因此更改文件的行為也很慢。

如果 RAM 較低,則 VMM 將不斷存取硬碟驅動器以執行應用程式。但是,如果您向它添加 RAM,則只有在載入新程式或更改視窗時,您才會注意到更改。例如,如果添加 2 GB 或 4 Gb 的額外 RAM,VMM 將有足夠的空間,您將不再注意到文件交換。這是你能達到的最大效果,無論你增加多少 RAM,都不會有任何影響。

某些應用程式(如 Photoshop 和大多數電影編輯和動畫程式)需要大量 RAM 來運行其作業。如果它們在 RAM 較低的電腦上運行,它將永久訪問硬碟,並且執行速度會非常慢。通過添加足夠的 RAM 來消除這種交換,可以獲得相當大的速度提升。如果您擁有必要的 RAM,像這樣的程式可以以 10 到 50 倍的速度運行。

因此,建議是,如果我們使用使用大量 RAM 的程式,例如圖像或視頻編輯器或“重型”遊戲,建議擁有大量記憶體。另一方面,如果您使用使用大量處理的程式,則處理器速度的提高將比 RAM 記憶體的擴展產生更大的影響。

我們在PC中真正需要多少 RAM?

進入二十一世紀的十五年裡,毫無疑問,大多數計算機使用者都知道他們的計算機上安裝了一種叫做 RAM 的東西,雖然他們可能不知道這個元素所實現的功能,但他們知道這是非常重要的事情,並且它與計算機的性能直接相關。

後者是完全正確的,RAM 記憶體或隨機存取記憶體是目前PC中最重要的技術特性之一,它們的數量和速度是從電腦設備獲得最佳性能的關鍵因素,這就是為什麼必須瞭解它的真正功能是什麼。

這將使我們能夠對這些資源進行更智慧的管理,這將使我們有可能計算出滿足我們需求的理想 RAM 數量,例如,我們將能夠確定我們是否能夠運行現代遊戲或音訊或視頻編輯程式,這些程式傳統上需要大量 RAM 來工作。

例如,如果我們在 Word 中編寫文檔,則當時使用的所有資料都存儲在 RAM 中,而不是存儲在硬碟驅動器上,這使得應用程式能夠比數據存儲在硬碟驅動器上更快地存取它。 主要是由於其機械和電子限制。

從這個意義上說,我們擁有的記憶體越多越快,計算機及其上運行的應用程式(包括操作系統)的性能就越好。

我們的電腦安裝了多少 RAM?

檢查我們的 PC 有多少記憶體的最有效方法之一是由 Windows 本身提供的。要訪問此資訊,我們所要做的就是打開文件資源管理器並右鍵按兩下我的電腦或“這台電腦”。

在出現的上下文功能表中,單擊「屬性」選項,這將返回一個包含您 PC 所有數據的螢幕,包括安裝的 RAM 量。

我需要多少 RAM?

一旦我們知道計算機上安裝了多少 RAM,我們肯定會想知道我們真正需要多少 RAM 才能使我們在 PC 上執行的任務盡可能舒適和快速。但是,這取決於許多因素,包括我們使用的程序類型。

也就是說,如果我們不使用非常複雜的音訊或視頻程式,例如 Pro Tools、Studio One 或 Premiere,事實是我們不需要安裝大量 RAM,至少為 16 Gb,儘管更大的數量也是一項不錯的投資。

目前,現代計算機推薦的最小 RAM 量為 4 Gb,這足以執行任何任務,例如文本編輯、瀏覽和許多其他任務,這並不意味著我們不能使用上述繁重的程式。

當然,我們可以做到,但有一定的限制,但是為什麼使用像 Pro Tools 這樣的程式來修改音訊的音量,當我們有更簡單的替代方案時,例如 Audacity,它們旨在消耗很少的資源併產生良好的結果,即使使用 4 Gb. 的 RAM。


此外,我們必須擁有用於視頻的 RAM 記憶體,該記憶體已從市場上大多數主機板的主 RAM 記憶體中刪除,即使它有一個解決方案,即購買專用視頻卡,使用該視頻卡將不再佔用顯示主 RAM 中圖像所需的記憶體, 如果我們不需要這種類型的設備為我們提供的額外性能,最好的投資仍然是添加更多 RAM 並將視頻板留在板上。

超過 4 GB 的 RAM

正如我們所解釋的那樣,這 4 Gb. 記憶體對於大多數應用程式來說已經足夠了,即使刪除了視頻的記憶體,但當我們是通常同時打開多個應用程式的使用者時,就達不到要求了,如果這些程式消耗資源,例如 Firefox、Spotify、Chrome、Gimp 或 Microsoft Office。

在這些情況下,這些數量的 RAM 可能不足,因此更合適的數位是 8 Gb. 的 RAM,這也將為我們提供此以及更多內容的“布”。現在,如果我們想要運行最先進的遊戲,或者專業地編輯音訊或視頻,正如我們所提到的,我們必須至少有16 Gb。的 RAM,這已經足夠了,並且將來在任何情況下都可以覆蓋。

添加更多 RAM 始終是正確的解決方案

如果我們已經驗證了計算機的 RAM 不足以完成我們計劃執行的操作,那麼我們不必擔心,因為目前添加更多記憶體是一項簡單的任務,而且相對便宜。當然,在執行此步驟之前,始終有必要知道最大 RAM 量以及我們的 PC 主機板可以處理什麼類型。

這些數據可以在主機板手冊中找到,或者如果我們沒有,我們肯定可以在主機板製造商的網站上找到它。

結論

即使在類似的處理器和相同的操作條件下,性能也與具有足夠 RAM 的電腦和其他數量不足的計算機產生的性能差異不大。它們可能具有不同的硬碟驅動器、視頻或聲卡,但真正的差異在於每個驅動器的 RAM 數量。

但是,如果我們計算機上安裝的 RAM 似乎足以滿足我們的工作需求,那麼嘗試進行更改是沒有用的,因為我們顯然不需要它。

現在,如果我們注意到我們的計算機在執行某些繁重的任務時“短”或出現問題,那麼是時候考慮升級或改進 RAM 記憶體了。

在這種情況下,我們能給出的最好建議是在我們的預算允許的情況下盡可能多地購買 RAM,因為這是電腦最佳運行的關鍵因素,因為如果我們擁有的 RAM 記憶體不足,那麼高速多核處理器是沒有用的。


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