Principal Notes Útils Notes útils / Memòria d'accés aleatori

Notes útils / Memòria d'accés aleatori

  • Notes %C3%BAtils Mem%C3%B2ria D%27acc%C3%A9s Aleatori

img/usefulnotes/09/useful-notes-random-access-memory.jpg Anunci:

No s'ha de confondre amb l'àlbum de Daft Punk.

Tot i que la CPU és el cor d'un sistema informàtic, movent les dades cap a i des i processant-les segons sigui necessari, aquestes dades encara s'han de conservar. en algun lloc . Aquí és on entra en joc la memòria RAM. RAM significa R andom A accés M emory: qualsevol lloc de la memòria es pot escriure en qualsevol moment sense haver d'esperar. Això contrasta amb memòria d'accés seqüencial , on heu de rebobinar o avançar ràpidament una cinta o esperar un temps determinat per accedir a les dades.

La majoria de la gent simplement anomena RAM 'memòria' ara. Comprèn la part operativa principal de la jerarquia d'emmagatzematge de l'ordinador. De la mateixa manera que la velocitat del rellotge s'entén malament com l'única mesura de la potència de la unitat central de processament, es creu que la capacitat és l'única mesura important quan es tracta de la memòria d'accés aleatori.

La memòria no és només capacitat. A menys que un sistema o un joc estigui inactiu, la memòria no romandrà amb les mateixes dades indefinidament. Contínuament està movent dades dins i fora dels xips de memòria per gestionar les dades en constant canvi. En altres paraules, la capacitat és important, però també ho és la rapidesa amb què pot moure dades dins i fora del xip. En situacions en què la màquina ha de fer múltiples tasques (com ara ordinadors, PlayStation 3 i Xbox 360), la capacitat pot augmentar el rendiment, però els rendiments disminueixen ràpidament (és a dir, si doblas la memòria RAM, realment podria augmentar el rendiment, però si ho doblas). de nou, no farà gaire). Més RAM disponible és útil per emmagatzemar més dades que voleu utilitzar immediatament. Impedeix un accés més freqüent al disc dur/DVD/Blu-Ray més lent, que a un processador triga una eternitat.

Anunci:

Igual que una CPU, la velocitat de la memòria es mesura en velocitat de rellotge entre latència. I la latència tendeix a afectar més la memòria que els processadors. Això és perquè també s'ha de tenir en compte la velocitat de l'autobús, la via elèctrica compartida entre components. Amb la memòria RAM incrustada a la matriu de la CPU, hi ha una distància molt curta i una ruta dedicada que els bits poden recórrer, mentre que la memòria RAM col·locada en altres àrees requereix que els bits viatgen pel bus compartit, que pot tenir altres dispositius que l'utilitzin. Això significa que factors com la velocitat del bus i el nombre d'altres dispositius que requereixen el bus poden contribuir a la latència de transferència de dades. Fins i tot la longitud física de l'autobús pot esdevenir un factor no trivial en la rapidesa amb què les dades es poden moure dins i fora de la memòria RAM.

A més de la velocitat del rellotge, la latència i la capacitat, la memòria també es mesura en amplada de banda. L'ample de banda és la quantitat de dades que flueix entre els processadors i la memòria. L'amplada de banda tendeix a tenir una capacitat màxima molt més alta que la capacitat de memòria, normalment de 500 a 1000 vegades més gran. És poc probable que s'esgoti mai (per què la mida de l'ample de banda s'anomena 'màxim teòric'; en teoria podria arribar a aquest màxim). És només per garantir el millor funcionament entre la memòria i els processadors. La comparació d'aquestes mesures depèn del tipus o de la memòria.

Anunci:

Un dels problemes amb la memòria i la CPU durant el desenvolupament dels ordinadors és el que s'anomena . Mentre que el rendiment de la CPU del 1986 al 2000 va millorar anualment al voltant del 56%, el rendiment de la memòria RAM només va millorar un 10% anual. Per tant, només és qüestió de temps que la memòria RAM sigui massa lenta per a la CPU, és a dir, la CPU farà la seva tasca i es quedarà inactiva esperant més dades cap a o des de la RAM. Tanmateix, si bé les millores en l'eficiència de la CPU (per exemple, els processadors Core 2 d'Intel en comparació amb els processadors Pentium D) han aturat aquest problema, bàsicament la física ho dicta, tret que el rendiment de la memòria comenci a millorar, el rendiment de la CPU començarà a patir.

Un aspecte mal entès de la memòria és que més memòria equival automàticament a un millor rendiment. Això probablement va començar als anys 90 quan es van vendre ordinadors 'prou bons'. La tecnologia estava millorant a un ritme tan ràpid que la quantitat de memòria RAM d'un ordinador comprat recentment pot no ser suficient per executar un programa mig any més endavant. La quantitat de RAM disponible per a un ordinador és una YMMV massiva en termes de rendiment. Però la prova és realment senzilla per determinar si un sistema es beneficiarà de més. Si la memòria RAM està constantment plena i utilitza el fitxer d'intercanvi del disc durnotaAquesta és una mena d'engany per enganyar els programes fent-los pensar que l'ordinador té més memòria de la que realment té. Quan el sistema operatiu creu que no s'accedeix a alguna cosa a la memòria RAM ni s'utilitza tant, emmagatzemarà aquestes dades en un fitxer d'intercanvi per deixar espai per a dades més útils., el sistema definitivament es podria beneficiar de més memòria RAM. Si la memòria RAM amb prou feines s'utilitza, el sistema no l'està utilitzant realment, de manera que afegir-ne més no ajudarà. Això està canviant als sistemes operatius moderns, però, on la memòria addicional s'utilitza de manera passiva per contenir fitxers de dades addicionals per accedir ràpidament als programes, omplint-se com més temps estigui encès el sistema. Si la memòria és necessària per a un ús actiu, la memòria cau s'expulsa per fer espai.

Com a exemple tangible, imagineu-vos que esteu comprant queviures. Al principi opteu per la cistella més petita. Més tard a la vida o en algun moment, comenceu a requerir més béns. Si continues utilitzant la cistella, es desborda i has de completar el viatge de compres i descarregar el que tens de tornada a casa i tornar una altra vegada. Tanmateix, si utilitzeu el carro molt més gran, podeu cabre més alhora i fer-ho tot en un sol viatge. Però només perquè afegir un carretó de la compra et va fer la vida més fàcil no vol dir afegir un altre testament. (Tot i que podeu 'emmagatzemar a la memòria cau' els queviures que necessiteu per a un ús futur al carretó addicional i deixar-ho de banda, de la mateixa manera que ho fa un sistema operatiu per obtenir dades prèvies que poden ser necessàries més endavant.)

Hi ha diverses maneres de classificar els tipus de RAM, però les dues més utilitzades són la classificació tecnològica (és a dir, per la tecnologia que subratlla cada tipus) i la classificació d'ús, dividint els tipus per la seva finalitat. Aquí estan:

Models de memòria de PC bàsics:

Igual que el Commodore Amiga, la memòria de PC es divideix en diversos subtipus diferents.

  • Memòria convencional : el tipus de memòria de l'ordinador base, definit fins als primers 640 kilobytes de RAM. Aquesta és la memòria base de l'ordinador i tots els programes d'ordinador poden adreçar-se.
  • Àrea de memòria superior (UMA) : En molts sistemes, és possible omplir la placa base amb més RAM més enllà de 640k, fins a 1 MB. Aquesta àrea d'excés de memòria RAM es coneix com l'àrea de memòria superior i coexisteix amb els 'forats de memòria' destinats a la comunicació amb targetes EMS i altres perifèrics. Als sistemes on es necessita més memòria, s'instal·len més de 640.000 xips de RAM DIP, i els controladors del sistema operatiu i de dispositiu funcionen en tàndem marcant que són forats de memòria i que són memòria UMA addicional. Aquestes ubicacions d'UMA es poden 'omplir' per programes conscients de l'UMA, en blocs.
  • Especificació de memòria ampliada (EMS) : Fruit d'una empresa conjunta entre Lotus, Intel i Microsoft, l'especificació va ser dissenyada per evitar el límit d'1 MB imposat pel processador 8086. La tècnica de memòria trenca la memòria d'una targeta d'expansió en pàgines de 64 k i obre una 'finestra de memòria' juntament amb un registre de pàgina especial, tots dos situats a parts específiques de l'àrea de memòria superior però per sota del límit d'1 MB. Els programes conscients de l'EMS podrien escriure la pàgina que desitgen a la memòria del registre de pàgines, la qual cosa indicarà al mapeador de memòria de la targeta quina pàgina de 64 k es posarà a disposició del programa mitjançant la finestra de memòria (això funciona de manera similar a certs cartutxos de jocs NES). ). Malgrat la introducció de la memòria XMS, EMS va continuar sent l'estàndard durant molts anys, els quals van aparèixer els emuladors d'EMS quan XMS es va convertir en la norma únicament perquè l'estàndard estava tan estès al món empresarial.
  • Especificació de memòria estesa (XMS) : Amb l'arribada de la CPU 286 i el seu límit d'adreces de memòria molt més gran, els fabricants s'adonen que poden deixar d'utilitzar la paginació per millorar les velocitats de lectura i escriptura. A diferència d'EMS, XMS és senzill d'utilitzar i no té el complicat mecanisme d'intercanvi de pàgines utilitzat per EMS, ja que es troba immediatament per sobre de la ubicació de memòria d'1 MB (la ubicació de la memòria entre 640k i 1023k normalment es reserva per a la comunicació amb targetes d'expansió o per a la memòria recarregada mitjançant el Esquema 'Àrea de memòria superior') i, com a resultat, és exponencialment més ràpid en comparació amb les targetes EMS. Tanmateix, a causa de l'ús generalitzat de programes antics que utilitzen memòria EMS, els emuladors d'EMS com QEMM es van convertir en imprescindibles. MS-DOS 5.0 en endavant s'envia amb l'emulador EMM386 EMS inclòs a la caixa. L'estàndard XMS continua en ús fins avui. Sota MS-DOS, la memòria XMS s'ha d'habilitar mitjançant un controlador, normalment HIMEM.SYS, a causa del codi heretat de 16 bits de MS-DOS que es va mantenir pràcticament sense canvis durant la seva vida útil. Aleshores, un programa ha d'utilitzar un extensor (o en el cas de Windows 9x, utilitzar el seu propi gestor de memòria) per entrar en mode de 32 bits per accedir a la memòria XMS. Windows NT i els seus diversos descendents, així com diversos sabors Unix, s'inicien en 32 bits (i més tard, 64 bits) des del principi, no necessita controladors ni extensors, i els programes poden accedir directament a tota la memòria XMS.

Per tecnologia:

Històric

Molt abans que els tipus de memòria moderns estiguessin disponibles, les primeres màquines encara necessitaven emmagatzemar les seves dades, fins i tot l'ENIAC, que ni tan sols tenia un programa emmagatzemat (es controlava connectant seqüencialment tots els mòduls) tenia una mica d'emmagatzematge per a les dades. Inicialment, aquesta era la solució molt senzilla i òbvia: la memòria estàtica, és a dir, mantenir les dades als circuits electrònics anomenats disparadors o flip-flops, que podien romandre en un dels dos estats estables. Però com que la mida de la paraula en aquelles primeres màquines era d'entre 20 i 40 bits, i un flip-flop pot contenir com a màxim dos bits d'informació, tot i que requeria almenys quatre vàlvules electròniques en el moment en què l'únic tipus de vàlvula disponible era una gran quantitat. i fràgil tub de buit, tenir més d'un parell de dotzenes d'aquests 'registres' era simplement poc pràctic.

Allà és on tot es va posar interessant. Per contenir quantitats més grans de dades es van utilitzar diverses tecnologies, algunes d'elles decididament estranyes. Com emmagatzemar les dades com a ones acústiques (sí, ràfegues de so) en tubs plens de mercuri, o polsos magnètics en un tambor giratori. Tècnicament, aquests tipus de memòria ni tan sols eren d'accés aleatori, sinó seqüencials, però simulaven relativament bé la memòria RAM. Després hi va haver una tecnologia on els bits s'emmagatzemaven com a punts a la superfície de fòsfor d'un CRT, que tenia l'avantatge que el programador podia literalment. veure els bits emmagatzemats, que sovint ajudaven en la depuració del programari.

Però la majoria d'aquestes tecnologies no eren gaire pràctiques; eren cares, lents i (sobretot en el cas de les línies de retard de mercuri) perilloses per al medi ambient. El Dr. An Wang (aleshores d'IBM) va proposar una solució que va agafar la indústria per asalto: memòria del nucli magnètic .

La memòria del nucli constava de milers de nuclis magnètics minúsculs (1-2 mm d'ample) en forma de donut, col·locats en una graella de cables metàl·lics. En manipular els voltatges posats en aquests cables, es podria llegir o escriure l'estat de qualsevol nucli individual. Com que no hi havia peces mòbils, com passa amb una línia de retard o un tambor, el temps d'accés era molt més ràpid. La memòria del nucli també era substancialment més densa que la de la línia de retard o la memòria CRT, i també utilitzava menys potència. També mantenia el seu contingut quan l'alimentació estava apagada, que s'utilitzava àmpliament en aquell moment.

A més de la seva mida compacta (per exemple, una unitat amb 1K, una quantitat força generosa del temps, era un marc pla de només 20x20x1 cm quadrat), també eren bastant barats. Els nuclis s'havien d'acoblar a mà, fins i tot en els seus últims dies (els primers intents de mecanitzar el procés van fallar i es van abandonar un cop va aparèixer la memòria RAM de semiconductors), de manera que la majoria dels fabricants van utilitzar la mà d'obra barata de les cosidores i brodadores de l'Àsia oriental (que havien estat acomiadats per l'adopció generalitzada de màquines de cosir) fent-lo assequible. La majoria de mainframes i miniordinadors utilitzaven memòria bàsica, i estava arrelada a la ment de la gent que hi treballava fins a tal punt que fins i tot ara pots trobar una situació en què la paraula 'nucli' s'utilitza com a sinònim de RAM, tot i que els ordinadors en general no l'he fet servir des dels anys 70.

RAM d'estat sòlid

La memòria RAM d'estat sòlid va ser la tecnologia que finalment va acabar amb l'era central. Va ser el resultat dels intents de miniaturitzar circuits electrònics. Els transistors havien substituït els tubs de buit als primers ordinadors amb relativa rapidesa, a causa de la seva mida més petita, fiabilitat (no tenien embolcalls de vidre per trencar ni filaments per cremar-se) i un consum d'energia molt menor. Tanmateix, fins i tot els transistors més petits de l'època eren aproximadament la mida d'una goma d'esborrar de llapis petita, i es van necessitar centenars d'ells per fer un ordinador que funcionés, de manera que els ordinadors encara eren voluminosos i cars. Als anys 50 dos enginyers van imaginar de manera independent com posar diversos transistors i altres components electrònics a la mateixa peça de semiconductor i, per tant, circuit integrat va néixer. Les mides dels circuits electrònics van començar a reduir-se gairebé d'un dia per l'altre, i una de les primeres aplicacions d'ells a la indústria informàtica va ser la memòria RAM.

  • RAM estàtica , com s'ha esmentat anteriorment, és un tipus de memòria on cada bit està representat per un estat d'un determinat tipus de circuit anomenat xancletes . Amb un IC substituint diversos transistors i els seus circuits associats, la memòria estàtica es va fer molt més assequible i va començar a aparèixer en quantitats cada cop més grans. El principal avantatge de la memòria estàtica és que és molt ràpida; bàsicament, la seva velocitat només està limitada per la velocitat dels processos físics dins del transistor, i aquests són extremadament ràpid. També requereix energia només per escriure alguna cosa i només necessita una quantitat simbòlic en llegir o emmagatzemar, de manera que gairebé no dissipa calor. Tot i així, cada bit de memòria estàtica necessita de dos a quatre transistors per emmagatzemar-se, de manera que segueix sent relativament voluminós i car.
  • RAM dinàmica , en canvi, utilitza condensadors per emmagatzemar bits (generalment requereix un condensador i, potser, un díode per emmagatzemar un bit, que ocupa molt menys espai de silici), per la qual cosa és molt més compacte i, per tant, barat. Malauradament, els condensadors tendeixen a perdre càrrega amb el temps, per la qual cosa s'han de recarregar periòdicament, normalment llegint la memòria i escrivint de nou les mateixes dades, anomenada 'actualització de memòria'. Aquest procés crida l'atenció de la CPU o dels circuits de suport addicionals del propi xip de memòria i, per afegir insults a les lesions, la necessitat d'actualitzar constantment el contingut de la memòria significa que quan s'apaga l'alimentació, tota la memòria s'apaga completament. esborrat: el nucli, sent magnètic, era completament no volàtil i la memòria RAM estàtica requeria tan poca potència que es podia mantenir amb vida amb una simple bateria de rellotge de liti. Tot i així, l'enorme densitat que ofereix la DRAM fa que sigui el tipus de memòria més assequible i utilitzat mai.
  • RAM magnètica és bàsicament un retorn al nucli a un nou nivell, on cada donut de ferrita del nucli antic es substitueix per un gra de ferrita en un IC. Té l'avantatge de densitat d'una DRAM (hi ha alguna penalització, però no és tan gran), la seva velocitat s'acosta més a la RAM estàtica, és completament no volàtil i es pot escriure tan ràpid com es llegeix (per no dir com molts vegades segons sigui necessari), negant la majoria dels inconvenients de la memòria flaix. Malauradament, a causa del fet que Flash es ven com un gelat en un dia calorós, pocs productors podrien estalviar els seus fabricants per produir-lo, i requereix un redisseny important de la placa base per arrencar. Aquest i diversos colls d'ampolla tecnològics semblen bloquejar-lo a l'infern del desenvolupament per al moment.
    • A banda, també hi ha un problema amb la seguretat amb la memòria no volàtil. Per exemple, si un ordinador que feia xifratge tenia memòria no volàtil, un pirata informàtic intel·ligent podria apagar la màquina, treure la memòria i fer un abocament sense por de perdre el contingut. Perquè passi el mateix amb la DRAM (en realitat perd memòria amb el pas del temps, no de manera instantània), la persona hauria d'abocar el xip de RAM al nitrogen líquid per frenar el procés de descàrrega a un rastreig. Tanmateix, amb l'arribada dels coprocessadors de xifratge sobre la marxa que xifren les dades a la unitat de gestió de memòria abans que s'escrigui res a la memòria, la memòria no volàtil està tornant en una forma molt millorada.
  • Hi ha un nou tipus de memòria a l'horitzó basat en memristors. Tot i que es va teoritzar el 1971 com el quart component elèctric passiu de dos terminals, en realitat no es va fabricar fins al 2008. Els memristors tenen la propietat que la resistència augmenta quan el corrent passa per una direcció i disminueix quan el corrent passa per l'altra. Això canvia la tensió a través de la peça, que es pot utilitzar per llegir un 0 o un 1. Com que és una part passiva, és molt ràpida i no necessita energia per mantenir el seu estat. Actualment aquesta tecnologia es comercialitza en maquinari de classe servidor com NV-DIMM ( Mòdul de memòria en línia dual no volàtil ). Amb la informació que va i des de la CPU ara s'està xifrant abans que fins i tot sigui escrita a la memòria per un coprocessador dedicat, quan s'utilitza amb el maquinari correcte, aquest tipus de memòria és relativament segura.

Tipus de RAM moderns obsolets

  • RAM ràpida de pàgines - una evolució de la DRAM normal, des de l'era 286 fins a principis de l'era Pentium. Tenia una freqüència de refresc de fins a 70 ns. Un mòdul típic de l'època conté fins a 8 MB de RAM de pàgina ràpida. Funcionen a una velocitat de 66 MHz. També val la pena assenyalar que a la meitat de la vida útil de la memòria RAM, hi va haver un canvi de disseny de ranura i la quantitat de pins del connector va augmentar de 30 a 72. El primer es coneix sovint com a SIMM o mòdul de memòria en línia únic, mentre que el segon es coneix com a DIMM o mòdul de memòria en línia dual.
  • RAM de sortida de dades estesa (EDO). - A partir de mitjans de l'era Pentium, aquest tipus de RAM va sorgir per substituir la RAM de pàgina ràpida. És electrònicament retrocompatible RAM de pàgina ràpida i utilitza les mateixes ranures de mòdul de memòria en línia dual de 72 pins, i també funciona a la mateixa velocitat de 66 MHz que el seu predecessor. Tanmateix, la freqüència de refresc s'ha augmentat a 60 ns. Una versió millorada que admet operacions de ràfega (BEDO RAM) es va introduir tard en la vida del tipus RAM, però aleshores el mercat ja ha escollit SDRAM com a successora perquè SDRAM és la més barata de les tres (la RAM també es va posar en competència amb Rambus). DRAM). Un mòdul EDO pot tenir una mida de fins a 128 MBnotaencara que notòriament, les plaques base amb el chipset VX i FX d'Intel no podien utilitzar el mòdul de mida més gran, ja que la RAM DIMM i SIMM s'han d'instal·lar per parelles, i Intel havia posat un límit de memòria de 128 MB a la unitat de gestió de memòria del chipset.
  • RAM de velocitat de dades única (SDR). - Inicialment comercialitzat com a Synchronous Dynamic RAM (SDRAM), la tecnologia es va rebatejar més tard a Single Data Rate RAM per implicar que és el precursor de Double Data Rate RAM. Introduït a una velocitat de 66 MHz al final de la vida del Pentium i davant la competència tant de la RAM BEDO com de la Rambus DRAM, aquest tipus de RAM finalment va sorgir com l'elecció del consumidor a causa de la seva assequibilitat i és el predecessor directe de la RAM DDR. S'hi treballava constantment i, quan finalment va ser usurpat per la memòria RAM DDR a l'era del Pentium 4, havia guanyat velocitats de fins a 133 MHz i un mòdul pot tenir una mida de fins a 512 MB.

RAM DDR

DDR significa 'Double Data Rate'. Normalment, la memòria RAM processa les dades una vegada per cicle de rellotge, mentre que aquest tipus de memòria ho fa dues vegades. Té el preu d'una latència una mica més lenta, però duplicar la velocitat del rellotge és un gran avantatge per als jocs. DDR es va fer disponible comercialment, i la Xbox va ser la primera consola que va utilitzar memòria DDR, mentre que la Playstation 2 de la competència, i més tard 3, utilitzaven la DRAM Rambus de la competència (vegeu més avall). Cada generació de DDR ha reduït la tensió de funcionament, el que significa que utilitza menys energia per a cada transferència de memòria. Tanmateix, l'augment de les velocitats significa que l'ús general d'energia encara pot ser més elevat.

Actualment, estem a la quarta generació de RAM DDR. Les generacions són les següents:

  • L'original RAM DDR (de vegades anomenat retroactivament DDR1 ): 266MHz-400MHz, la mida del mòdul oscil·la entre 128MB i 2GB
  • RAM DDR2 : 533MHz-1066MHz, les mides dels mòduls van des de 512MB fins a 4GB. Poques plaques base i processadors admeten conduir la memòria RAM a una velocitat de 1066 MHz sense overclocking, la majoria arriba a 800 MHz.
  • RAM DDR3 : 800MHz-2,8GHz, rang de mida del mòdul d'1 GB a 16 GB, amb mòduls de 32 GB al full de ruta. Encara s'està desenvolupant conjuntament amb la memòria RAM DDR4 (presumiblement a causa d'aplicacions incrustades o de menor cost) i a partir del 2015 arriba a velocitats de fins a 2,8 GHz. Tanmateix, la majoria de les CPU de consum només admetien fins a 2133MHz, després dels quals els fabricants van passar a utilitzar RAM DDR4. Els últims xips de consum que han utilitzat RAM DDR3 són les CPU AMD Kaveri i Intel Broadwell.
  • RAM DDR4 : 1,6 GHz-4,3 GHz. La mida del mòdul de memòria comença a 4 GB. La memòria RAM va assolir el seu potencial total de 4,3 GHz a finals de 2016. A finals de 2019, les CPU encara només admeten oficialment una velocitat màxima de RAM de 3,2 GHz. Tanmateix, les CPU més noves admeten no oficialment velocitats molt més altes, amb més de 5 GHz possibles amb overclocking. Els últims xips de consum que han utilitzat RAM DDR4 són les CPU AMD Zen 3 i Intel Rocket Lake.
  • RAM DDR5 : 4,8 GHz-6,4 GHz. Llançat a mitjans de 2020, i els primers mòduls van arribar a mitjans de 2021 amb les CPU Alder Lake d'Intel sent les primeres a admetre l'estàndard. Les properes CPU Zen 4 d'AMD també utilitzaran memòria DDR5.

GDDR RAM és una variant de DDR dissenyada específicament per utilitzar-se amb GPU. Permet un ample de banda de memòria més gran, així com afegir algunes funcions addicionals, com ara la possibilitat d'omplir blocs de memòria sencers amb un sol color. Tot i que es basa en RAM DDR, ha evolucionat una mica per separat i, per tant, no coincideix gaire en termes de generacions. GDDR4 i 5 es van basar en DDR3. Això va ser seguit per GDDR5X, que és tècnicament quad velocitat de dades i no realment DDR. GDDR6 és una evolució d'això, divergent encara més del DDR estàndard. Les primeres GPU comercials que utilitzaven GDDR6 es van llançar el 2018 i, a mitjan 2019, totes les GPU noves de Nvidia i AMD l'utilitzen.

Rambus DRAM

'Rambus Dynamic RAM' se centra en una amplada de banda lleugerament més gran i una velocitat de rellotge molt més alta. Això comporta un major consum d'energia, una capacitat més gran i una latència més lenta. L'últim s'ha reduït en versions posteriors, fins al punt que la variant XDR de la PS3 té una latència no més lenta que la memòria DDR.

Això significava que les versions anteriors no eren tan bones per als gràfics. No va fer mal a la PlayStation 2, que la feia servir per a la memòria normal, no per a la memòria de vídeo, però la Nintendo 64 sí que la feia servir per a la memòria de vídeo. Aquest va ser un dels molts colls d'ampolla que van impedir que el sistema funcionés tan bé com els seus gràfics.

La DRAM Rambus és evidentment bona per a la reproducció de vídeos, per això la PS2 i la PS3 es consideren reproductors de pel·lícules tan bons per a la seva època. El PlayStation Portable no utilitza aquest tipus de memòria, atès que l'augment del consum d'energia esgotaria la bateria. Això ha significat que la reproducció de pel·lícules UMD als televisors s'ha esborrat notablement. Es va utilitzar breument a principis dels anys 2000 per a ordinadors domèstics; tanmateix, tot i que realment va ser molt ràpid, actualitzar-lo va ser massa car a causa de les altes tarifes de llicència que els fabricants de mòduls van acabar transmetent als consumidors, i molts fabricants de plaques base van considerar que les tarifes de llicència que cobrava Rambus eren massa altes (i una altra vegada, els que van suportar els alts costos de llicència van traslladar la tarifa als consumidors; això va fer que tant els mòduls de RAM com les plaques base semblin més cars que l'altra opció, que és SDRAM).

Tot i que Rambus va produir una especificació per a XDR2, la idea ja havia estat efectivament superada per GDDR i mai es va utilitzar. La Playstation 3 va ser l'últim producte important que va utilitzar aquest tipus de memòria.

EDRAM

Normalment, una unitat de processament gràfic no té memòria cau. La memòria de vídeo ocupa aquest paper. Però 'Embedded Dynamic RAM' està molt a prop. Està enganxat just al costat del processador en comptes de dins. El guany és de mida més gran (però encara molt més petit que la memòria estàndard) i la seva velocitat de rellotge encara coincideix amb el processador. Els avantatges són una amplada de banda més petita (però encara entre 10 i 100 vegades més que la memòria estàndard) i una latència més lenta (però encara molt, molt més ràpida que la memòria estàndard) i un augment del cost de fabricació.

La velocitat molt augmentada significa que la memòria de vídeo pot gestionar aproximadament la mateixa quantitat de dades que la memòria estàndard d'una mida molt més gran. La PS2, GameCube, Wii i 360 utilitzen aquest tipus de memòria, mentre que la Xbox One utilitza aquest tipus de memòria exclusivament per a gràfics. La gent pensava que la mida era massa petita, però una vegada que es van entendre, els sistemes funcionaven bé amb aquesta memòria. Els futurs sistemes amb el processador de cèl·lules preveuen utilitzar aquest tipus de memòria, ja que pràcticament és prou ràpid per mantenir-se al dia amb aquest processador.

IT-SRAM

Probablement un bon terme mitjà entre la memòria estàndard i la memòria incrustada. Té una velocitat de rellotge i una amplada de banda mitjanes, però també una capacitat mitjana, combinada amb una latència només una mica més lenta que l'EDRAM. El Game Cube i la Wii utilitzen aquest tipus de memòria (sí, la Wii utilitza aquesta memòria, EDRAM i GDDR3 alhora).

Memòria d'ample de banda elevat (HBM)

HBM és el resultat d'un mur que va colpejar la memòria de tipus GDDR. És a dir, tot i que GDDR5 ha arribat a un impressionant 7,0 GHz, cal molt de poder per fer-lo funcionar. Per tal de reduir el consum d'energia i augmentar l'amplada de banda de memòria alhora, AMD es va unir amb el fabricant de memòria Hynix per crear HBM. La idea és simplement apilar les matrius de memòria RAM una sobre l'altra, utilitzar vies de silici d'alta densitat com a canals de comunicació i utilitzar una capa d'interposició com a base sobre la qual també s'asseu la GPU per parlar amb la memòria. El resultat és una interfície de bus sorprenent de 4096 bits en la seva primera implementació i desenes de watts d'estalvi d'energia per a la mateixa quantitat de memòria. El concepte és similar a la fabricació de paquet a paquet que s'utilitza a les empreses de sistema a xip, on el processador s'apila a la part superior de la memòria RAM en el mateix paquet. Actualment, HBM es troba a la seva segona generació, amb l'única diferència amb la primera generació que és una velocitat de senyalització més ràpida, el bus de memòria encara té una amplada de 4096 bits.

A partir del 2021, l'ús d'HBM s'ha relegat principalment als dissenys de GPU de gamma alta. És probable que per a la producció en volum, HBM pugui presentar problemes de rendiment. Si el muntatge final té algun problema, és molt més difícil resoldre'l i aïllar quin és el problema per solucionar-lo. Els dissenys discrets de VRAM són modulars i són més fàcils d'aïllar un component problemàtic per substituir-lo.

Per ús:

Registres

Aquest és el tipus de memòria més ràpid disponible. Tots els processadors solen tenir registres, que normalment és una memòria RAM estàtica molt ràpida. Aquests emmagatzemen aproximadament una paraula de dades, el nombre de bits que el processador pot gestionar alhora. El més important és el comptador d'instruccions, ja que manté on és la següent instrucció. Una altra que sempre es troba és la paraula d'estat. Altres poden estar presents i alguns poden ser utilitzats per l'usuari o no. Curiosament, els processadors de conjunts d'instruccions complexos tenen relativament pocs registres. Els processadors de conjunts d'instruccions reduïts en tenen fàcilment més de 100. Per exemple, la majoria de les CPU x86 modernes, sent una màquina RISC molt avançada internament, utilitzen el canvi de nom automàtic dels seus ~128 registres interns per simular diversos conjunts dels 14 registres x86 tradicionals, permetent així diverses instruccions CISC. per ser executat alhora.

Memòria cau

Per si us ho pregunteu, es pronuncia 'cash', no 'ca-shay'. Aquesta és la memòria enganxada a la CPU. Per què? Sovint, la CPU necessita emmagatzemar dades per a determinats processaments. No cal emmagatzemar molt, però cal emmagatzemar-lo a la memòria el més ràpid possible. La memòria cau omple aquest propòsit. En posar-lo dins del processador, la latència no és més lenta que la del processador i la velocitat del rellotge coincideix. Això vol dir que la memòria cau només pot ser tan gran. El 360 té més memòria cau de totes les consoles domèstiques i només té 1 megabyte de mida. Però el que compta és la velocitat, ja que està dissenyat per mantenir-se al dia amb la CPU. Molts ordinadors i consoles moderns tenen diversos nivells de memòria cau de diferents mides, per exemple, un ordinador modern del 2010 té almenys tres nivells. Normalment, el nivell 1 és el més ràpid, però té la menor quantitat d'emmagatzematge i, a mesura que augmenta el nivell, la velocitat es redueix però augmenta la quantitat d'emmagatzematge.


Articles D'Interès