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| * Da die Bezeichnung '''RAM''' missverständlich ist, wurde zeitweise versucht, den Begriff Read-Write Memory (RWM) zu etablieren, der sich jedoch nicht durchsetzen konnte. | | * Da die Bezeichnung '''RAM''' missverständlich ist, wurde zeitweise versucht, den Begriff Read-Write Memory (RWM) zu etablieren, der sich jedoch nicht durchsetzen konnte. |
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| == Geschichte ==
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| * Zu Anfang hatten Computer keine internen Arbeitsspeicher.
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| * Zu der Zeit wurden Arbeitsschritte auf Floppy Discs und Lochkarten gespeichert.
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| * Die erste Form von Arbeitsspeicher wurde in 1947 erfunden und benutzte eine Kathodenstrahlröhre.
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| * Auch in 1947 erfunden wurde der Magnetkernspeicher.
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| * Arbeitsspeicher wie wir es kennen wurde erstmalig in 1968 erfunden.
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| * Dieser nennt sich Festkörperspeicher und hatte noch Pins als Anschluss.
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| * Diese Pins wurden kurze Zeit später mit Kontakten ersetz.
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| * 1980 kam man auf die Idee das Betriebssystem und Programme auf den Arbeitsspeicher zu kopieren.
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| * Was den PC deutlich schneller und ruckelfreier machte.
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| ; Geschichte
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| [[Datei:Core memory.jpg|mini|Magnetkernspeicherelement, um 1971, Kapazität 16 Kibibyte]]
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| Die ersten Computer hatten keinen Arbeitsspeicher, nur einige [[Register (Computer)|Register]], die mit der gleichen Technik wie das Rechenwerk aufgebaut waren, also [[Elektronenröhre|Röhren]] oder [[Relais]]
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| * Programme waren fest verdrahtet („gesteckt“) oder auf anderen Medien, wie zum Beispiel Lochstreifen oder [[Lochkarte]]n gespeichert und wurden nach dem Lesen direkt ausgeführt
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| „In Rechenanlagen der 2. Generation dienten [[Magnettrommelspeicher|Trommelspeicher]] als Hauptspeicher“ (Dworatschek)
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| * Zusätzlich wurde in der Anfangszeit auch mit eher exotischen Ansätzen experimentiert, beispielsweise mit Laufzeitspeichern in Quecksilberbädern oder in Glasstabspiralen (mit Ultraschallwellen beschickt)
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| * Später wurden [[Kernspeicher|Magnetkernspeicher]] eingeführt, die die Information in kleinen [[Ferrite|Ferritkernen]] speicherten
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| * Diese waren in einer kreuzförmigen [[Matrixschaltung|Matrix]] aufgefädelt, wobei sich je eine Adressleitung und eine Wortleitung in der Mitte eines Ferritkerns kreuzten
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| * Der Speicher war nicht flüchtig, die Information ging jedoch beim Lesen verloren und wurde anschließend von der Ansteuerungslogik sofort wieder zurückgeschrieben
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| * Solange der Speicher nicht beschrieben oder gelesen wurden, floss kein Strom
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| * Er ist um einige Größenordnungen voluminöser und teurer herzustellen als moderne Halbleiterspeicher
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| Typische [[Großrechner]] waren Mitte der 1960er Jahre mit 32 bis 64 Kibibyte großen Hauptspeichern ausgestattet (zum Beispiel [[System/360|IBM 360-20 oder 360-30]]), Ende der 1970er Jahre (zum Beispiel die [[Telefunken]] [[TR 440]]) mit 192.000 Worten à 52 Bit (netto 48 Bit), also mit über 1 Megabyte
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| Der Kernspeicher als Ganzes bot ausreichend Platz, neben dem [[Betriebssystem]], das aktuell auszuführende Programm zunächst von einem externen Medium in den Arbeitsspeicher zu laden und alle Daten zu halten
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| * Programme und Daten liegen in diesem Modell aus Sicht des Prozessors im gleichen Speicher, die heute am weitesten verbreitete [[Von-Neumann-Architektur]] wurde eingeführt
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| [[Datei:Chip ram.jpg|mini|Arbeitsspeicher in Form eines [[Integrierter Schaltkreis|ICs]] auf einem SDRAM-Modul]]
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| Mit Einführung der Mikroelektronik wurde der Arbeitsspeicher zunehmend durch integrierte Schaltungen ([[Integrierter Schaltkreis|Chips]]) ersetzt
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| * Jedes Bit wurde in einem bistabilen Schalter ([[Flipflop]]) gespeichert, das mindestens zwei, mit Ansteuerlogik aber bis zu sechs Transistoren benötigt und relativ viel Chipfläche verbraucht
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| * Solche Speicher verbrauchen immer Strom
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| * Typische Größen waren [[Integrierter Schaltkreis|integrierte Schaltungen]] (ICs) mit 1 KiBit, wobei jeweils acht ICs gemeinsam adressiert wurden
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| * Die Zugriffszeiten lagen bei einigen 100 Nanosekunden und waren schneller als die [[Prozessor]]en, die um ein Megahertz getaktet waren
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| * Das ermöglichte zum einen die Einführung von Prozessoren mit sehr wenigen Registern wie dem [[MOS Technology 6502]] oder dem [[TMS9900]] von [[Texas Instruments]], die ihre Berechnungen größtenteils im Arbeitsspeicher durchführten
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| * Zum anderen ermöglichte es den Bau von [[Heimcomputer]]n, deren Videologik einen Teil des Arbeitsspeichers als [[Bildschirmspeicher]] verwendete und parallel zum Prozessor darauf zugreifen konnte
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| Ende der 1970er Jahre wurden dynamische Arbeitsspeicher entwickelt, die die Information in einem [[Kondensator (Elektrotechnik)|Kondensator]] speichern und nur noch einen zusätzlichen [[Feldeffekttransistor]] pro Speicherbit benötigen
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| * Sie können sehr klein aufgebaut werden und benötigen sehr wenig Leistung
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| * Der Kondensator verliert die Information allerdings langsam, die Information muss daher in Abständen von einigen Millisekunden immer wieder neu geschrieben werden
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| * Das geschieht durch eine externe Logik, die den Speicher periodisch ausliest und neu zurückschreibt (Refresh)
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| * Durch die höhere Integration in den 1980er Jahren konnte diese Refreshlogik preiswert aufgebaut und in den Prozessor integriert werden
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| * Typische Größen Mitte der 1980er waren 64 KBit pro IC, wobei jeweils acht Chips gemeinsam adressiert wurden
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| Die Zugriffszeiten der dynamischen RAMs lagen bei preiswertem Aufbau ebenfalls bei einigen 100 Nanosekunden und haben sich seitdem nur wenig verändert, die Größen sind jedoch auf einige GBit pro Chip gewachsen
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| * Die Prozessoren werden heute nicht mehr im Megahertz-, sondern im Gigahertz-Bereich getaktet
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| * Daher werden, um die durchschnittliche Zugriffszeit zu reduzieren, [[Cache]]s verwendet und sowohl die Taktrate als auch die Breite der Anbindung des Arbeitsspeichers an den Prozessor erhöht (siehe [[Front Side Bus]])
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| Im Juni 2012 wurde bekannt gegeben, dass mit dem sogenannten ''Speicherwürfel'' (englisch ''Hybrid Memory Cube'' und kurz ''HMC'' genannt) eine neue kleinere und leistungsstärkere Bauform für Arbeitsspeicher entwickelt werden soll, bei der ein Stapel aus mehreren [[Die (Halbleitertechnik)|Dies]] genutzt werden soll
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| * Eigens dafür wurde das ''Hybrid Memory Cube Konsortium'' gegründet, dem unter anderem ''[[ARM Limited|ARM]]'', ''[[Hewlett-Packard]]'' und ''[[SK Hynix|Hynix]]'' beigetreten sind
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Arbeitsspeicher
Beschreibung
Der Arbeitsspeicher enthält die benötigten Daten der aktuell ausgeführten Programme bzw. Programmteile.
- Da die CPU direkt auf den Arbeitsspeicher zugreift beeinflusst der Arbeitsspeicher die Leistung des ganzen PCs.
Charakteristik
Jede Speicherzelle kann über ihre Speicheradresse direkt angesprochen werden, der Speicher muss nicht sequenziell oder in Blöcken ausgelesen werden (bei großen Speicherbausteinen findet die Adressierung jedoch nicht über die einzelnen Zellen statt, sondern über ein Wort, dessen Breite von der Speicherarchitektur abhängt).
- Random Access memory (RAM) wird heute immer im Sinne von Read-Write Random Access Memory (RWRAM) verwendet. Der Begriffsinhalt des Speichers mit wahlfreiem Zugriff trifft auch auf andere Speicherformen zu, insbesondere Speicherbausteine vom Typ Read Only Memory (ROM).
- Da die Bezeichnung RAM missverständlich ist, wurde zeitweise versucht, den Begriff Read-Write Memory (RWM) zu etablieren, der sich jedoch nicht durchsetzen konnte.
Anhang
Siehe auch
Links
Weblinks