RAM

Einfach erklärt: Was ist RAM?

Die Abkürzung RAM steht für Random-Access Memory und ist auf deutsch besser bekannt als Arbeitsspeicher. Der Arbeitsspeicher ist ein kurzzeitiger Speicher, in dem Windows alle laufenden Prozesse und Programme zwischenspeichert. Lesen Sie diesen Artikel gerade im Browser, belegt Ihr Browser ebenfalls etwas Arbeitsspeicher. Nur so kann er laufen.

In jedem Computer ist mindestens ein Arbeitsspeicher-Modul verbaut (siehe Bild). Ein RAM-Modul besitzt in der Regel 1, 2, 4, 8 oder 16 Gigabyte Speicher. RAM mit 32 und 64 GB Speicher sind aktuell noch recht teuer. Für den Betrieb normaler Programme reichen 4 Gigabyte Arbeitsspeicher in den meisten Fällen aus. Aufwendigere Programme und Spiele laufen mit 8 GB RAM meist deutlich besser. Öffnen Sie gleichzeitig sehr viele Programme und verfügt Ihr Computer über relativ wenig Arbeitsspeicher, ist er meist überlastet und läuft nur noch langsam. Die Höhe des Arbeitsspeicher trägt demnach ebenfalls zur Schnelligkeit und Belastbarkeit Ihres Computers bei.

Über den Taskmanager können Sie die aktuelle Auslastung Ihres Arbeitsspeichers prüfen. Hier sehen Sie ebenfalls, welche Programme und Prozesse viel oder wenig Arbeitsspeicher belegen. Schalten Sie Ihren Computer aus, wird der Arbeitsspeicher wieder geleert. Aus diesem Grund kann ein Neustart ein etwas lahm gewordenes System wieder beschleunigen.

Seit einigen Jahren wird der klassische DDR3-RAM durch DDR4-RAM ersetzt. DDR4 bringt einige Vorteile mit sich, ist momentan jedoch noch etwas teurer. Hier finden Sie einen Vergleich zwischen DDR3 und DDR4.

Arbeitsspeichertypen

Man unterscheidet meist zwei große Kategorien von Arbeitsspeichern:

Dynamische Speicher oder DRAM (Dynamic Random Access Memory): Sie sind preiswert und werden 
hauptsächlich für den Zentralspeicher des Computers verwendet.

Statische Speicher oder SRAM (Static Random Access Memory): Sie sind schnell und teuer und 
werden insbesondere für die Cache-Speicher des Prozessors verwendet.

Funktionsweise des Arbeitsspeichers

Der Arbeitsspeicher besteht aus hunderttausenden kleinen Kondensatoren, die Ladungen speichern. Wenn er geladen ist, entspricht der logische Zustand des Kondensators 1, im gegenteiligen Fall ist er gleich 0, was bedeutet, dass jeder Kondensator ein Bit des Speichers darstellt.

Da die Kondensatoren sich entladen, müssen sie ständig nachgeladen werden (die genaue Bezeichnung ist auffrischen, auf Englisch refresh) und dies in regelmäßigen Zeitabständen, die Auffrischungszyklen genannt werden. DRAM-Speicher brauchen zum Beispiel Auffrischungszyklen von ungefähr 15 Nanosekunden (ns).

Jeder Kondensator ist an einen Transistor gekoppelt (Typ MOS), mit dem der Zustand des Kondensators wiederhergestellt oder geändert werden kann. Diese Transistoren sind in Form von Tabellen (Matrix) angeordnet, das heißt dass das Abtasten eines Speicherkästchens (auch Speicherpunkt genannt) über eine Zeile und eine Spalte erfolgt.

Jeder Speicherpunkt zeichnet sich also durch eine Adresse aus, die einer Zeilennummer (auf Englisch row) und einer Spaltennummer (auf Englisch column) entspricht. Dieser Zugriff erfolgt allerdings nicht unmittelbar, sondern innerhalb einer Frist, die Latenzzeit genannt wird. Dementsprechend dauert das Abtasten von gespeicherten Daten eine Zeitspanne, die der Zyklusdauer plus der Latenzzeit entspricht.

Für einen Speicher des Typs DRAM entspricht die Zugriffszeit 60 Nanosekunden (35 ns Zyklusdauer und 25 ns Latenzzeit). Bei einem Computer entspricht die Zyklusdauer dem Gegenteil der Taktfrequenz, zum Beispiel bei einem Computer, der mit 200 MHz getaktet ist, entspricht die Zyklusdauer 5 ns (1: (200 x 106)).

Demnach muss eine Computer, der mit hoher Frequenz arbeitet und Speicher verwendet, deren Zugriffszeit länger ist als die Zyklusdauer des Prozessors, Wartezyklen (auf Englisch wait state) absolvieren, um Zugriff auf den Speicher zu haben. Im Falle eines Computers der mit 200 MHz getaktet ist und Speicher vom Typ DRAM benutzt (deren Zugriffszeit 60 ns beträgt), gibt es elf Wartezyklen für einen Transferzyklus. Die Leistung des Computers wird umso mehr gemindert, je mehr Wartezyklen gibt. Es ist also ratsam, schnelle Speicher zu verwenden. Steckkartenformat für Arbeitsspeicher Alle Arbeitsspeichertypen haben die Form von Speichersteckkarten, die auf das Motherboard gesteckt werden.

Die ersten Speicher hatten die Form von Chips, die DIP (Dual Inline Package) genannt wurden. Mittlerweile hat sich das Steckkartenformat durchgesetzt, das sind längliche Karten, die auf hierfür vorgesehene Steckverbinder gesteckt werden.

Man unterscheidet gewöhnlich drei Typen von RAM-Steckkarten:

SIMM (Single Inline Memory Module): Bei diesem Steckkarten-Format handelt es sich um Leiterplatten die auf einer Seite mit Speicherchips versehen sind.

Es gibt zwei Typen von SIMM-Karten, je nach Anzahl der Steckverbinder: Die SIMM-Karten mit 30 Steckverbindern (mit den Abmessungen 89 x 13 mm) sind 8-Bit-Speicher, die die ersten PC-Generationen ausstatteten (286, 386).

Die SIMM-Karten mit 72 Steckverbindern (mit den Abmessungen 108 x 25 mm) sind Speicher, die in der Lage sind, 32 Bit Daten gleichzeitig zu verwalten. Dieser Speichertyp rüstet PCs von 386 DX bis zu den ersten Pentiums aus. Auf Letzteren arbeitet der Prozessor mit einem Datenbus mit einer Breite von 64 Bit, daher müssen diese Computer unbedingt mit zwei SIMM-Karten ausgestattet werden. Es ist nicht möglich, Karten mit 30 Stiften an Befestigungsplätzen mit 72 Steckverbindern anzubringen, da eine spezielle Vorrichtung (Einkerbung in der Mitte der Steckverbinder) das Aufstecken verhindert.

DIMM (Dual Inline Memory Module): Bei diesem Format handelt es sich um 64-Bit-Speicher, die man also nicht paaren muss. DIMM-Karten besitzen Speicherchips auf jeder Seite der Leiterplatte und haben 84 Steckverbinder auf jeder Seite, womit sie insgesamt mit 168 Stiften ausgestattet sind. Außer durch ihre größeren Abmessungen (130 x 25mm) unterscheiden sie sich von den SIMM-Karten durch eine zweite Vorrichtung zur Fehlervermeidung.

barrette de mémoire SIMM 72 connecteurs DIMM-Steckverbinder verfügen über eine verbesserte Einsteckvorrichtung. Zwei Hebel auf jeder Seite des Steckverbinders erleichtern das Einfügen.

Außerdem gibt es kleinere Module, die SO DIMM (Small Outline DIMM) genannt werden und für Laptops bestimmt sind. SO-DIMM-Karten verfügen nur über 144 Stifte für 64-Bit-Speicher und über 77 Stifte für 32-Bit-Speicher.