Computerhukommelse er en generisk betegnelse for alle de forskellige typer datalagringsteknologi, som en computer kan bruge, inklusive RAM, ROM og flashhukommelse.

Nogle typer computerhukommelse er designet til at være meget hurtige, hvilket betyder, at den centrale behandlingsenhed (CPU) kan få adgang til data, der er gemt der meget hurtigt. Andre typer er designet til at være meget lave, så store mængder data kan gemmes der økonomisk.

En anden måde, hvorpå computerhukommelse kan variere, er at nogle typer ikke er flygtige, hvilket betyder at de kan gemme data på lang sigt, selv når der ikke er strøm. Og nogle typer er flygtige, som ofte er hurtigere, men som mister alle de data, der er gemt på dem, så snart strømmen er slukket.

Et computersystem er bygget ved hjælp af en kombination af disse typer computerhukommelse. , og den nøjagtige konfiguration kan optimeres til at producere den maksimale databehandlingshastighed eller de minimale omkostninger eller noget kompromis mellem de to.

Typer af computerhukommelse: Primær og sekundær

Selvom der findes mange typer hukommelse på en computer, den mest grundlæggende sondring er mellem primær hukommelse, ofte kaldet systemhukommelse, og sekundær hukommelse, som mere almindeligt kaldes lagring.

Nøgleforskellen mellem primær og sekundær hukommelse er adgangshastighed.

• Primær hukommelse inkluderer ROM og RAM, og er placeret tæt på CPU’en på computerens bundkort, hvilket gør det muligt for CPU’en at læse data fra primærhukommelsen meget hurtigt. Det bruges til at gemme data, som CPU’en har brug for overhængende, så den ikke behøver at vente på, at den skal leveres.

• Sekundær hukommelse er derimod fysisk placeret inden for en separat lagerenhed, f.eks. en harddisk eller et solid state-drev (SSD), der er tilsluttet computersystemet enten direkte eller via et netværk. Omkostningerne pr. Gigabyte sekundær hukommelse er meget lavere, men læse- og skrivehastighederne er betydeligt langsommere.

I flere perioder med computerudvikling er der blevet brugt en lang række computerhukommelsestyper , hver med sine egne styrker og svagheder.

Primære hukommelsestyper: RAM og ROM

Der er to nøgletyper af primærhukommelse:

1. RAM , eller tilfældig adgangshukommelse
2. ROM eller skrivebeskyttet hukommelse

Lad os se dybtgående på begge typer hukommelse.

1) RAM-computerhukommelse

Forkortelsen RAM stammer fra det faktum, at data, der er gemt i tilfældig adgangshukommelse, kan fås – som navnet antyder – i en vilkårlig rækkefølge. Eller, på en anden måde, enhver tilfældig bit af data kan fås lige så hurtigt som enhver anden bit.

De vigtigste ting at forstå om RAM er, at RAM-hukommelse er meget hurtig, den kan skrives til såvel som læses, den er flygtig (så alle data, der er gemt i RAM-hukommelse, går tabt, når de mister strøm) og endelig er det i s meget dyrt i forhold til alle typer sekundær hukommelse med hensyn til pris pr. gigabyte. Det er på grund af de relative høje omkostninger ved RAM sammenlignet med sekundære hukommelsestyper, at de fleste computersystemer bruger både primær og sekundær hukommelse.

Data, der kræves til forestående behandling, flyttes til RAM, hvor den er tilgængelig og ændret meget hurtigt, så CPU ikke venter. Når data ikke længere kræves, shuntes de ud til langsommere, men billigere sekundær hukommelse, og RAM-pladsen, der er frigjort, udfyldes med det næste stykke data, der er ved at blive brugt.

Typer RAM

• DRAM: DRAM står for dynamisk RAM, og det er den mest almindelige type RAM, der bruges i computere. Den ældste type er kendt som SDR-DRAM (single data rate), men nyere computere bruger hurtigere DDR-DRAM (dual data rate). DDR kommer i flere versioner, herunder DDR2, DDR3 og DDR4, som tilbyder bedre ydelse og er mere energieffektive end DDR. Imidlertid er forskellige versioner ikke kompatible, så det er ikke muligt at blande DDR2 med DDR3 DRAM i et computersystem. DRAM består af en transistor og en kondensator i hver celle.

• SRAM: SRAM står for statisk RAM, og det er en bestemt type RAM, der er hurtigere end DRAM, men mere dyr og bulker med seks transistorer i hver celle. Af disse grunde bruges SRAM generelt kun som en datacache i selve en CPU eller som RAM i meget avancerede serversystemer. En lille SRAM-cache med de mest overhængende nødvendige data kan resultere i betydelige hastighedsforbedringer i et system

De vigtigste forskelle mellem DRAM og SRAM er, at SRAM er hurtigere end DRAM – måske to til tre gange hurtigere – men dyrere og større. SRAM er normalt tilgængelig i megabyte, mens DRAM købes i gigabyte.

DRAM bruger mere energi end SRAM, fordi det konstant skal opdateres for at opretholde dataintegriteten, mens SRAM – selvom det er flygtigt – ikke har brug for konstant opdatering når den tændes.

2) ROM-computerhukommelse

ROM står for skrivebeskyttet hukommelse, og navnet stammer fra det faktum, at mens data kan læses fra denne type computerhukommelse, kan data normalt ikke skrives til det. Det er en meget hurtig type computerhukommelse, der normalt installeres tæt på CPU’en på bundkortet.

ROM er en type ikke-flygtig hukommelse, hvilket betyder, at de data, der er gemt i ROM, fortsætter i hukommelsen selv når den ikke modtager strøm – for eksempel når computeren er slukket. I den forstand svarer det til sekundær hukommelse, som bruges til langtidsopbevaring.

Når en computer er tændt, kan CPU’en begynde at læse information gemt i ROM uden behov for drivere eller anden kompleks software for at hjælpe det med at kommunikere. ROM’en indeholder normalt “bootstrap-kode”, som er det grundlæggende sæt instruktioner, som en computer skal udføre for at blive opmærksom på operativsystemet, der er gemt i sekundær hukommelse, og for at indlæse dele af operativsystemet i den primære hukommelse, så det kan starte og bliver klar til brug.

ROM bruges også i enklere elektroniske enheder til at gemme firmware, der kører, så snart enheden er tændt.

Romtyper

ROM er tilgængelig i flere forskellige typer, herunder PROM, EPROM og EEPROM.

• PROM PROM står for programmerbar skrivebeskyttet hukommelse, og den adskiller sig fra ægte ROM i det, mens en ROM er programmeret (dvs. har data skrevet til det) under fremstillingsprocessen, fremstilles en PROM i tom tilstand og programmeres derefter senere ved hjælp af en PROM-programmerer eller -brænder.

• EPROM EPROM står for Erasable Programmable Read-Only Memory, og som navnet antyder, kan data gemt i en EPROM slettes og EPROM omprogrammeres. Sletning af en EPROM indebærer at fjerne den fra computeren og udsætte den for ultraviolet lys, inden den genbrændes.

• EEPROM EEPROM står for Elektrisk sletbar programmerbar skrivebeskyttet hukommelse og forskellen mellem EPROM og EEPROM er, at sidstnævnte kan slettes og skrives til af det computersystem, det er installeret i. I den forstand er EEPROM ikke strengt skrivebeskyttet. I mange tilfælde er skriveprocessen dog langsom, så det gøres normalt kun at opdatere programkode som firmware eller BIOS-kode lejlighedsvis

Forvirrende, NAND-flashhukommelse (såsom den findes i USB-hukommelsessticks og solid state-diskdrev) er en type EEPROM, men NAND-flash betragtes som sekundær hukommelse.

Sekundær hukommelsestyper

Sekundær hukommelse indeholder mange forskellige lager medier, der kan knyttes direkte til et computersystem. Disse inkluderer:

• harddiskdrev

• solid state-drev (SSD’er)

• Optiske (CD eller DVD) drev

• Bånddrev

Sekundær hukommelse inkluderer også:

• Storage arrays inklusive 3D NAND flash-arrays forbundet via et lagringsnetværk (SAN)

• Lagerenheder, der kan være forbundet via et konventionelt netværk (kendt som netværksbundet lager eller NAS)

Skylagring kan uden tvivl også kaldes sekundær hukommelse.

Forskelle mellem RAM og ROM

ROM:

• Ikke-flygtig

• Hurtig at læse

• Normalt brugt i små mængder

• Kan ikke skrives hurtigt

• Bruges til at gemme opstartsinstruktioner eller firmware

• Relativt dyrt pr. megabyte gemt sammenlignet til RAM

RAM:

• Flygtig

• Hurtig at læse og skrive

• Bruges som systemhukommelse til lagring af data (inklusive ng programkode) som CPU’en skal behandle overhængende

• Relativt billig pr. lagret megabyte sammenlignet med ROM, men relativt dyrt sammenlignet med sekundær hukommelse

Hvilken teknologi er mellem primær og sekundær hukommelse?

I løbet af det sidste år er der udviklet et nyt hukommelsesmedium kaldet 3D XPoint med egenskaber, der ligger mellem primær og sekundær hukommelse.

3D XPoint er dyrere, men hurtigere end sekundær hukommelse og lavere omkostninger, men langsommere end RAM. Det er også en ikke-flygtig hukommelsestype.

Disse egenskaber betyder, at den kan bruges som et alternativ til RAM i systemer, der kræver store mængder systemhukommelse, der ville være for dyre at bygge med RAM (f.eks. som systemer, der er vært for databaser i hukommelsen). Afvejningen er, at sådanne systemer ikke nyder den fulde ydeevne ved at bruge RAM.

Da 3D XPoint ikke er flygtigt, kan systemer, der bruger 3D XPoint til systemhukommelse, være i gang igen efter en strømsvigt eller anden afbrydelse meget hurtigt uden behov for, at alle data læses tilbage i systemhukommelsen fra sekundær hukommelse.