Tietokonemuisti on yleinen termi kaikentyyppisille tietotallennustekniikoille, joita tietokone voi käyttää, mukaan lukien RAM, ROM ja flash-muisti.

Jotkin tietokonemuistityypit on suunniteltu erittäin nopeaksi, mikä tarkoittaa, että keskusyksikkö (CPU) voi käyttää siellä tallennettuja tietoja erittäin nopeasti. Muut tyypit on suunniteltu erittäin edullisiksi, joten siellä voidaan tallentaa suuria määriä dataa taloudellisesti.

Toinen tapa, jolla tietokoneen muisti voi vaihdella, on se, että jotkut tyypit ovat haihtumattomia, mikä tarkoittaa, että ne voivat tallentaa tietoja pitkällä aikavälillä, vaikka virtaa ei olisikaan. Jotkut tyypit ovat epävakaita, jotka ovat usein nopeampia, mutta jotka menettävät kaikki niihin tallennetut tiedot heti, kun virta katkaistaan.

Tietokonejärjestelmä on rakennettu käyttämällä tämän tyyppisiä tietokoneen muistia , ja tarkka kokoonpano voidaan optimoida tuottamaan suurin tietojenkäsittelynopeus tai pienimmät kustannukset tai kompromissi näiden kahden välillä.

Tietokonemuistityypit: ensisijainen ja toissijainen

Vaikka tietokoneessa on useita muistityyppejä, perusero on ensisijaisen muistin, jota usein kutsutaan järjestelmämuistiksi, ja toissijaisen muistin, jota kutsutaan yleisemmin muistiksi, välillä.

Ensisijaisen ja toissijaisen muistin välillä on pääsynopeus.

• Ensisijainen muisti sisältää ROM-muistin ja RAM-muistin, ja se sijaitsee lähellä tietokoneen emolevyn prosessoria, jolloin keskusyksikkö voi lukea tietoja ensisijaisesta muistista todella nopeasti. Sitä käytetään CPU: n välittömästi tarvitseman datan tallentamiseen, jotta sen ei tarvitse odottaa sen toimittamista.

• Toissijainen muisti sen sijaan sijaitsee yleensä fyysisesti erillinen tallennuslaite, kuten kiintolevy tai SSD, joka on kytketty tietokonejärjestelmään joko suoraan tai verkon kautta. Kustannukset gigatavua kohden toissijaista muistia ovat paljon pienemmät, mutta luku- ja kirjoitusnopeudet ovat huomattavasti hitaampia.

Usean tietokoneen evoluution ajanjakson aikana on otettu käyttöön laaja joukko tietokonemuistityyppejä. , jokaisella on omat vahvuutensa ja heikkoutensa.

Ensisijaiset muistityypit: RAM ja ROM

Ensisijaista muistia on kahta tyyppiä:

1. RAM tai hajasaantimuisti
2. ROM tai vain luku -muisti

Tarkastellaan syvällisesti molempia muistityyppejä.

1) RAM-tietokoneen muisti

Lyhenne RAM johtuu siitä, että hajamuistiin tallennettuihin tietoihin pääsee – kuten nimestä voi päätellä – missä tahansa satunnaisessa järjestyksessä. Tai, toisin sanoen, mikä tahansa satunnainen bitti dataan pääsee yhtä nopeasti kuin mihin tahansa muuhun bittiin.

RAM-muistista on tärkeintä ymmärtää, että RAM-muisti on erittäin nopea, siihen voi kirjoittaa sekä lukea että se on epävakaata (joten kaikki RAM-muistiin tallennetut tiedot menetetään, kun ne menettävät virran) ja lopuksi se i Se on erittäin kallista verrattuna kaiken tyyppiseen toissijaiseen muistiin gigatavua kohden laskettuna. Suurin osa RAM-muistin kustannuksista toissijaisiin muistityyppeihin verrattuna useimmissa tietokonejärjestelmissä käyttää sekä ensisijaista että toissijaista muistia.

Välitöntä käsittelyä varten tarvittavat tiedot siirretään RAM-muistiin, jossa siihen pääsee ja muunnettu hyvin nopeasti, jotta keskusyksikköä ei odoteta. Kun tietoja ei enää tarvita, ne siirretään hitaampaan, mutta halvempaan toissijaiseen muistiin, ja vapautunut RAM-tila täyttyy seuraavalla tiedonpalalla, jota on tarkoitus käyttää.

Tyypit RAM-muistia

• DRAM: DRAM tarkoittaa Dynamic RAM -muistia, ja se on yleisin tietokoneissa käytetty RAM-muisti. Vanhin tyyppi tunnetaan nimellä yhden tiedonsiirtonopeuden (SDR) DRAM, mutta uudemmat tietokoneet käyttävät nopeampaa kaksoisdatanopeuden (DDR) DRAM-muistia. DDR on saatavana useina versioina, mukaan lukien DDR2, DDR3 ja DDR4, jotka tarjoavat paremman suorituskyvyn ja ovat energiatehokkaampia kuin DDR. Eri versiot ovat kuitenkin yhteensopimattomia, joten tietokonejärjestelmässä ei ole mahdollista sekoittaa DDR2: ta DDR3 DRAM -muistiin. DRAM koostuu transistoreista ja kondensaattoreista kussakin solussa.

• SRAM: SRAM tarkoittaa staattista RAM-muistia, ja se on tietyntyyppinen RAM, joka on nopeampi kuin DRAM, mutta enemmän kallis ja irtotavarana, jokaisessa kennossa on kuusi transistoria. Näistä syistä SRAMia käytetään yleensä vain datan välimuistina itse prosessorissa tai RAM-muistina erittäin huippuluokan palvelinjärjestelmissä. Pieni SRAM-välimuisti kaikkein välittömimmin tarvittavista tiedoista voi johtaa merkittäviin nopeuden parannuksiin järjestelmässä

DRAMin ja SRAMin tärkeimmät erot ovat, että SRAM on nopeampi kuin DRAM – ehkä kaksi tai kolme kertaa nopeammin – mutta kalliimpaa ja kookkaampaa. SRAM on yleensä saatavana megatavuina, kun taas DRAM on ostettu gigatavuina.

DRAM kuluttaa enemmän energiaa kuin SRAM, koska sitä on jatkuvasti päivitettävä tietojen eheyden ylläpitämiseksi, kun taas SRAM – vaikkakin haihtuva – ei tarvitse jatkuvaa päivitystä kun se kytketään päälle.

2) ROM-tietokoneen muisti

ROM tarkoittaa vain luku -muistia, ja nimi johtuu siitä, että vaikka tietoja voidaan lukea tämän tyyppisestä tietokoneen muistista, tiedot eivät normaalisti kirjoitetaan siihen. Se on erittäin nopea tietokonemuisti, joka asennetaan yleensä lähellä emolevyn prosessoria.

ROM on eräänlainen haihtumaton muisti, mikä tarkoittaa, että ROM-levylle tallennetut tiedot pysyvät muistissa jopa silloin, kun se ei saa virtaa – esimerkiksi silloin, kun tietokoneesta on katkaistu virta. Tässä mielessä se on samanlainen kuin toissijainen muisti, jota käytetään pitkäaikaiseen tallennukseen.

Kun tietokone käynnistetään, CPU voi alkaa lukea ROM-levylle tallennettuja tietoja ilman ohjaimia tai muita monimutkaisia ohjelmistoja auttaa sitä kommunikoimaan. ROM sisältää yleensä ”käynnistyskoodikoodin”, joka on perusohjeet, jotka tietokoneen on suoritettava saadakseen tietää toissijaiseen muistiin tallennetusta käyttöjärjestelmästä ja lataamaan käyttöjärjestelmän osia ensisijaiseen muistiin, jotta se voidaan käynnistää ja tullut käyttövalmiiksi.

ROM-levyä käytetään myös yksinkertaisemmissa elektronisissa laitteissa laiteohjelmiston tallentamiseen, joka on käynnissä heti, kun laite kytketään päälle.

ROM-tyyppit

ROM on saatavana useina erityyppisinä, mukaan lukien PROM, EPROM ja EEPROM.

• PROM PROM tarkoittaa ohjelmoitavaa vain luku -muistia, ja se eroaa todellisesta ROM: sta siinä, että vaikka ROM on ohjelmoitu (eli siihen on kirjoitettu tietoja) valmistusprosessin aikana, PROM valmistetaan tyhjässä tilassa ja ohjelmoidaan sitten myöhemmin PROM-ohjelmoijalla tai polttimella.

• EPROM EPROM tarkoittaa lyhennettävää ohjelmoitavaa vain luku -muistia, ja kuten nimestä voi päätellä, EPROMiin tallennetut tiedot voidaan poistaa ja EPROM ohjelmoida uudelleen. EPROM: n poistaminen tarkoittaa sen poistamista tietokoneesta ja altistamista ultraviolettivalolle ennen polttamista uudelleen.

• EEPROM EEPROM tarkoittaa sähköisesti pyyhittävää ohjelmoitavaa vain luku -muistia ja eroa. EPROM: n ja EEPROM: n välillä on se, että jälkimmäinen voidaan poistaa ja kirjoittaa siihen tietokonejärjestelmään, johon se on asennettu. Tässä mielessä EEPROM ei ole vain luettavissa. Monissa tapauksissa kirjoitusprosessi on hidasta, joten se tehdään yleensä vain ohjelmakoodin, kuten laiteohjelmiston tai BIOS-koodin, päivittämiseksi satunnaisesti.

Hämmentävästi NAND-flash-muisti (kuten USB-muistitikkuista ja SSD-asemista) on eräänlainen EEPROM, mutta NAND-flash-muistia pidetään toissijaisena muistina.

Toissijaiset muistityypit

Toissijainen muisti käsittää monia erilaisia tallennustiloja tietoväline, joka voidaan liittää suoraan tietokonejärjestelmään. Näitä ovat:

• kiintolevyt

• SSD-asemat

• Optiset (CD- tai DVD-asemat)

• Nauha-asemat

Toissijainen muisti sisältää myös:

• Tallennustila matriisit, jotka sisältävät 3D-NAND-salamaryhmät, jotka on liitetty tallennusalueella (SAN)

• Tallennuslaitteet, jotka voidaan liittää tavanomaisen verkon kautta (tunnetaan nimellä verkkoon liitetty tallennus tai NAS)

Väitetysti pilvivarastoa voidaan kutsua myös toissijaiseksi muistiksi.

Erot RAM-muistin ja ROM-levyn välillä

ROM:

• Haihtumaton

• Nopeasti luettava

• Käytetään yleensä pieninä määrinä

• Ei voida kirjoittaa nopeasti

• Käytetään käynnistysohjeiden tai laiteohjelmiston tallentamiseen

• Suhteellisen kallista tallennettua megatavua kohti RAM-muistiin

RAM:

• Haihtuva

• Nopea lukea ja kirjoittaa

• Käytetään järjestelmämuistina tietojen (mukaan lukien ng-ohjelmakoodi), jonka suorittimen on käsiteltävä välittömästi.

• Suhteellisen halpa tallennettua megatavua kohti ROM: iin verrattuna, mutta suhteellisen kallis verrattuna toissijaiseen muistiin

Mikä tekniikka on ensisijaisen ja toissijaisen muistin välillä?

Viimeisen vuoden aikana on kehitetty uusi muistiväline, nimeltään 3D XPoint, jonka ominaisuudet ovat ensisijaisen ja toissijaisen muistin välillä.

3D XPoint on kalliimpaa, mutta nopeampi kuin toissijainen muisti, ja edullisempi, mutta hitaampi kuin RAM. Se on myös haihtumaton muistityyppi.

Nämä ominaisuudet tarkoittavat, että sitä voidaan käyttää vaihtoehtona RAM-muistille järjestelmissä, jotka vaativat suuria määriä järjestelmämuistia, jonka rakentaminen RAM-muistilla olisi liian kallista (kuten järjestelminä, jotka isännöivät muistin sisäisiä tietokantoja). Kompromissi on, että tällaisilla järjestelmillä ei ole täydellistä suorituskyvyn hyötyä RAM-muistin käytöstä.

Koska 3D XPoint on haihtumaton, järjestelmät, jotka käyttävät 3D XPointia järjestelmämuistissa, voivat olla jälleen toiminnassa. sähkökatko tai muu keskeytys erittäin nopeasti, ilman että kaikkia tietoja on luettava takaisin järjestelmän muistiin toissijaisesta muistista.