Datorminne är en generisk term för alla de olika typerna av datalagringsteknik som en dator kan använda, inklusive RAM, ROM och flashminne.

Vissa typer av datorminne är utformade för att vara mycket snabba, vilket innebär att centralenheten (CPU) kan komma åt data som lagras där mycket snabbt. Andra typer är utformade för att vara mycket billiga, så att stora mängder data kan lagras där ekonomiskt.

Ett annat sätt som datorminne kan variera är att vissa typer är oflyktiga, vilket innebär att de kan lagra uppgifter på lång sikt även när det inte finns någon makt. Och vissa typer är flyktiga, som ofta är snabbare, men som förlorar all data som lagras på dem så snart strömmen stängs av.

Ett datorsystem byggs med en kombination av dessa typer av datorminne , och den exakta konfigurationen kan optimeras för att producera maximal databehandlingshastighet eller lägsta kostnad, eller någon kompromiss mellan de två.

Typer av datorminne: Primärt och sekundärt

Även om många typer av minne i en dator finns, den mest grundläggande skillnaden är mellan primärt minne, ofta kallat systemminne, och sekundärt minne, vilket oftast kallas lagring.

Nyckelskillnaden mellan primärt och sekundärt minne är åtkomsthastighet.

• Primärt minne inkluderar ROM och RAM, och ligger nära CPU: n på datorns moderkort, vilket gör det möjligt för CPU att läsa data från primärt minne mycket snabbt. Den används för att lagra data som processorn behöver omedelbart så att den inte behöver vänta på att den ska levereras.

• Sekundärt minne är däremot vanligtvis fysiskt beläget i en separat lagringsenhet, till exempel en hårddisk eller SSD-enhet (SSD), som är ansluten till datorsystemet antingen direkt eller via ett nätverk. Kostnaden per gigabyte för sekundärt minne är mycket lägre, men läs- och skrivhastigheterna är betydligt långsammare.

Under flera perioder av datorutveckling har ett brett utbud av datorminnetyper distribuerats , var och en med sina egna styrkor och svagheter.

Primära minnestyper: RAM och ROM

Det finns två nyckeltyper av primärt minne:

1. RAM , eller slumpmässigt åtkomstminne
2. ROM, eller skrivskyddat minne

Låt oss titta djupare på båda typerna av minne.

1) RAM-datorminne

Förkortningen RAM härstammar från det faktum att data som lagras i slumpmässigt åtkomstminne kan nås – som namnet antyder – i valfri slumpmässig ordning. data kan nås lika snabbt som vilken annan bit som helst.

De viktigaste sakerna att förstå om RAM är att RAM-minne är mycket snabbt, det kan skrivas till såväl som att läsa, det är flyktigt (så all data som lagras i RAM-minne går förlorad när den tappar ström) och slutligen s mycket dyrt jämfört med alla typer av sekundärt minne när det gäller kostnad per gigabyte. Det är på grund av den relativa höga kostnaden för RAM jämfört med sekundära minnestyper som de flesta datorsystem använder både primärt och sekundärt minne.

Data som krävs för överhängande bearbetning flyttas till RAM där det kan nås och ändras mycket snabbt så att processorn inte väntar. När data inte längre behövs shuntas det ut till långsammare men billigare sekundärt minne, och RAM-utrymmet som har frigjorts fylls med nästa bit data som är på väg att användas.

Typer RAM

• DRAM: DRAM står för Dynamic RAM, och det är den vanligaste typen av RAM som används i datorer. Den äldsta typen är känd som SDR-DRAM (single data rate), men nyare datorer använder snabbare DDR-DRAM (DDR). DDR finns i flera versioner inklusive DDR2, DDR3 och DDR4, som erbjuder bättre prestanda och är mer energieffektiva än DDR. Olika versioner är emellertid inte kompatibla, så det är inte möjligt att blanda DDR2 med DDR3 DRAM i ett datorsystem. DRAM består av en transistor och en kondensator i varje cell.

• SRAM: SRAM står för statisk RAM, och det är en viss typ av RAM som är snabbare än DRAM, men mer dyr och bulker, med sex transistorer i varje cell. Av dessa skäl används SRAM vanligtvis bara som en datacache i en CPU eller som RAM i mycket avancerade serversystem. En liten SRAM-cache med de mest omedelbart nödvändiga uppgifterna kan resultera i betydande hastighetsförbättringar i ett system

De viktigaste skillnaderna mellan DRAM och SRAM är att SRAM är snabbare än DRAM – kanske två till tre gånger snabbare – men dyrare och större. SRAM finns vanligtvis i megabyte, medan DRAM köps i gigabyte.

DRAM använder mer energi än SRAM eftersom det ständigt behöver uppdateras för att upprätthålla dataintegriteten, medan SRAM – även om det är flyktigt – inte behöver ständigt uppdateras när den slås på.

2) ROM-datorminne

ROM står för skrivskyddat minne, och namnet härrör från det faktum att medan data kan läsas från denna typ av datorminne, kan data normalt inte skrivs till den. Det är en mycket snabb typ av datorminne som vanligtvis installeras nära processorn på moderkortet.

ROM är en typ av icke-flyktigt minne, vilket innebär att data som lagras i ROM kvarstår i minnet även när den inte får ström – till exempel när datorn är avstängd. I den meningen liknar det sekundärt minne, som används för långvarig lagring.

När en dator är påslagen kan processorn börja läsa information lagrad i ROM utan behov av drivrutiner eller annan komplex programvara för att hjälpa den att kommunicera. ROM-skivan innehåller vanligtvis ”bootstrap-kod”, vilket är den grundläggande uppsättning instruktioner som en dator behöver utföra för att bli medveten om operativsystemet som är lagrat i det sekundära minnet och för att ladda delar av operativsystemet i primärt minne så att det kan starta och bli redo att använda.

ROM används också i enklare elektroniska enheter för att lagra firmware som körs så snart enheten slås på.

Typer av ROM

ROM finns i flera olika typer, inklusive PROM, EPROM och EEPROM.

• PROM PROM står för programmerbart skrivskyddat minne, och det skiljer sig från sant ROM genom att en ROM är programmerad (dvs. har data skriven till den) under tillverkningsprocessen, tillverkas ett PROM i tomt tillstånd och programmeras sedan senare med en PROM-programmerare eller brännare.

• EPROM EPROM står för Erasable Programmable Read-Only Memory, och som namnet antyder kan data som lagras i en EPROM raderas och EPROM omprogrammeras. Att radera en EPROM innebär att den tas bort från datorn och utsätts för ultraviolett ljus innan den bränns igen.

• EEPROM EEPROM står för elektriskt raderbart programmerbart skrivskyddat minne och skillnaden mellan EPROM och EEPROM är att det senare kan raderas och skrivas till av datasystemet det är installerat i. I den meningen är EEPROM inte strikt skrivskyddat. I många fall är skrivprocessen dock långsam, så det görs normalt bara för att uppdatera programkod som firmware eller BIOS-kod ibland

Förvirrande, NAND-flashminne (som det finns i USB-minne och solid state-hårddiskar) är en typ av EEPROM, men NAND-flash anses vara sekundärt minne.

Sekundära minnestyper

Sekundärt minne består av många olika lagringsutrymmen. media som kan anslutas direkt till ett datorsystem. Dessa inkluderar:

• hårddiskar

• solid state-enheter (SSD)

• Optiska (CD eller DVD) enheter

• Banddrivare

Sekundärt minne inkluderar även:

• Lagring matriser inklusive 3D NAND-flashmatriser anslutna över ett lagringsnätverk (SAN)

• Lagringsenheter som kan anslutas via ett konventionellt nätverk (känd som nätverksansluten lagring eller NAS)

Molnlagring kan förmodligen också kallas sekundärt minne.

Skillnader mellan RAM och ROM

ROM:

• Icke-flyktig

• Snabb att läsa

• Används vanligtvis i små mängder

• Kan inte skrivas snabbt

• Används för att lagra startinstruktioner eller firmware

• Relativt dyrt per lagrad megabyte jämfört till RAM

RAM:

• Flyktig

• Snabb att läsa och skriva

• Används som systemminne för att lagra data (inklusive ng programkod) som processorn behöver bearbetas omedelbart

• Relativt billig per lagrad megabyte jämfört med ROM, men relativt dyr jämfört med sekundärt minne

Vilken teknik är mellan primärt och sekundärt minne?

Under det senaste året har ett nytt minnesmedium som heter 3D XPoint utvecklats med egenskaper som ligger mellan primärt och sekundärt minne.

3D XPoint är dyrare men snabbare än sekundärt minne och lägre kostnad men långsammare än RAM. Det är också en icke-flyktig minnestyp.

Dessa egenskaper innebär att den kan användas som ett alternativ till RAM i system som kräver stora mängder systemminne som skulle vara för dyrt att bygga med RAM (t.ex. som system som är värd för databaser i minnet). Avvägningen är att sådana system inte uppnår den fulla prestandavinsten med att använda RAM.

Eftersom 3D XPoint inte är flyktigt kan system som använder 3D XPoint för systemminnet vara igång igen efter en strömavbrott eller annat avbrott mycket snabbt, utan att alla data måste läsas tillbaka i systemminnet från det sekundära minnet.