RAM erklärt: Typen, Funktionen und Cache-Speicher

Was ist RAM? (Random Access Memory)

RAM (Random Access Memory) ist eine Art von Speicher, auf den nach dem Zufallsprinzip zugegriffen werden kann. Das bedeutet, dass Sie auf jedes Byte im Speicher direkt zugreifen können, ohne die vorangegangenen Bytes zu durchlaufen. RAM ist die häufigste Form von Speicher in Computern und anderen Geräten wie Druckern.

Die zwei Grundarten: DRAM und SRAM

Es gibt zwei grundlegende Arten von RAM:

• DRAM (Dynamic RAM): Dynamischer RAM
• SRAM (Static RAM): Statischer RAM

Die beiden Typen unterscheiden sich in der verwendeten Technologie zur Datenspeicherung. Dynamic RAM muss tausendmal pro Sekunde aktualisiert werden, während Static RAM nicht so oft aktualisiert werden muss. Dadurch ist SRAM schneller, aber auch teurer als DRAM. Beide sind flüchtig, was bedeutet, dass sie ihren Inhalt verlieren, wenn das Gerät ausgeschaltet wird.

Verschiedene Arten von RAM

VRAM (Video RAM)

VRAM ist ein Spezial-Speicher, der für Video-Adapter verwendet wird. Im Gegensatz zu herkömmlichem RAM kann auf VRAM von zwei unterschiedlichen Geräten gleichzeitig zugegriffen werden. Dies ermöglicht es, den VRAM für Bildschirm-Updates zu kontrollieren, während ein Grafikprozessor neue Daten zur Verfügung stellt. VRAM ermöglicht bessere Grafiken, ist jedoch teurer als normales RAM.

SIMM (Single In-Line Memory Module)

SIMM ist eine Art der Bauform, bestehend aus einer kleinen Platine mit Speicherchips, die in einen SIMM-Sockel auf der Hauptplatine oder Speicherkarte eingefügt wird. SIMMs lassen sich leichter installieren als alte, einzelne Speicherchips und werden im Gegensatz zu diesen in Bytes statt in Bits gemessen.

DIMM (Dual In-Line Memory Module)

DIMM ist eine Bauform, bestehend aus einer kleinen Platine mit Speicherchips, die in einen DIMM-Steckplatz auf dem Motherboard gesteckt wird und allgemein einen 168-Pin-Anschluss besitzt.

DIP (Dual In-line Package)

DIP ist eine Verpackungsart, bestehend aus einem Speicherchip in einem rechteckigen Gehäuse mit zwei Reihen von Anschlussstiften auf jeder Seite.

Die RAM-Disk

RAM-Disk bezieht sich auf RAM, das so konfiguriert wurde, dass es eine Festplatte simuliert. Sie können auf Dateien in einer RAM-Disk auf die gleiche Art und Weise zugreifen wie auf eine Festplatte. Allerdings sind RAM-Disks etwa tausendmal schneller als herkömmliche Festplatten und besonders nützlich für Anwendungen, die häufige Festplattenzugriffe erfordern.

Da sie aus normalem RAM bestehen, verliert eine RAM-Disk ihren Inhalt, sobald der Computer ausgeschaltet wird. Um den RAM-Disk-Modus zu nutzen, ist es erforderlich, Dateien zu Beginn der Sitzung von einer echten Festplatte zu kopieren und sie vor dem Herunterfahren der Maschine wieder zurückzuspeichern. Im Falle eines Stromausfalls gehen die Daten auf der RAM-Disk verloren. Das DOS-Betriebssystem wandelt Speicher mit dem Befehl vdisk (kurz für virtuelle Festplatte, ein anderer Name für RAM-Disks) in eine RAM-Disk um.

Cache oder RAM-Cache

Ein Cache ist ein spezieller High-Speed-Speicher. Er kann entweder ein reservierter Bereich des Hauptspeichers oder ein unabhängiges Hochgeschwindigkeits-Speichergerät sein. Es gibt zwei Arten von Cache, die häufig in PCs verwendet werden: Speicher-Caching und Festplatten-Cache. Ein Speicher-Cache, manchmal auch als Cache oder RAM-Cache bezeichnet, nutzt einen Teil des schnellen statischen RAM (SRAM) anstelle des langsameren und billigeren dynamischen RAM (DRAM), der als Hauptspeicher dient.

Der Cache existiert, da Programme immer wieder auf die gleichen Daten oder Befehle zugreifen. Durch das Vorhalten dieser Informationen im SRAM vermeidet der Computer den Zugriff auf das langsamere DRAM. Wenn ein Datum im Cache gefunden wird, nennt man dies einen Treffer (Hit). Ein Cache-System wird nach seiner Trefferquote (Hit-Rate) beurteilt. Cache-Systeme nutzen Technologien wie Smart-Caching, bei denen das System bestimmte, häufig verwendete Daten erkennen kann.

Strategien zur Bestimmung, welche Informationen in den Cache geladen werden müssen, gehören zu den interessantesten Problemen der Informatik. Einige Caches sind direkt in die Architektur von Mikroprozessoren integriert. Zum Beispiel besitzt der Pentium-II-Prozessor einen L2-Cache von 512 KB.

SRAM (Static Random Access Memory) im Detail

SRAM ist eine Form des Speichers, die schneller und zuverlässiger als das gewöhnliche DRAM (Dynamic RAM) ist. Der Begriff „statisch“ leitet sich aus der Tatsache ab, dass er weniger häufig als dynamischer RAM aktualisiert werden muss. Statische RAM-Chips haben Zugriffszeiten im Bereich von 10 bis 30 Nanosekunden, während dynamische RAMs über 30 Nanosekunden liegen. Bipolar- und ECL-Speicher liegen sogar unter 10 Nanosekunden.