RAMまたはランダムアクセスメモリ(Random Access Memory )は、現代のコンピュータの非常に重要な部分です。コンピュータのCPU（中央処理装置）は、作業を実行するためにデータと命令を必要とします。その情報はどこかに保存する必要があります。「どこか」はコンピュータメモリと呼ばれます。
RAMメモリにはさまざまな種類があり、それぞれに長所と短所があります。CPUには、 (CPUs)CPU「キャッシュ」と呼ばれる非常に少量のメモリが組み込まれています。このメモリは信じられないほど高速で、本質的にCPU自体の一部です。ただし、非常に高価であるため、コンピュータのプライマリメモリとして使用することはできません。
そこでRAMが活躍します。RAMは、メモリバスに接続されたシリコンコンピュータチップの形で提供されます。CPU自体のキャッシュメモリも実際にはRAMの形式ですが、この用語が一般的に使用される場合、 (RAM)CPUの外部にあるこれらのメモリチップを指します。
メモリバスは、 CPU(CPU)とRAM自体の間で情報を移動する専用の回路セットです。オペレーティングシステムは、CPUのニーズに備えて、システムのはるかに低速なメカニカルドライブまたはソリッドステートハードドライブから情報を移動します。(solid-state hard drive)たとえば、ビデオゲームが「ロード中」の場合、データはハードドライブからRAMに移動されます。
例えとして、RAMを机の上部、引き出しをハードドライブと考えてください。あなた自身がCPUとして機能します。机の上にあるアイテムをすばやく簡単に操作できますが、スペースが限られています。つまり、必要に応じて机の表面と引き出しの間で物を移動する必要があります。
コンピュータ、スマートフォン、ゲーム機、および現在使用されている他のすべてのタイプのコンピューティングデバイスには、ある種のRAMが搭載(some type of RAM)されています。それぞれについて説明し、その仕組みと用途について説明します。具体的(Specifically)には、次のタイプのRAMについて説明します。
- SRAM
- DRAM
- SDRAM
- SDR RAM
- DDR SDRAM
- GDDR
- HMB
それが恐ろしいジブリッシュのように聞こえても心配しないでください。それはすべてまもなく非常に明確になるでしょう。
SRAM –スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM – Static Random Access Memory)
RAMの2つの主要なタイプの1つであるSRAMは、現在保存している情報を保持するために「更新」する必要がないため、特別です。回路に電力が流れている限り、情報は正しい場所にとどまります。
SRAMは、多数のトランジスタ（4〜6）で構成されており、その性質のおかげで非常に高速です。ただし、これは比較的複雑で高価であるため、超高速キャッシュメモリとして使用される CPUに搭載されています。(CPUs)
データをすばやく移動する必要がある場合は、少量のSRAMキャッシュもありますが、ボトルネックになる可能性があります。(SRAM)ハード(Hard)ドライブバッファは、このユースケースの良い例です。デバイスがより多くのデータを必要とする場合は常に、転送をスムーズにするのに役立つSRAMが存在する可能性があります。(SRAM)
DRAM –ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM – Dynamic Random Access Memory)
DRAMは他の(other )一般的なタイプのRAM設計です。DRAMメモリはトランジスタとコンデンサを使用して構築されています。各メモリセルを更新しない限り、その内容は失われます。これが、「静的」ではなく「動的」と呼ばれる理由です。
DRAMは(DRAM)SRAMよりもはるかに低速ですが、ハードドライブなどのセカンダリストレージデバイスよりもはるかに高速です。また、 SRAM(SRAM)よりもはるかに安価であり、コンピューターがメインRAMソリューション として数ギガバイトのDRAMを搭載しているのが一般的です。(DRAM)
SDRAM –同期ダイナミックランダムアクセスメモリ(SDRAM – Synchronous Dynamic Random Access Memory)
SDRAMはSRAMとDRAMの組み合わせだと考える人もいますが、そうではありません。これはCPUクロック に同期されたDRAMです。(DRAM)
DRAMモジュールは、データ入力要求に応答する前にCPUを待機します。(CPU)その同期性とSDRAMメモリがバンクにどのように構成されているかにより、CPUは同時に複数の命令を完了でき、全体的なパフォーマンスが大幅に向上します。
SDRAMは、今日のほとんどのコンピューターで使用されているメインRAMタイプの基本的な形式です。(RAM)これは、 SDRSDRAM(SDR SDRAM)またはシングルデータレート同期ダイナミックランダムアクセスメモリ(Single Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)とも呼ばれます。これは基本的に今日のコンピューターで使用されているのと同じタイプのメモリですが、バニラSDR形式はほとんど時代遅れであり、リストにある次のタイプのRAMに置き換えられています。
ダブルデータレート同期ダイナミックランダムアクセスメモリ(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)
最初に知っておくべきことは、DDRメモリには複数の世代があるということです。振り返ってみると、第1世代はDDR 1と呼ばれ、クロックサイクルのピークとトラフの両方で読み取りと書き込みの操作を実行できるようにすることで、 SDRAMの速度を2倍にしました。
DDR2、DDR3、そして今日のDDR4は、その第1世代のDDRで飛躍的に向上しています。これらのメモリモジュールのパフォーマンスは、1秒あたりのメガ転送数(Mega Transfers per Second )または「MT/S」で測定されます。1メガ転送は、基本的に100万クロックサイクルに相当します。最速の第1世代DDRチップは、400 MT/sを実行できます。DDR4は3200MT (DDR4)MT/s速度になります！
GDDR SDRAM –グラフィックスダブルデータレートランダムアクセスメモリ (GDDR SDRAM – Graphics Double Data Rate Random Access Memory )
GDDRは現在第6世代にあり、ほとんどの場合、ビデオカードまたはゲームコンソールのGPU（グラフィックスプロセッシングユニット）に接続されています。GDDRは通常のDDRに関連していますが、グラフィックスのユースケース向けに設計されています。低遅延をあまり気にせずに、大量の帯域幅を強調します。
つまり、このメモリは通常のSDRAM(SDRAM)ほど速く応答しませんが、応答すると、より多くの情報を一度に移動できます。これは、シーンをレンダリングするために数ギガバイトのテクスチャデータをストリーミングする必要があり、わずかな遅延が実際に影響を及ぼさないグラフィックアプリケーションに最適です。
名前にもかかわらず、GDDRは通常のシステム(GDDR)RAMとして使用できます。たとえば、PlayStation 4には(PlayStation 4)GDDRメモリの単一プールがあり、開発者はこれを好きなように分割して、必要に応じてCPUとGPUに部分を割り当てることができます。
HBM –高帯域幅メモリ(HBM – High Bandwidth Memory)
GDDRには、 (GDDR)AMD製の限られた数のグラフィックカードに搭載されているHBMメモリ(HBM memory)の形で競合他社があります。現在(Currently)、最新バージョンはHBM 2ですが、 (HBM 2)GDDRに取って代わるのか、機能しなくなるのかは定かではありません。
メモリパフォーマンスの最も重要な部分は、特定の時間内にシフトできるデータの総量です。これを行う1つの方法は、非常に高速なメモリを作成することです。総帯域幅を改善するもう1つの方法は、「パイプ」データをより広くプッシュすることです。
HBMメモリは(HBM)GDDRよりも低いrawクロック周波数で動作しますが、データの物理的な経路が非常に広く、信号の移動距離がはるかに短い独自の3Dスタックチップ設計を使用しています。最終的には、 GDDR(GDDR)と比較して総帯域幅が類似しているが、遅延が少ないメモリソリューションが得られます。
HBMの問題は、作成が複雑であり、その物理的な設計のおかげで、 GDDRで簡単な種類の容量を実現することがまだ不可能であるということです。これらの問題が最終的に克服されれば、GDDRに取って代わる可能性がありますが、これが発生する保証はありません。
Thanks For The Memories!
RAMはどのコンピュータにも不可欠なコンポーネントであり、問題が発生した場合、実際に問題が何であるかを理解するのは難しい場合があることは明らかです。
結局のところ、ここかそこにある不正なビットは、システムを微妙に不安定にしたり、一見ランダムなクラッシュの背後にある可能性があります。これが、説明できない安定性の問題がある 場合は常に、RAMメモリの不良をテストする必要がある理由です。(test for bad RAM memory)
いつの日かRAM(RAM)を超えて移動するかもしれませんが、近い将来、RAMはコンピューティングパフォーマンスのパズルの重要な部分になるので、それを知ることもできます。
Understanding Types Of RAM Memory & How It’s Used
RAM or Random Access Memory is an incredibly important part of any modern computer. The CPU (central processing unit) of a computer needs data and instructions in order to perform work. That information has to be stored somewhere. The “somewhere” is referred to as computer memory.
There are various types of RAM memory, each with their own pros and cons. CPUs have a very small amount of memory built into them, known as the CPU “cache”. This memory is incredibly fast and essentially part of the CPU itself. However, it is very expensive and so can’t be used as the primary memory of the computer.
That’s where RAM comes into play. RAM comes in the form of silicon computer chips, attached to a memory bus. The cache memory on the CPU itself is actually also a form of RAM, but when the term is generally used, it refers to these memory chips that sit outside of the CPU.
A memory bus is simply a dedicated set of circuits that move information between the CPU and the RAM itself. The operating system moves information from the much slower mechanical or solid-state hard drive of the system, in preparation for the CPU’s needs. For example, when a video game is “loading”, data is being moved from the hard drive to RAM.
As an analogy, think of RAM as the top of a desk and the drawers as the hard drive, with you yourself acting as the CPU. It’s fast and easy to work with items that are on the desk, but there’s only so much room. Which means you need to move things between the desk surface and the drawers as you need them.
Computers, smartphones, game consoles and every other type of computing device in use today has some type of RAM. We’ll be going over each one, explaining how it works and what it’s used for. Specifically we’ll be covering the following types of RAM:
- SRAM
- DRAM
- SDRAM
- SDR RAM
- DDR SDRAM
- GDDR
- HMB
Don’t worry if that sounds like intimidating gibberish. It will all become very clear shortly.
SRAM – Static Random Access Memory
One of the two primary types of RAM, SRAM is special because it doesn’t need to be “refreshed” to retain the information it’s currently storing. As long as there’s power flowing through the circuits, the information stays right where it is.
SRAM is built from a number of transistors (4-6) and is incredibly fast thanks to its nature. It is however relatively complex and expensive, which is why you’ll find it in CPUs put into service as hyper-fast cache memory.
There are also small amounts of SRAM cache wherever data has to move quickly, but might be bottlenecked. Hard drive buffers are a good example of this use case. Wherever a device has to more data around, chances are there will be some SRAM helping smooth that transfer out.
DRAM – Dynamic Random Access Memory
DRAM is the other common type of RAM design. DRAM memory is built using transistors and capacitors. Unless you refresh each memory cell, it will lose its contents. This is why it’s called “dynamic” rather than ”static”.
DRAM is much slower than SRAM, but still much faster than secondary storage devices like hard drives. It’s also far cheaper than SRAM and it’s typical for computers to have multiple gigabytes of DRAM onboard as the main RAM solution.
SDRAM – Synchronous Dynamic Random Access Memory
Some people seem to think that SDRAM is a mix of SRAM and DRAM, but it’s not! This is DRAM that has been synced to the CPU clock.
The DRAM module will wait for the CPU before responding to data input requests. Thanks to its synchronous nature and how SDRAM memory is configured into banks, the CPU can complete multiple instructions at the same time, significantly increasing its overall performance.
SDRAM is the basic form of the main RAM type used in most computers today. It’s also known as SDR SDRAM or Single Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory. Although it’s fundamentally the same type of memory used in computers today, the vanilla SDR form of it is pretty much obsolete, replaced by the next type of RAM on our list.
Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory
The first thing you should know is that there are multiple generations of DDR memory. The first generation, which we refer to as DDR 1 in retrospect, doubled the speed of SDRAM by letting read and write operations happen at both the peak and trough of the clock cycle.
DDR2, DDR3 and today DDR4 have exponentially improved on that first generation of DDR. The performance of these memory modules are measured in Mega Transfers per Second or “MT/S”. One mega transfer is essentially the equivalent of a million clock cycles. The fastest first generation DDR chips could perform 400 MT/s. DDR4 can be as fast as 3200MT/s!
GDDR SDRAM – Graphics Double Data Rate Random Access Memory
GDDR is currently sitting at the sixth generation and is almost exclusively found connected to a GPU (graphics processing unit) on a video card or games console. GDDR is related to regular DDR, but is designed for graphics use cases. Emphasizing massive amounts of bandwidth, while being less concerned with low-latency.
In other words, this memory does not respond as quickly as regular SDRAM, but it can move more information at once when it does respond. That’s perfect for graphics applications where many gigabytes of texture data needs to be streamed in to render a scene, and the small amount of latency is of no real consequence.
Despite the name, GDDR can be used as normal system RAM. For example, the PlayStation 4 has a single pool of GDDR memory that developers can split any way they like, allocating portions to the CPU and GPU as needed.
HBM – High Bandwidth Memory
GDDR has a competitor in the form of HBM memory, which has featured on a limited number of graphics cards made by AMD. Currently the latest version is HBM 2, but it is uncertain whether it will supplant GDDR or become defunct.
The most important part of memory performance is the total amount of data that can be shifted within a given amount of time. One way to do this is to make memory that is very fast. The other way to improve the total bandwidth is to make the “pipe” data is being pushed through wider.
HBM memory runs at lower raw clock frequencies than GDDR, but uses a unique 3D-stacked chip design that provides a very wide physical pathway for data as well as much shorter distances for signals to travel. The end result is a memory solution that has similar total bandwidth compared to GDDR, but with less latency.
The problem with HBM is that it’s complicated to make and thanks to its physical design it’s not yet possible to achieve the sorts of capacities that are trivial with GDDR. If those problems are eventually overcome, it could replace GDDR, but there’s no guarantee that this will happen.
Thanks For The Memories!
It should be obvious that RAM is an essential component of any computer and, when it goes wrong, it can be hard to figure out what the problem actually is.
After all, a rogue bit here or there might make your system subtly unstable or be behind seemingly random crashes. This is why you should always test for bad RAM memory whenever you have an inexplicable stability problem.
One day we might move beyond RAM, but for the foreseeable future it will be an essential part of the computing performance puzzle, so we might as well get to know it.
