RAMメモリの種類とその使用方法を理解する

RAMまたはランダムアクセスメモリ 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、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、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機械式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。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。具体的には、次の種類の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。間もなくすべてが非常に明確になります。

SRAM –スタティックランダムアクセスメモリ

RAMの2つの主要なタイプの1つであるSRAMは、現在保存され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、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。

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。ハード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。

DRAM –ダイナミックランダムアクセスメモリ

DRAMはその他です 一般的なタイプのRAM設計。 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よりもはるかに安価であり、コンピューターではメインのRAMソリューションとして数ギガバイトのDRAMが搭載されているのが一般的です。

SDRAM –同期ダイナミックランダムアクセスメモリ

SDRAMはSRAMとDRAMの組み合わせである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。同期性とSDRAMメモリをバンクに構成する方法のおかげで、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。 SDRSRAM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

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で測定されます。 または「MT/S」。 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/秒まで高速化できます！

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は現在第6世代にあり、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）に接続されていることがほぼ独占的に見られます。 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は重要では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RAMとして使用できます。たとえば、PlayStation 4にはGDDRメモリの単一のプールがあり、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

GDDRには、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メモリの形で競合他社があります。現在、最新バージョンはHBM 2ですが、GDDRに取って代わるのか、機能しなくなるのかは不明です。

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では些細な種類の容量をまだ実現できないことです。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。

思い出をありがとう！

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。

いつの日か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。