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Die Entwicklung der DRAM-Technologie

Der dynamische Speicher mit wahlfreiem Zugriff (Dynamic Random Access Memory), kurz DRAM hat seine Erfolgslaufbahn bis in heutige Computersysteme fortgeführt. Welche Arten von DRAM es gibt und wie es mit der dynamischen Speichertechnik weitergeht, erfährst du in diesem Artikel.

FPM-DRAM (Fast Page Mode)

Moderne DRAMs nutzen das sogenannte Paging, dabei kann auf sämtliche Speicheradressen in einer Zeile schneller zugegriffen werden. Die Adresse der Zeile wird beibehalten und nur die Adresse der Spalte geändert.

Dies ist eine einfache aber effektive Methode die Leistung des Speichers zu verbessern. Er wird dabei in Spalten von 512 Byte bis zu einen Kilobyte aufgeteilt.

Seit dem 486er gibt es noch eine weitere Verbesserung: den Burst-Modus. Bei dieser Methode wird die Tatsache genutzt, dass die meisten Speicherzugriffe nacheinander erfolgen. Es reicht nun aus, die Zeilen- und Spaltenadresse für einen Zugriffe festzulegen, um auf die folgenden drei Adressen ohne zusätzliche Latenzzeit bzw. Waitstats zugreifen zu können.

Der Burst-Zugriff ist auf vier Zugriffe beschränkt, Schreibweise: x-y-y-y die Buchstaben geben die benötigten Zyklen an (Bsp: 5-3-3-3)

DRAM Speicher, der Paging und den Burst-Mode unterstützt wird als FPM-Speicher bezeichnet, er kam 1987 auf den Markt.

EDO-RAM

Die Abkürzung EDO steht für Extended Data Out. Diese Art von Speicher erschien 1995 auf dem Markt und fand sich kurze Zeit später in allen handelsüblichen Personalcomputern wieder.

Er ist schneller als seine Vorgänger, da sich die Taktzyklen überschneiden können. Der Speicherkontroller kann mit einer neuen Spaltenandresse beginnen, während er noch bei der aktuellen Adresse Daten liest.

Im Burst Modus erreicht EDO-RAM ein Timing von 5-2-2-2. Er wurde auf Single-Inline-Memory Modulen, den sogenannten SIMMs verbaut. Später wurden PS/2-Module verwendet.

Burst-EDO

Wurde kürzer auch BEDO-RAM genannt. Dies war ein EDO-Speicher mit speziellen Burst-Funktionen, die aber nur von dem Intel Chipsatz 440FX Natoma unterstützt wurde. Er wurde aber schnell vom neueren SDRAM abgelöst.

SDRAM

Diese sehr erfolgreiche RAM-Technologie wurde 1997 eingeführt. Das Besonder bei diesen Speicherbausteinen ist die Synchronität zum Systemtakt. Im Gegensatz zum asynchronen DRAM gibt es nun kaum noch Latenzzeiten. Es gibt eine deutliche Leistungssteigerung gegenüber dem EDO und FPM Speicher, das Timing beträgt nur noch 5-1-1-1 (daher vier Leseoperationen in nur acht Zyklen). Verbaut wurden die Speicherchips auf den Dual-Inline-Memory-Modulen, den sogenannten DIMMs.

Das JEDEC-Gremium ist zuständig für die standartisierung der Speichertechnologien. Es hat folgende SDRAM Typen spezifiziert:

PC-66, PC-100 und PC-133. Die Zahl der jeweiligen Norm stellt die ideale Betriebsgeshwindigkeit in Megahertz (MHz) dar. Übertaktungen könnne zu Hardwaredefekten führen.

DDR-SDRAM

Die Weiterentwicklung des SDRAMs wird als DDR-SDRAM bezeichnet. Das Taktsignal wird nun auf der steigenden und fallenden Flanke zur Datenübertragung genutzt. So konnte eine verdopplung der Geschwindigkeit erziehlt werden. Bei 133Mhz wird das RAM-Modul daher als PC266 bezeichnet.

Verbaut werden die DDR-SDRAM Bausteine auf leicht veränderten DIMMs. (Erkennbar daran, dass das Speichermodul nur eine Kerbe besitzt.)

RDRAM

Seit Ende 1999 gibt es als SDRAM Konkurenz die Rambus DRAM-Speicher. Diese Technologie wurde ursprünglich für Spielekonsolen entwickelt und mit dem Nintendo 64 bekannt.

Die Speichermodule werden mit 800 Mhz getaktet. In RIMMs mit 184 Kontakten auf beiden Seiten werden sie verbaut, jedoch sind keine Speicherchips mehr zu sehen, da diese von einem Kühlkörpermetalldeckel bedeckt werden. So wird mehr Wärme abgeleitet, was den Chips zu einer längeren Lebensdauer verhilft.

Die Zukunft der Speichertechnologie

Die Entwicklung schreitet täglich voran. Die bis 2006 aktuelle DDR2 Technik wurde inzwischen von noch kleineren und schnelleren DDR3-Modulen abgelöst.

Geforscht wird schon lange an Technologien, mit denen magnetische RAM-Speicher möglich sind. MRAM funktioniert magnetisch und soll einmal den Arbeitsspeicher und die Festplatte komplett ersetzen, da er schnell genug ist um den Arbeitsspeicher überflüssig zu machen. Letzteres wird aber wohl eher von den auf Flash-Speichertechnik basierenden Solid State Drives erreicht.

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