RAM – Random Access Memory

Übersetzt bedeutet die Abkürzung RAM
“Speicher mit wahlfreiem Zugriff”. In Form von Chips bzw. aus Chips bestehenden Modulen wird dieser Speicher häufig als Arbeitsspeicher in Personal Computern verwendet. Welche zwei Hauptkategorien von RAM es gib, erfährst du hier.

Der Arbeitspeicher eines Computers ist der Arbeitsraum für den Hauptprozessor. Er stellt einen temporären Speicherbereich für Programme und Daten, die vom Prozessor gerade bearbeitet werden, dar. Warum temporär? Der RAM benötigt im Gegensatz zum ROM einen ständigen Stromimpuls zur Speicherung von Daten. Wird dieser unterbrochen, verlieren die RAM-Speicherzellen die gespeicherten Informationen.

Das Prinzip des Arbeitsspeichers anhand einer geöffneten Datei:

Wenn Dateien in den Arbeitsspeicher geladen werden, wird lediglich eine Kopie geladen. Das Original bleibt unverändert auf der Festplatte. Ändert man an dieser Datei etwas, muss sie erst gespeichert werden um die Änderung dauerhaft zu behalten.

DRAM – Dynamischer RAM

Die Speicherzellen eines DRAM-Chips bestehen aus winzigen Kondensatoren, die eine Ladung speichern um ein Bit darzustellen. Die Speichereinheiten sind sehr dicht in den Chip gepackt, für jedes Bit existiert ein Transistor-Kondensator Paar.

Da die Speicherzellen dynamisch sind, müssen sie ständig aufgefrischt werden. Sonst baut die Ladung der Speicherkondensatoren kontinuierlich ab und die Daten gehen verloren.

Der Speicherkontroller, der sich im Chipsatz eines PC-Mainboards befindet, liest nach einer eingestellten Refreshzeit alle Reihen im Speicher um die Daten aufzufrischen.

DRAM-Chips haben circa 256 Millionen Transistoren (bei 256 MB) was weitaus mehr ist, als ein Prozessor hat. Diese Dichte der Transistoren liegt an der einheitlichen Gitteranordnung in den DRAM-Speicherzellen, während bei einer CPU weitaus verstricktere Strukturen zu finden sind. DRAM ist relativ günstig in der Herstellung aber auch vergleichsweise langsam auf Grund des benötigten Refreshs.

SRAM – Statischer RAM

Der SRAM wird deshalb als statisch bezeichnet, weil diese Speicherzellen neben der anliegenden Spannung keinen Refresh-Zyklen benötigt um Daten zu speichern. Seit 1987 gibt es SRAM-Speicher in Personal Computern. (Damals noch für den 386er)

Anders als beim DRAM bilden hier 6 Transistoren 1 Bit. Kondensatoren werden nicht benötigt, deshalb ist auch kein Refresh nötig. Die Herstellung ist um einiges teurer als DRAM dafür sind die SRAM-Speicherzellen annähernd so schnell wie Prozessoren. Sie werden häufig als Cache mit direkter CPU-Anbindung benutzt. Die Daten werden kurz bevor sie benötigt werden in den schnellen SRAM-Cache eingelesen und wenn die CPU die entsprechenden Speicheradressen abruft, sofort aus dem Cache gelesen.

Da aktuelle Prozessoren immer schneller werden, wird der Cache immer wichtiger. Deshalb gibt es inzwischen ein zweistufiges, und zum teil schon dreistufiges Cache-Sytem (L1, L2, L3).

Weiterlesen:

Die Entwicklung der DRAM-Technologie