Wat is DRAM?

Dynamic random access memory (DRAM) is een type primair geheugen dat wordt gebruikt om tijdelijk informatie op te slaan om deze naar een centrale verwerkingseenheid (CPU) te sturen en terug te keren naar een applicatie om gebruikers output te leveren. Computergeheugen is een belangrijk onderdeel van desktops en mobiele apparaten, maar het type en de snelheid van DRAM bepalen de prestaties van een computer.

DRAM is een vorm van vluchtige opslag die informatie bewaart zolang de computer is ingeschakeld. DRAM is een reeks circuits die data opslaat voor applicaties of de CPU om te gebruiken voor berekeningen. Het verschil tussen drives en DRAM is dat DRAM primaire opslag is die niet blijft bestaan na een stroomstoring, terwijl opslagschijven secundaire opslag zijn die blijft bestaan, zelfs nadat de stroom is uitgeschakeld. 

Wat zijn de kenmerken van DRAM?

Als vluchtig geheugenmedium zijn de bepalende kenmerken van DRAM onder meer:

• Vluchtig geheugen: DRAM bewaart data alleen wanneer het is ingeschakeld. Zodra de stroom is uitgeschakeld, gaat de opgeslagen informatie verloren.
• Vernieuw cycli: DRAM-cellen moeten periodiek worden vernieuwd om de data-integriteit te behouden, omdat ze in de loop van de tijd vaak lekken.
• Snelheid: DRAM is sneller dan niet-vluchtige secundaire opslagmedia zoals HDD's en SSD's, maar langzamer dan statische RAM (SRAM), wat het tweede grote type RAM is.

DRAM dankt zijn naam aan de noodzaak om cycli te vernieuwen om de data-integriteit te behouden. Hoewel het niet zo snel is als SRAM, is de afweging een lagere kostenpost en een lager stroomverbruik. 

Waar wordt DRAM voor gebruikt?

Alle computers hebben een vorm van tijdelijke opslag nodig, en DRAM is vaak de primaire keuze voor fabrikanten. Fabrikanten van servers, desktops en mobiele apparaten installeren een type DRAM in hun apparaten. Elke moderne computer heeft waarschijnlijk DRAM geïnstalleerd als onderdeel van de bouw voor vluchtige opslag die in elke applicatie nodig is.

Grafische kaarten maken ook gebruik van DRAM. Een grafische kaart heeft een grafische verwerkingseenheid (GPU) die wordt gebruikt om te helpen bij het renderen en verwerken van afbeeldingen en video's. DRAM wordt gebruikt in het geheugen van de grafische kaart om berekeningen te maken zonder de CPU te onderbreken. Omdat GPU's naast een CPU berekeningen uitvoeren, versnelt het de rendering van graphics en games.

Hoe werkt DRAM?

Een geheugencel in DRAM bevat een transistor en condensator en slaat een beetje op. Elke geheugencel slaat een beetje data op, en de transistor is verantwoordelijk voor het opladen van de condensator wanneer een beetje moet worden opgeslagen. Wanneer de computer klaar is om data op te slaan, stuurt hij een toeslag naar de transistor. De lading start de opslag van bits en de geheugencel wordt om de paar milliseconden opgeladen om ervoor te zorgen dat de data niet verloren gaan. Condensatoren verliezen langzaam hun lading, dus een extern refresh circuit herschrijft data naar de condensator en ververst zijn lading. DRAM heeft een eindig aantal bits dat het kan opslaan, maar het aantal circuits bepaalt de hoeveelheid bits die DRAM kan opslaan. Een enkele DRAM-chip slaat meestal 8GB, 16GB, 32GB of 64GB.

Computers werken met het binaire nummersysteem, een reeks van die en nullen. Bij het werken met geheugenonderhoud en datatoewijzing worden DRAM-adressen echter gepresenteerd in hexadecimale notatie, wat een base-16-nummersysteem is. Een DRAM-chip bevat een reeks geheugenbanken die in rijen en kolommen zijn gerangschikt. Op het snijpunt van een rij en kolom bevindt zich de condensator die een beetje bevat. Wanneer de CPU data van DRAM nodig heeft, haalt een regeleenheid bits op en stuurt deze naar de CPU. De CPU stuurt de output terug naar de regeleenheid, die deze vervolgens naar DRAM stuurt om op te slaan voor applicatiegebruik.

Gerelateerd lezen: Wat is VRAM?

DRAM-snelheidsvergelijkingen

Dus waar past DRAM in de grotere wereld van opslag? In dit gedeelte bekijken we enkele veelvoorkomende snelheidsvergelijkingen om een algemeen idee te krijgen van hoe DRAM zich verhoudt tot andere soorten opslagmedia. 

DRAM vs. HDD's en SSD's

Als niet-vluchtige opslagmedia is DRAM inherent sneller dan persistente opslagmedia zoals HDD's en SSD's. Er zijn twee belangrijke knelpunten die momenteel voorkomen dat persistente opslag de snelheden van vluchtige opslagmedia zoals DRAM bereikt:

• Fysiek: DRAM-storage writes vinden plaats naarmate de zuiver elektrische toestand verandert met behulp van een combinatie van transistors en condensatoren. De mogelijkheid om data op te slaan zonder stroom (d.w.z. niet-vluchtigheid) gaat ten koste van het vertrouwen op andere mechanismen.
• Interface: SSD's en HDD's moeten met een CPU praten via een controller en een interface. Permanente opslag heeft doorgaans geen directe lijn naar de CPU.

Dat gezegd hebbende, vinden engineers nieuwe manieren om de snelheidskloof tussen secundaire en primaire opslag te dichten. Ontdek hoe een nieuw type geheugen, genaamd storage-class memory (SCM), werkt om die kloof te dichten.  

DRAM vs. SRAM  

Static random access memory (SRAM) is de andere belangrijke vorm van RAM die beschikbaar is voor computersystemen. SRAM is sneller dan DRAM, dus wordt het gebruikt in het cachen van data. Cached data is snel en gemakkelijk beschikbaar voor een CPU om te verwerken om de prestaties van een computer te verbeteren. SRAM gebruikt ook alleen transistors en bevat geen condensatoren.

SRAM is vluchtiger dan DRAM, maar is ook sneller en meestal aanwezig op de CPU. Computerfabrikanten hoeven SRAM niet te installeren omdat het is geïntegreerd in de CPU, terwijl DRAM moet worden geïnstalleerd bij het bouwen van de computer. SRAM heeft zes transistors, en de nabijheid van de CPU en snelle toegang maakt het sneller en noodzakelijk voor caching.

DRAM vs. SDRAM

Synchrone DRAM (SDRAM) is een generatie computergeheugen dat kan synchroniseren met de kloksnelheid van de CPU. Het afstemmen van de kloksnelheid verbetert de prestaties van de data-uitwisseling tussen de CPU en het computergeheugen. Omdat SDRAM synchroon is, kunnen de blokken geheugenbanken tegelijkertijd data-uitwisseling uitvoeren, waardoor meer data sneller kunnen worden verwerkt dan standaard DRAM.

DRAM vs. DDR

De volgende generatie computergeheugen is DDR, of SDRAM met dubbele datasnelheid. DDR is sneller op basis van de uitwisseling van data die wordt verzonden tijdens de stijging en daling van de interne CPU-klok, die twee keer zoveel data van SDRAM verzendt. DDR heeft een kloksnelheidsvermenigvuldiger. DDR2 vermenigvuldigt bijvoorbeeld de kloksnelheid met 2. DDR4 heeft vier keer de kloksnelheid. Hogere kloksnelheden betekenen dat meer data met hogere snelheden kunnen worden uitgewisseld.

Conclusie

Elke desktopcomputer en elk mobiel apparaat gebruikt een generatie DRAM om vluchtige primaire opslag aan te drijven. De generatie van DRAM die in een apparaat wordt gebruikt, bepaalt de snelheid van applicaties en output van elke activiteit. Zelfs wanneer u servers levert voor uw netwerkomgeving, kiest u vaak voor het geheugen. Het is dit geheugen dat rekening houdt met de serversnelheid en prestaties van uw applicaties.

Ervaar DRAM-achtige snelheden met Pure Storage ® DirectMemory™ Cache . Met behulp van Intel Optane overbrugt het de kloof tussen traditionele NAND en DRAM, waardoor storage-class-geheugen een revolutie teweegbrengt.