RAM ou memória de acesso aleatório^{(Random Access Memory )} é uma parte incrivelmente importante de qualquer computador moderno. A CPU (unidade central de processamento) de um computador precisa de dados e instruções para realizar o trabalho. Essa informação tem que ser armazenada em algum lugar. O “algum lugar” é referido como memória do computador. 

Existem vários tipos de memória RAM , cada um com seus prós e contras. As CPUs^(CPUs) têm uma quantidade muito pequena de memória interna, conhecida como “ cache” da CPU . Esta memória é incrivelmente rápida e essencialmente parte da própria CPU . No entanto, é muito caro e, portanto, não pode ser usado como memória primária do computador.

É aí que a RAM entra em jogo. A RAM^(RAM) vem na forma de chips de computador de silício, ligados a um barramento de memória. A memória cache na própria CPU é na verdade também uma forma de RAM , mas quando o termo é geralmente usado, refere-se a esses chips de memória que ficam fora da CPU .  

Um barramento de memória é simplesmente um conjunto dedicado de circuitos que movem informações entre a CPU e a própria RAM . O sistema operacional move informações do disco rígido mecânico ou de estado sólido^{(solid-state hard drive)} muito mais lento do sistema, em preparação para as necessidades da CPU. Por exemplo, quando um videogame está “carregando”, os dados estão sendo movidos do disco rígido para a RAM .

Como analogia, pense na RAM como a parte superior de uma mesa e as gavetas como o disco rígido, com você mesmo atuando como a CPU . É rápido e fácil trabalhar com itens que estão na mesa, mas há muito espaço. O que significa que você precisa mover as coisas entre a superfície da mesa e as gavetas conforme necessário.

Computadores, smartphones, consoles de jogos e todos os outros tipos de dispositivos de computação em uso hoje possuem algum tipo de RAM^{(some type of RAM)} . Vamos falar sobre cada um deles, explicando como eles funcionam e para que são usados. Especificamente^{(Specifically)} , abordaremos os seguintes tipos de RAM:

• SRAM
• DRAM
• SDRAM
• RAM SDR
• DDR SDRAM
• RDA
• HMB

Não se preocupe se isso soa como um jargão intimidador. Tudo ficará muito claro em breve.

SRAM – Memória de Acesso Aleatório Estático^{(SRAM – Static Random Access Memory)}

Um dos dois principais tipos de RAM , a SRAM é especial porque não precisa ser “atualizada” para reter as informações que está armazenando no momento. Enquanto houver energia fluindo pelos circuitos, a informação permanece exatamente onde está. 

A SRAM é construída a partir de vários transistores (4-6) e é incrivelmente rápida graças à sua natureza. No entanto, é relativamente complexo e caro, e é por isso que você o encontrará em CPUs colocadas em serviço como memória cache hiper-rápida. 

Há também pequenas quantidades de cache SRAM onde os dados precisam ser movidos rapidamente, mas podem ser afunilados. Buffers de disco rígido^(Hard) são um bom exemplo desse caso de uso. Onde quer que um dispositivo tenha mais dados, é provável que haja alguma SRAM ajudando a facilitar essa transferência.

DRAM – Memória de Acesso Aleatório Dinâmico^{(DRAM – Dynamic Random Access Memory)}

DRAM é o outro^{(other )} tipo comum de design de RAM . A memória DRAM é construída usando transistores e capacitores. ^(DRAM)A menos que você atualize cada célula de memória, ela perderá seu conteúdo. É por isso que é chamado de “dinâmico” em vez de “estático”. 

A DRAM^(DRAM) é muito mais lenta que a SRAM , mas ainda muito mais rápida que os dispositivos de armazenamento secundários, como discos rígidos. Também é muito mais barato que a SRAM e é típico que os computadores tenham vários gigabytes de DRAM integrados como a principal solução de RAM . 

SDRAM – Memória de Acesso Aleatório Dinâmico Síncrono^{(SDRAM – Synchronous Dynamic Random Access Memory)} 

Algumas pessoas parecem pensar que SDRAM é uma mistura de SRAM e DRAM , mas não é! Esta é a DRAM que foi sincronizada com o clock da CPU . 

O módulo DRAM aguardará a CPU antes de responder às solicitações de entrada de dados. Graças à sua natureza síncrona e como a memória SDRAM é configurada em bancos, a CPU pode concluir várias instruções ao mesmo tempo, aumentando significativamente seu desempenho geral. 

SDRAM é a forma básica do principal tipo de RAM usado na maioria dos computadores atuais. Também é conhecido como SDR SDRAM ou Single Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory . Embora seja fundamentalmente o mesmo tipo de memória usado em computadores hoje, a forma SDR baunilha é praticamente obsoleta, substituída pelo próximo tipo de RAM em nossa lista.

Memória de acesso aleatório dinâmico síncrono de taxa de dados dupla^{(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)}

A primeira coisa que você deve saber é que existem várias gerações de memória DDR . A primeira geração, à qual nos referimos como DDR 1 em retrospectiva, dobrou a velocidade da SDRAM , permitindo que as operações de leitura e gravação ocorressem no pico e no vale do ciclo de clock.

DDR2 , DDR3 e hoje DDR4 melhoraram exponencialmente naquela primeira geração de DDR . O desempenho desses módulos de memória é medido em Mega Transferências por Segundo^{(Mega Transfers per Second )} ou “MT/S”. Uma mega transferência é essencialmente o equivalente a um milhão de ciclos de clock. Os chips DDR^(DDR) de primeira geração mais rápidos podem atingir 400 MT/s . DDR4 pode ser tão rápido quanto 3200 MT/s !

GDDR SDRAM – Memória de acesso aleatório de taxa de dados dupla gráfica ^{(GDDR SDRAM – Graphics Double Data Rate Random Access Memory )}

O GDDR^(GDDR) está atualmente na sexta geração e é encontrado quase exclusivamente conectado a uma GPU (unidade de processamento gráfico) em uma placa de vídeo ou console de jogos . O GDDR está relacionado ao ^(GDDR)DDR regular , mas é projetado para casos de uso de gráficos. Enfatizando grandes quantidades de largura de banda, enquanto se preocupa menos com baixa latência. 

Em outras palavras, essa memória não responde tão rapidamente quanto a SDRAM normal , mas pode mover mais informações de uma vez quando responde. Isso é perfeito para aplicativos gráficos em que muitos gigabytes de dados de textura precisam ser transmitidos para renderizar uma cena, e a pequena quantidade de latência não tem consequências reais.

Apesar do nome, o GDDR pode ser usado como ^(GDDR)RAM normal do sistema . Por exemplo, o PlayStation 4 tem um único pool de memória GDDR que os desenvolvedores podem dividir da maneira que quiserem, alocando partes para a CPU e GPU conforme necessário.

HBM – Memória de alta largura de banda^{(HBM – High Bandwidth Memory)}

GDDR tem um concorrente na forma de memória HBM^{(HBM memory)} , que apareceu em um número limitado de placas gráficas feitas pela AMD . Atualmente^(Currently) , a versão mais recente é a HBM 2 , mas é incerto se ela suplantará o GDDR ou se tornará extinta.

A parte mais importante do desempenho da memória é a quantidade total de dados que podem ser deslocados em um determinado período de tempo. Uma maneira de fazer isso é tornar a memória muito rápida. A outra maneira de melhorar a largura de banda total é fazer com que os dados do “pipe” sejam transmitidos mais amplos.

^(HBM)A memória HBM é executada em frequências de clock brutas mais baixas do que GDDR , mas usa um design exclusivo de chip 3D empilhado que fornece um caminho físico muito amplo para dados, bem como distâncias muito mais curtas para os sinais viajarem. O resultado final é uma solução de memória com largura de banda total semelhante à GDDR , mas com menos latência.

O problema com o HBM é que é complicado de fazer e graças ao seu design físico ainda não é possível alcançar os tipos de capacidades que são triviais com GDDR . Se esses problemas forem superados, ele poderá substituir o GDDR , mas não há garantia de que isso aconteça. 

Thanks For The Memories!

Deve ser óbvio que a RAM é um componente essencial de qualquer computador e, quando dá errado, pode ser difícil descobrir qual é realmente o problema.

Afinal, um pouco desonesto aqui ou ali pode tornar seu sistema sutilmente instável ou estar por trás de travamentos aparentemente aleatórios. É por isso que você deve sempre testar a memória RAM ruim^{(test for bad RAM memory)} sempre que tiver um problema de estabilidade inexplicável. 

Um dia podemos ir além da RAM , mas no futuro próximo será uma parte essencial do quebra-cabeça de desempenho da computação, então podemos conhecê-la.

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.

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