מה זה זיכרון גישה אקראית
סקירה כללית של זיכרון RAM
בפשטותו, RAM (זיכרון גישה אקראית) הוא סוג של זיכרון מחשב, המכונה לעתים קרובות זיכרון לטווח קצר מכיוון שהוא נדיף, כלומר הנתונים אינם נשמרים כאשר החשמל כבוי.
כאשר משתמשים עסקיים מפעילים את המחשב, מערכת ההפעלה והיישומים נטענים לזיכרון ה-RAM של המחשב המחובר ישירות למעבד, מה שהופך את הנתונים לנגישים במהירות לעיבוד.
במסגרות ארגוניות, RAM (מודולי זיכרון) מגיעים בצורות ובגדלים שונים. DIMM (מודול זיכרון כפול בקו אחד) ניתן למצוא במחשבים שולחניים, תחנות עבודה ושרתים, בעוד שמחשבים ניידים דורשים SODIMM (DIMM קטן) בגודל פיזי קטן יותר.
מודול זיכרון מכיל מספר שבבי DRAM (Dynamic RAM) שהם סוג של זיכרון מוליך למחצה. דינמי פירושו פשוט שהנתונים המוחזקים על ידי טרנזיסטורים בשבבים מתעדכנים כל הזמן. מספר שבבי ה-DRAM הנמצאים במודול זיכרון משתנה בהתאם לקיבולת שלו (8GB, 16GB, 32GB).
הליטוגרפיה של שבבי DRAM עודכנה ושופרה פעמים רבות במהלך העשורים האחרונים, וזה הוביל לא רק להפחתת העלות לביט, אלא גם להפחתת ממדי הרכיב ולהגדלת קצב השעון. בסך הכל, DRAM מספק כעת ביצועים מהירים יותר וקיבולות גבוהות יותר, אך משתמש בפחות חשמל, מה שמפחית את עלויות האנרגיה, שולט בחום ומאריך את חיי הסוללה.
זיכרון DRAM פועל באחד משני מצבים, סינכרוני או אסינכרוני. אסינכרוני היה טכנולוגיית ה-DRAM הנפוצה שהייתה בשימוש עד סוף שנות ה-90. מצב סינכרוני פירושו שפעולות קריאה, כתיבה ורענון נשלטות על ידי שעון מערכת, המסונכרן עם מהירות השעון של מעבד המחשב. מחשבים של היום משתמשים במצב סינכרוני, או זיכרון גישה אקראית סינכרוני (SDRAM) המתחבר ללוח המערכת באמצעות מודול זיכרון.
דורות חדשים של DRAM
הגרסה האחרונה של SDRAM היא DDR5 (Double Data Rate 5th generation), שמגיעה במגוון מהירויות סטנדרטיות, החל מ-4800 מגה-שניות (מגה-העברות לשנייה) והיא מדד למהירות שבה נתונים מועברים אל מודול הזיכרון ומחוצה לו. בערך כל שבע שנים, מוצג דור חדש של זיכרון, שנועד להתאים לדרישה ההולכת וגוברת למהירות, צפיפות ותצורות בסביבות מחשוב עסקיות. DDR5, לדוגמה, מתוכנן עם תכונות חדשות המספקות ביצועים גבוהים יותר, צריכת חשמל נמוכה יותר ושלמות נתונים חזקה יותר לעשור הבא של המחשוב. הוא הוצג לראשונה בשנת 2021.
מקבלי החלטות בתחום ה-IT השוקלים לרכוש זיכרון חייבים להיות מודעים לכך שמודולי זיכרון אינם תואמים לאחור. זיכרון DDR5 לא יוכנס פיזית לשקע זיכרון DDR4 או DDR3. בתוך דור זיכרון, מהירויות גבוהות יותר הן תואמות לאחור. לדוגמה, אם משתמש רוכש מודול DDR5 סטנדרטי בגודל 5600MT/s ומשתמש בו עם מעבד אינטל דור 12, מהירות הזיכרון תרד אוטומטית לפעול ב-4800M/Ts, המהירות הנתמכת על ידי מערכת המארח או פחות. נתון זה ישתנה בהתאם לדגם המעבד ולמספר מודולי הזיכרון המותקנים במערכת.
חיוני לדעת אילו מעבדים ולוח אם כבר מותקנים במחשב כשמתכננים שדרוג זיכרון, אך ישנם גם כמה שיקולים נוספים. ברוב המחשבים האישיים יש ארבעה שקעי RAM, בחלקם, כמו תחנות עבודה, יש עד שמונה, אך למחשבים ניידים סביר להניח שיהיו רק שני שקעי זיכרון נגישים, ובדגמים דקים, ייתכן שיהיה רק אחד.
סוגים שונים של זיכרון RAM
למרות שהם עשויים להיראות דומים ובעלי אותה פונקציה, סוג מודול הזיכרון שנמצא במחשבי HEDT (מחשבים שולחניים מתקדמים) ובשרתים שונה מזה שנמצא במחשבים אישיים. מעבדי Intel Xeon וסדרת AMD Epyc לשרתים מגיעים עם מספר גבוה יותר של ליבות מעבד ויותר ערוצי זיכרון בהשוואה למעבדי Intel Core ו-AMD Ryzen למחשבים שולחניים, לכן המפרטים והתכונות של זיכרון ה-RAM עבור שרתים שונים מאלה של מחשבים אישיים.
מעבדי שרתים דורשים רכיב DIMM רשום התומך בתכונת ECC (קוד תיקון שגיאות), המאפשרת לתקן שגיאות סיביות המתרחשות באפיק הזיכרון (בין בקר הזיכרון לשבב ה-DRAM), ובכך להבטיח את שלמות הנתונים. RDC (מנהל התקן שעון רשום) הוא רכיב נוסף שנמצא ב-RDIMM, שאינו קיים ב-Unbuffered DIMM (UDIMM), והוא מבטיח שכל הרכיבים במודול הזיכרון פועלים באותו מחזור שעון, מה שמאפשר למערכת להישאר יציבה כאשר מותקנים מספר רב של מודולים.
סוג מודול הזיכרון המיוצר עבור מחשבים שולחניים וניידים הוא בדרך כלל DIMM ללא אגירה (Non-ECC Unbuffered). הנתונים המעובדים על ידי משתמשים במערכות מסוג זה נחשבים פחות קריטיים מהנתונים המעובדים על ידי שרתים המארחים אתרי אינטרנט או מטפלים בעיבוד טרנזקציות מקוון, לדוגמה, וצריכים לכבד הסכמי SLA (הסכמי רמת שירות) ספציפיים וזמני פעולה של 99.9999% 24/7. מודולי UDIMM ללא ECC מכילים פחות רכיבים ותכונות מאשר מודולי RDIMM ולכן הם זולים יותר תוך שהם נותרים פתרון זיכרון אמין. סוגי זיכרון ללא אגירה קיימים הן בצורת DIMM והן בצורת SODIMM.
שיפור ביצועים
זיכרון RAM נמכר בעיקר במודולים בודדים, אך הוא זמין גם בערכות של שניים, ארבעה או שמונה, בנפחים הנעים בין 4GB עבור DDR3 ל-96GB עבור DDR5 (במודולים בודדים) ועד 256GB בערכות (256GB מוצעים רק כערכה של 8 ב-DDR4 ו-DDR 5). התצורות תואמות את ארכיטקטורת ערוץ הזיכרון, וכאשר הן מותקנות כהלכה יכולות לספק שיפור משמעותי בביצועים. לדוגמה, שדרוג מודול DDR5-4800MT/s עם רוחב פס שיא של 38.4GB/s להגדרה של ערוץ כפול, מרחיב באופן מיידי את רוחב הפס ל-76.8GB/s.
מהירות האצה
משתמשים עם מהירויות סטנדרטיות בתעשייה מוגבלים למה שהמעבד ולוח האם של המחשב שלהם תומכים בו, במיוחד אם זה לא מאפשר התקנת מודולים בבנק זיכרון שני. בלוח אם דו-ערוצי עם ארבעה שקעים, אלה מסודרים בשני בנקי זיכרון, כאשר לכל ערוץ זיכרון יש שני שקעים. אם משתמש DDR5 יכול להתקין מודולים בבנק שני, ברוב המקרים, הזיכרון עשוי להיאלץ לרדת למהירות השעון שלו כדי לאפשר מגבלות בתוך המעבד.
משתמשים המחפשים דחיפה משמעותית, כמו גיימרים, יכולים לבחור בזיכרון הניתן לאוברקלוקינג. ניתן לעשות זאת בבטחה באמצעות פרופילי Intel XMP ו-AMD EXPO, אולם מומלץ לקבל עזרה מקצועית. בחירת זיכרון הגיימינג המתאים לאוברקלוקינג של מערכת פירושה להחליט על מחיר לעומת מהירות לעומת קיבולת, המגבלות הפוטנציאליות של לוחות אם ומעבדים, ו-RGB לעומת לא RGB (כדי להביא לתועלת התאורה).
מילון מונחים שימושי
מלבד ראשי התיבות שכבר הסברנו לעיל, הנה כמה מונחים נוספים שכדאי להכיר:
מעבד – יחידות עיבוד מרכזיות הן ליבת המחשב.
מעגלי ניהול צריכת חשמל (PMIC) – מעגלים משולבים לניהול צריכת חשמל מסייעים בוויסות צריכת החשמל הנדרשת על ידי רכיבי מודול הזיכרון. עבור מודולים ברמת שרת, ה-PMIC משתמש ב-12 וולט; עבור מודולים ברמת מחשב, הוא משתמש ב-5 וולט.
רכזת SPD – DDR5 משתמשת בהתקן חדש המשלב את ה-EEPROM לזיהוי נוכחות טורית עם תכונות נוספות, מנהלת את הגישה לבקר החיצוני ומנתקת את עומס הזיכרון על האפיק הפנימי מהחיצוני.
ECC על השבב – קוד תיקון שגיאות המפחית את הסיכון לדליפת נתונים על ידי תיקון שגיאות בתוך השבב, הגברת האמינות והפחתת שיעורי הפגמים.
2CH, 4CH, 8CH – מודולי זיכרון RAM בודדים – ערוץ כפול, ערוץ מרובע, ערוץ אוקטלי.
מגהרץ – מגהרץ הוא קיצור של מגה-הרץ ופירושו מיליון מחזורים לשנייה, או מיליון הרץ. יחידת מדידה זו של תדר משמשת לציון המהירות שבה נתונים נעים בתוך ובין רכיבים.
MT/s הוא קיצור של מגה-העברות (או מיליון העברות) לשנייה והוא מדד מדויק יותר לקצב הנתונים האפקטיבי (מהירות) של זיכרון DDR SDRAM במחשוב.
זיכרון לא בינארי – צפיפות שבבי ה-DRAM בדרך כלל מוכפלת עם כל איטרציה, אך עם DDR5 הוצגה צפיפות ביניים – 24 ג'יגה-ביט – המספקת גמישות רבה יותר ונקראת זיכרון לא בינארי.
ג'יגה-בייט לשנייה – ג'יגה-בייט לשנייה. ג'יגה-בייט היא יחידת מדידה של קיבולת אחסון נתונים שהיא כמיליארד בייטים. זוהי יחידת מדידה נפוצה של קיבולת עבור מוצרי אחסון נתונים מאז אמצע שנות ה-80.