CPU+Mainboard-FAQ >> 8. Arbeitsspeicher/Hauptspeicher - RAM


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0. Inhaltsangabe
1. Über diese FAQ
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8. RAM
 8.1 RAM-Grundl...
 8.2 Terminolog...
 8.3 Bauformen
 8.4 Kennzahlen...
 8.5 Test von R...
 8.6 Was man be...
9. Übertakten
10. Fehlersuche
11. Treiber
12. Montage
13. Links
14. Schlusswort

Anhang: 2 Grafikkarten im PC

8. Arbeitsspeicher/Hauptspeicher - RAM

Zurück zum Anfang des Kapitels  8.2 Terminologie

Einige Betriffe tauchen in diesem Kapitel immer wieder auf.

  • IC: Integrated Circuit, integrierter Schaltkreis. Bauteil, das mehrere "klassische" Bauteile (Kondensatoren, Transistoren, ...) zusammenfasst. Ohne ICs wären heutige PCs gar nicht denkbar. Hier in Kapitel 8 sind damit die Speicherchips gemeint.
  • ROM: Read Only Memory, Speicher, der im Gegensatz zu RAM nur gelesen werden kann. Wird z.B. für das BIOS des PCs (siehe Kapitel 7) benutzt.
  • DRAM: Dynamic RAM: Speicher, der seinen Inhalt nur behält, wenn er regelmässig "aufgefrischt" wird (Refresh), da er aus Kondensatoren aufgebaut ist und seine Ladungen ohne Refresh relativ schnell verlieren würde. Eine DRAM-Zelle besteht nur aus einem Transistor (Transfergate zur Auswahl des Kondensators) und einem Kondensator.
  • SRAM: Static RAM: Speicher, der keinen Refresh braucht; wesentlich schneller als DRAM, in verschiedenen Variationen typischerweise für Cache (siehe Kapitel 2.2.3 und 3.3.3) auf 386er-, 486er- und Sockel-5/7-Motherboards eingesetzt. Auch heute noch wird so ziemlich jeder (Prozessor-) Cache damit aufgebaut, nur dass der eben nicht mehr OnBoard verlötet, per Slot-Karte steckbar (COAST-Module = Cache On A Stick) oder auf einem Prozessormodul aufgelötet ist, sondern in der CPU drin sitzt. Warum kommt SRAM ohne Refresh aus? SRAM besteht aus Flip-Flops. Diese FFs fallen in einen definierten Zustand und verweilen dort so lange, bis der Zustand "mit Gewalt" geändert wird (oder der Strom abgeschaltet wird). SRAM besteht somit aus 6 Transistoren (gegenüber 2 bei DRAM): 2 gegengekoppelte Inverter (1 nMOS, 1 pMOS) und 2 Transfergates für die Bitleitung und invertierte Bitleitung zum Setzen und Auslesen.
  • Parity: Aus 8 Datenbits wird die Quersumme gebildet und diese in einem 9. Bit abgespeichert. Stimmt sie nicht, wird das dem Betriebssystem mitgeteilt, das dann entweder eine Fehlermeldung ausgibt - oder gar nichts tut. Speichermodule mit Parity, die man typischerweise an ihrer Datenbusbreite erkennt (Vielfache von 9 statt 8 Bits, also 9 Bits, 36 Bit, 72 Bits) waren früher (386er/486er-Zeiten) gängig, kamen dann aber aus der Mode; heute findet man sie v.a. in Rechnern, bei denen es auf hohe Datensicherheit ankommt, zusammen mit dem nachfolgend beschriebenen ECC. Im übrigen gibt es auch den mittlerweile recht betagten Parity-Boot-Virus, der beim Start des Rechners "Parity Error" ausgibt - ein Relikt aus einer anderen Ära ;).
  • ECC: Dies ist eine verbesserte Variante von Parity-Erkennung; bei ECC ist die Korrektur eines 1-Bit-Fehlers und die Erkennung eines 2-Bit-Fehlers möglich. ECC muss durch den Chipsatz des Motherboards unterstützt werden (heutige Chipsätze unterstützen entweder ECC oder gar keine Fehlererkennung, Parity allein kommt nicht mehr vor), und es müssen logischerweise geeignete Speichermodule zum Einsatz kommen (wieder 36 bzw. 72 Bit statt 32 bzw. 64 Bit breit). Siehe auch Kapitel 8.4.4.
  • Interleaving: Dies ist ein Verfahren zur Erhöhung des Speicherdurchsatzes. Hierbei werden die Datenworte (z.B. 32 Bit breit) nicht sequentiell in den Speicher geschrieben, sondern alternierend auf verschiedene Speicherbänke. Dies hat seinen Grund darin, dass DRAMs nach dem Schreiben für eine gewisse Zeit nicht ansprechbar sind; diese Zeit muss bei Einsatz von Interleaving nicht vertrödelt werden, sondern es wird in der nächsten Speicherbank weitergeschrieben. Theoretisch ist damit (bei 2X-Interleaving) eine Verdoppelung des Speicherdurchsatzes möglich; die 32-Bit-Grafikkarten mit Chips wie Tseng ET4000/W32i/p bzw. S3 805i kamen an dieses Ideal schon recht nahe heran. Beim Hauptspeicher des PCs bringt Interleaving aber nicht ganz soviel. Erwähnenswert ist vielleicht noch, dass heutzutage einzelne Speichermodule logisch mehrere Speicherbänke darstellen, so dass sogar 4X-Interleaving innerhalb eines Moduls möglich ist. 2-Way-Interleaving geht ab 16MBit ICs, 4-Way-Interleaving ab 64MBit ICs auf den Modulen. Siehe auch Kapitel 8.4.6.
  • Fastpage-DRAM, EDO-DRAM: Verschiedene Typen von DRAMs auf Speicherbausteinen, bei denen weniger Zeit für Refreshzyklen draufgeht als bei der Urform der DRAMs. EDO-DRAMs sind schneller als Fastpage-DRAMs, unterstützen aber kein Interleaving.
  • SDRAM: SDRAM läuft synchron zum externen Takt des Prozessors (Synchronous DRAM), ist wieder ein bisschen schneller als EDO-DRAM und unterstützt auch Interleaving.
  • DDR/QDR: Bei DDR (Double Data Rate, hat nichts mit der deutsch-deutschen Vergangenheit zu tun) werden pro Datentakt zweimal Daten übertragen, bei QDR (Quad Data Rate) gar viermal. Das Verfahren tauchte bei PCs erstmals beim EISA-Bus anno 1993 auf (war dort allerdings kaum in "freier Wildbahn" anzutreffen) und wird u.a. auch beim AGP eingesetzt.
  • Bandbreite: Umgangssprachlich (eigtl. falsch) für die Menge an Daten, die pro Sekunde von und zum Speicher geschaufelt werden können, damit äquivalent zum Datendurchsatz. Siehe auch Kapitel 8.4.10.

Hier nicht relevante, aber auch interessante RAM-Typen:

  • VRAM: Ein Speichertyp, der vor etwa 5 Jahren auf hochwertigeren Grafikkarten zu finden war. VRAM besteht aus einem "Kern" auf Fastpage- oder EDO-DRAM und einem Schieberegister aus SRAM namens SAM (Serial Access Memory), das einen grösseren Teil einer Bildschirmzeile aufnimmt, eine Art Cache, wenn man so will. Dadurch müssen nicht die Daten jedes Pixels einzeln aus dem RAM gelesen werden, was die durch den RAMDAC für den Bildaufbau in Anspruch genommene Bandbreite um Grössenordnungen reduziert (somit bleibt mehr für den Grafikchip übrig, was sich gerade in hohen Auflösungen bei hoher Farbtiefe auswirkt) und höhere Bildwiederholraten ermöglicht als bei "normalem" DRAM.
  • WRAM (Windows RAM): Ähnlich VRAM, nur billiger und schneller. Wurde nur auf den Millennium- und Millennium-II-Grafikkarten von Matrox verbaut.
  • SGRAM: Synchronous Graphics RAM. SDRAM mit einigen Zusatzfunktionen für Grafikkarten.



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