運行當今計算機的內存類型

by 斯坦利古德納

幾乎所有可運算的設備都需要RAM。看看你最喜歡的設備（如智能手機，平板電腦，台式機，筆記本電腦，圖形計算器，高清電視，手持遊戲系統等），你應該找到一些有關RAM的信息。雖然所有RAM基本上都具有相同的用途，但現在通常有幾種不同的類型：

靜態RAM（SRAM）
動態RAM（DRAM）
同步動態RAM（SDRAM）
單數據速率同步動態RAM（SDR SDRAM）
雙數據速率同步動態RAM（DDR SDRAM，DDR2，DDR3，DDR4）
顯卡雙倍數據速率同步動態RAM（GDDR SDRAM，GDDR2，GDDR3，GDDR4，GDDR5）
閃存

什麼是RAM？

RAM代表隨機存取內存，它為計算機提供了管理信息和解決問題所需的虛擬空間。你可以把它想像成可重複使用的草稿紙，你會用鉛筆書寫筆記，數字或圖畫。如果你在紙上的空間不足，你可以通過清除你不再需要的東西來做更多的事情; 當需要更多空間來處理臨時信息（即運行軟件/程序）時，RAM的行為類似。較大的紙張使您可以在刪除之前一次塗抹更多（和更大）的創意; 計算機內部的更多RAM具有類似的效果。

RAM具有各種形狀（即它與物理系統連接或與計算系統連接的方式），容量（以MB或GB為單位），速度（以MHz或GHz測量）和體系結構。由於計算機系統（例如硬件，主板）必須遵守嚴格的兼容性準則，所以在使用RAM升級系統時，這些和其他方面都很重要。例如：

舊一代的計算機不太可能適應最新類型的RAM技術
筆記本電腦的內存不適合台式機（反之亦然）
RAM並不總是向後兼容
系統通常不能將不同類型/代的RAM混合在一起

靜態RAM（SRAM）

市場時間： 20世紀90年代至今
熱門產品使用SRAM：數碼相機，路由器，打印機，液晶顯示屏

兩種基本存儲器類型之一（另一種是DRAM），SRAM需要恆定的功率流才能工作。由於持續供電，SRAM不需要'刷新'來記憶正在存儲的數據。這就是為什麼SRAM被稱為“靜態”的原因 - 不需要改變或採取措施（例如刷新）來保持數據完整。然而，SRAM是一個易失性存儲器，這意味著一旦電源切斷，所有存儲的數據都將丟失。

使用SRAM（與DRAM）的優點是功耗更低，訪問速度更快。使用SRAM（與DRAM相比）的缺點是內存容量較小，製造成本較高。由於這些特性，SRAM通常用於：

CPU高速緩存（例如L1，L2，L3）
硬盤緩衝區/緩存
視頻卡上的數模轉換器（DAC）

動態RAM（DRAM）

市場時間： 20世紀70年代至90年代中期
使用DRAM的流行產品：視頻遊戲控制台，網絡硬件

兩種基本存儲器類型之一（另一種是SRAM），DRAM需要周期性的“刷新”功能才能起作用。將數據存儲在DRAM中的電容器逐漸釋放能量; 沒有能量意味著數據會丟失。這就是DRAM被稱為“動態”的原因 - 為了保持數據不變，需要不斷變化或採取行動（例如刷新）。 DRAM也是一個易失存儲器，這意味著一旦電源被切斷，所有存儲的數據都將丟失。

使用DRAM（相對於SRAM）的優點是製造成本更低，存儲容量更大。使用DRAM（與SRAM相比）的缺點是訪問速度較慢，功耗較高。由於這些特性，DRAM通常用於：

系統內存
視頻圖形內存

在20世紀90年代，開發了擴展數據輸出動態RAM （EDO DRAM），隨後演變為Burst EDO RAM （BEDO DRAM）。這些內存類型具有吸引力，因為以更低的成本提高了性能/效率。但是，由於SDRAM的發展，該技術已經過時。

同步動態RAM（SDRAM）

上市時間： 1993年至今
熱門產品使用SDRAM：電腦內存，視頻遊戲機

SDRAM是與CPU時鐘同步運行的DRAM的分類，這意味著它在響應數據輸入（例如用戶界面）之前等待時鐘信號。相比之下，DRAM是異步的，這意味著它立即響應數據輸入。但同步操作的好處是CPU可以並行處理重疊指令，也稱為“流水線” - 在前一條指令完全解析（寫入）之前接收（讀取）新指令的能力。

雖然流水線操作不會影響處理指令所需的時間，但它確實允許同時完成更多指令。每個時鐘週期處理一個讀取指令和一個寫入指令會導致更高的整體CPU傳輸/性能速率。 SDRAM支持流水線操作，因為它的存儲器被劃分為不同的存儲區，這導致其對基本DRAM的普遍優先選擇。

單數據速率同步動態RAM（SDR SDRAM）

上市時間： 1993年至今
使用SDR SDRAM的熱門產品：計算機內存，視頻遊戲控制台

SDR SDRAM是SDRAM的擴展術語 - 這兩種類型是相同的，但最常稱為SDRAM。 '單數據速率'指示存儲器如何在每個時鐘週期處理一次讀取和一次寫入指令。此標籤有助於澄清SDR SDRAM和DDR SDRAM之間的比較：

DDR SDRAM實質上是SDR SDRAM的第二代開發

雙倍數據速率同步動態RAM（DDR SDRAM）

市場時間： 2000年至今
使用DDR SDRAM的常用產品：計算機內存

DDR SDRAM像SDR SDRAM一樣運行，速度只有它的兩倍。 DDR SDRAM能夠在每個時鐘週期處理兩條讀指令和兩條寫指令 （因此是'雙'）。儘管功能類似，DDR SDRAM與SDR SDRAM（168引腳和連接器上的兩個凹口）在物理上存在差異（連接器上有184個引腳和一個槽口）。 DDR SDRAM也可以在較低的標準電壓（從3.3 V 2.5 V）下工作，防止與SDR SDRAM的向後兼容性。

DDR2 SDRAM是DDR SDRAM的升級版本。儘管仍然是雙倍數據速率（每個時鐘週期處理兩條讀指令和兩條寫指令），但DDR2 SDRAM速度更快，因為它可以以更高的時鐘速度運行。標準（不超頻）的DDR內存模塊以200 MHz的頻率運行，而標準的DDR2內存模塊以533 MHz的頻率運行。 DDR2 SDRAM在更低的電壓（1.8 V）下運行，引腳更多（240），從而防止向後兼容。
DDR3 SDRAM通過先進的信號處理（可靠性），更大的存儲容量，更低的功耗（1.5 V）和更高的標準時鐘速度（高達800 Mhz），提高了DDR2 SDRAM的性能。儘管DDR3 SDRAM的引腳數與DDR2 SDRAM（240）的引腳數相同，但所有其他方面都會妨礙向後兼容。
DDR4 SDRAM通過更先進的信號處理（可靠性），更大的存儲容量，更低的功耗（1.2 V）和更高的標準時鐘速度（高達1600 Mhz），提高了DDR3 SDRAM的性能。 DDR4 SDRAM使用288引腳配置，這也阻止了向後兼容性。

圖形雙倍數據速率同步動態RAM（GDDR SDRAM）

上市時間： 2003年至今
使用GDDR SDRAM的熱門產品：視頻圖形卡，某些平板電腦

GDDR SDRAM是一種DDR SDRAM，專為視頻圖形渲染而設計，通常與視頻卡上的專用GPU（圖形處理單元）配合使用。眾所周知，現代PC遊戲以令人難以置信的逼真高分辨率環境推動信封，通常需要大量的系統規格和最佳的視頻卡硬件才能播放（特別是在使用720p或1080p高分辨率顯示器時）。

與DDR SDRAM類似，GDDR SDRAM有其獨特的演進路線（提高性能並降低功耗）：GDDR2 SDRAM，GDDR3 SDRAM，GDDR4 SDRAM和GDDR5 SDRAM。

儘管與DDR SDRAM具有非常相似的特性，但GDDR SDRAM並不完全相同。 GDDR SDRAM的運行方式有顯著差異，特別是關於帶寬如何優於延遲。預計GDDR SDRAM將處理大量數據（帶寬），但不一定以最快的速度（延遲） - 想像一條16通道高速公路設置為55 MPH。相比之下，DDR SDRAM預計具有較低的延遲以立即響應CPU - 將雙車道高速公路設置為85 MPH。

閃存

市場時間： 1984年至今
使用閃存的熱門產品：數碼相機，智能手機/平板電腦，手持遊戲系統/玩具

閃存是一種非易失性存儲介質，可在斷電後保留所有數據。儘管有這個名稱，但閃存在形式和操作（即存儲和數據傳輸）方面比上述類型的RAM更接近固態驅動器。閃存最常用於：