1.4.3.2 RAM - Random Access Memory
Die Haupteigenschaft von RAM ist das es mit Daten beschrieben werden kann. Solange der Speicherbaustein mit Strom versorgt ist können diese Daten auch wieder ausgelesen werden. Wird die Stromversorgung abgeschaltet gehen die Daten im RAM verloren.
Der RAM steht in einem Computer als Daten- und Programmspeicher zu Verfügung. In diesem Teil werden Programme und Daten von externen Speicherträgern und Festplatten eingelesen. Zur schnellen Verarbeitung kann der Prozessor darauf zugreifen und Veränderungen an den Daten vornehmen.
Dieser Halbleiterspeicher wird als Haupt- oder Arbeitsspeicher bezeichnet und trägt maßgeblich zur Systemleistung bei. Zuwenig Arbeitsspeicher kann einen Computer langsamer machen, und die Ausführung von Programmen oder das Laden von Daten verhindern.
SRAM ist statisch, was bedeutet, daß der Speicherinhalt mittels Flip-Flops gespeichert wird und so nach dem Abruf des Speicherinhaltes erhalten bleibt. Dadurch ist der Stromverbrauch sehr hoch, was aber zu einem schnellen Arbeiten innerhalb des Speichers führt.
Aufgrund seines hohen Preises wird SRAM nur in Cache-Speichern als Puffer verwendet.
Das DRAM ist der einfachste, langsamste und billigste Speicherbaustein, den es gibt. Sein Speicherinhalt geht verloren, wenn er nicht mehr mit Strom versorgt wird.
Eine DRAM-Speicherzelle besteht aus einem Transistor und einem Kondensator. In einer DRAM-Speicherzelle wird ein Bit durch die Ladung des Kondensators gespeichert. Nachteil dieser Speicherart ist, daß sich der Kondensator durch Kriechströme entlädt und der Speicherzustand immer wieder neu aktualisiert werden muss (Refresh). Damit die Ladung im Kondensator erhalten bleibt, ist ein Refresh mehrere tausend mal in der Sekunde nötig.
Das Lesen und Schreiben erfolgt über den Transistor, der als Schalter arbeitet und die Ladung des Kondensators isoliert oder auf die Bitleitung freigibt. Über die Wortleitung wird der Transistor angesprochen.
Lange Zeit war im Computer-Bereich nur dieser eine Speicher-Typ bekannt. Auf diesem Prinzip entstanden alle weiteren Speicher-Typen.
RAS und CAS
Um die Begriffe RAS und CAS genauer erklären zu können und ihre Einflußnahme auf die Geschwindigkeit von Speicher zu deuten, muss man die Funktionsweise von Speicherchips verstanden haben.
Ein Speicherchip besteht aus vielen Speicherzellen, die in einer Matrix angeordnet sind. Diese Speicherzellen werden über Zeilen (engl. row) und Spalten (engl. column) angesprochen.
Ein 16 MBit-Speicherchip hat 4096 x 4096 Bit (16,8 Millionen Speicherzellen). Um diese alle adressieren zu können sind je 16 Zeilen und Spalten notwendig. Dadurch ist es möglich 4096 (212) Adressen bzw. Zustände abbilden zu können.
Dieser 16 MBit-Speicherchip hat allerdings nicht weit über 32 Anschlüsse. Aus Platzspar- und Herstellungskostengründen werden weniger verwendet. Um die 4096 Adressen trotzdem erreichen zu können macht man sich die Technik des Multiplexings zu nutze. Dabei werden die selben Leitungen zur Übertragung von Zeile und Spalte genutzt.
Bei der Adressierung einer Speicherzelle wird zuerst die Zeile (row access strobe, RAS) und dann die Spalte (column access strobe, CAS) übertragen. Hierbei handelt es sich um die beiden wichtigsten Kennwerte, um schnellen Speicher erkennen zu können.
In der nachfolgenden Tabelle werden alle Werte in Takten angegeben.
| RAS Precharge Delay/Time | Das ist die Zeitspanne, die RAS (Spalten-Adresse) angelegt sein muss, bevor der Wert als gültig erklärt ist. |
| RAS-to-CAS-Delay | Das ist die Zeit, die das auf RAS (Spalten-Adresse) folgende Signal CAS (Zeilen-Adresse) angelegt sein muss, bevor der Wert als gültig erklärt ist. |
| CAS Latency(CL) | Dieser Wert gibt die Zeit an, bis wann die gültigen Daten zum Auslesen der Speicherzelle bereitstehen. |
Beim Verkauf von Speichermodulen werden die Werte CAS Latency, RAS Precharge Delay/Time und RAS-to-CAS-Delay oft angegeben. Seriöse Händler geben diese Werte als dreistellige Zahl nach der Speicherbezeichnung an.
Beispiele: PC133-233 und PC133-333
Im ersten Beispiel hätte das PC133-Modul 2 Takte CAS-Latency und je 3 Takte RAS Precharge und RAS-to-CAS Delay. Im zweiten Beispiel hat das Modul bei allen 3 Werten den selben Takt. Ein Modul mit -4xx gibt es nicht, da in der PCxxx-Spezifikation ein solches nicht definiert ist. Beachtet werden muss, das ein mit CL2 bezeichnetes Modul ein -233er oder -222er Modul sein kann. Vor dem Kauf sollte hier explizit nachgefragt werden.
Ob sich die Anschaffung des teureren CL2-Speichers lohnt, hängt von der Anwendung ab, wofür das gesamte System genutzt wird. Speicherintensive Programme, die mit großen Datenblöcken arbeiten (bspw. Bildverarbeitung) profitieren u. U. von 20 Prozent kürzeren Zugriffszeiten auf den Speicher. Bei Spielen lohnen sich die teureren CL2-Speichermodule nicht.
