Menu

Operační paměť

Základní informace

Operační paměť je součást počítače umožňující čtení, zápis a dočasné uložení právě zpracovávaných dat a spuštěných programů. V současných počítačích je operační paměť realizována jako polovodičová paměť typu RAM (random access memory = paměť s náhodným přístupem), která je volatilní (slouží pouze na krátkodobé uchování dat) a rychlost přístupu nezávisí na fyzickém umístění dat (paměť s přímým přístupem). Typ této paměti je RWM, takže na ní můžeme neomezeně zapisovat data. Operační paměť je spojena s procesorem pomocí velmi rychlé sběrnice, aby byla využita její plná vysoká rychlost i přístupová rychlost. Paměti RAM jsou složeny z paměťových buněk integrovaných na čipu, které mohou nabývat stavu 1 nebo 0.

Historie

Operační polovodičové paměti typu RAM z tranzistorů se v počítačích používají od 4. generace (konec 60. let) díky vynálezu integrovaných obvodů. Do té doby se jako RAM používaly buď magnetické bubny nebo feritové paměti, které vyvinuli Jay Forrester, Jan A. Rajchman a An Wang na konci 40. let.

Dělení operačních pamětí

U operačních pamětí RAM rozlišujeme podle technologie uchovávání informace na dva základní typy – paměť statickou (SRAM) a dynamickou (DRAM):

  1. SRAM

    2. V případě statické RAM je paměťová buňka tvořena prvkem nabývajícím dvou stavů – bistabilní klopný obvod. Označení statická vychází z toho, že SRAM nevyžaduje periodickou obnovu uložených dat (na rozdíl od DRAM), neboť bistabilní klopný obvod drží svůj stav při připojeném napětí. Tato paměť je sice velmi rychlá a má velmi nízkou spotřebu (stačí i malá baterie), ale zato složitější, tudíž má při stejné hustotě menší kapacitu, a dražší. Dnes se používá hlavně v cache (L1, L2, L3) procesoru pro svou vysokou rychlost.

  2. DRAM

    3. Dynamická paměť RAM se skládá z paměťových buněk tvořených kondenzátorem. Ty je ovšem vybíjí a obsah paměti je třeba občerstvovat opakovaným čtením všech jejích řádků (několik set krát za sekundu). Paměť DRAM je také destruktivní – data se při čtení z paměti vymažou, ale ihned se zase obnoví (uživatel o své data nepřijde). DRAM jsou levnější, mají větší kapacitu a jsou jednodušší na výrobu než SRAM, avšak kvůli neustálému obnovování paměti má větší spotřebu a je pomalejší. V osobních počítačích jsou jako operační paměť používány výhradně paměti DRAM.

Fyzická organizace operační paměti

Paměť RAM do osobních počítačů se prodává ve formě paměťových modulů. Ty také samozřejmě prošly určitým vývojem, ale dnes se používají moduly typu DIMM = dual inline memory module. Na rozdíl od jeho předchůdce SIMM má dvojnásobnou šířku sběrnice (64 bit), neboť má piny na obou stranách modulu. Moduly DIMM se také ještě dále dělí na SDR (= single data rate), které měly dva zářezy jako pojistku, a DDR (= double data rate), které mají pouze jeden zářez pojistky a přenáší data dvakrát rychleji než SDR (přenáší data na náběžné i koncové hraně taktovacího impulsu). Typ DDR má také ještě několik typů (od DDR2 do DDR5), přičemž u každého je rychlost dvojnásobná než u předešlého. Do notebooků se pak ještě používá speciální zmenšený formát SO-DIMM.

Technické parametry operační paměti

  1. Kapacita – udávána v GB, u moderních počítačů se pohybuje většinou v okolí 8–32 GB (minimum pro Windows 11 je 4 GB RAM), s větší pamětí RAM dokáže počítač zpracovat rychle větší objemy dat, pokud je RAM nedostatek a zaplní se, začíná procesor ukládat vše na pevný disk, což počítač značně zpomalí
  2. Konfigurace – udává na kolik modulů je kapacita rozložena, větší rychlost s multi-channel
  3. Pracovní frekvence – udává počet cyklů paměti za sekundu, tudíž její rychlost, uvádí se v MHz, u pamětí DDR4 se pohybuje okolo 3000 MHz
  4. Typ paměti – udává nám, jaký tvar bude mít RAM modul, důležitá zkontrolovat kompatibilita se základní deskou, v současnosti je to nejčastěji DDR4 DIMM, popř. DDR4 SO-DIMM do notebooků
  5. ECC – error correction code (samoopravný kód chyb), technologie umožňující zjistit a opravit chybu při náhodné změně bitu z 1 na 0 (nebo naopak), používáno především u serverů nebo dražších počítačů, paměti s touto funkcí jsou dražší a trochu pomalejší
  6. CAS Latency (CL) – časování RAM, doba, mezi kterou procesor čeká na data z paměti, čím nižší, tím je paměť rychlejší, CAS = Column Address Strobe
  7. Pracovní napětí – nižší hodnota napětí znamená vyšší kvalitu paměti (menší spotřeba)