Vysvětlete různé typy paměti a úložiště v počítači

První iPhone byl uveden na trh v roce 2007 a měl mezi 4 GB a 8 GB úložného prostoru – kde byly uloženy všechny soubory, jako jsou fotografie a hudba. Dnes si můžete koupit Android smartphone s 512 GB úložištěm, což je 64krát více než úložiště prvního iPhonu.

V rychle rostoucím technologickém světě je 16 let jako století. Ale to není celý příběh. Například paměť a úložiště mají podobné funkce – ochranu bitů a bajtů – ale jsou to technologie, které fungují jinak. Zobrazit Jaký je rozdíl mezi RAM a mezipamětí?

Jaký je rozdíl mezi pamětí, úložištěm a mezipamětí?

Mnoho lidí používá termíny „paměť“ a „úložiště“ jako synonyma. To je však normální, ale nesprávné. Podobnost je zřejmá. Oba uchovávají data a měří se v bajtech, ale způsob jejich použití se liší.

Úložiště se zaměřuje na dobré a dlouhodobé uchování dat. Soubory jsou nerušené, dokud nejsou potřeba. Zatímco paměť (Random Access Memory – RAM) je o datech, ke kterým potřebují počítače rychle a často přistupovat. V systémové paměti jsou uchovávány například použité soubory, informace o otevřených aplikacích a důležité soubory operačního systému. Je to proto, že paměť je rychlejší než úložiště. Bohužel je také dražší, takže kapacita RAM je menší než úložiště.

Pojďme si je všechny podrobně vysvětlit.

CPU cache

Vysvětlení různých typů paměti a úložiště v počítači - Vysvětlení

Memory je zkratka pro Random Access Memory (RAM). Jak je popsáno výše, zde jsou data uložena, aby byla snadno dostupná.

Keš však vznikla v 80. letech minulého století, protože paměť v té době nebyla dostatečně rychlá. Cache funguje podobně jako RAM, ale rychleji. Je na vrcholu žebříčku rychlosti a je zabudován přímo do centrální procesorové jednotky (CPU), kolem níž je postaven váš počítač.

Cache je velmi rychlá, ale stojí více než RAM. I přes svůj nízký věk ukazuje své schopnosti. Například většina dnešních počítačů má zhruba 8-32 GB RAM. Naproti tomu nejrychlejší L1 cache (nejmenší) má obvykle několik kilobajtů úložného prostoru, zatímco (největší) L3 cache má velikost kolem desítek megabajtů (ačkoli některá CPU mají nyní stovky MB L3 cache).

RAM

Uložený soubor se při otevření zkopíruje do paměti RAM. Jsou zde také aktuálně spuštěné aplikace a některé součásti operačního systému. Paměť s náhodným přístupem, vytvořená koncem 40. let 20. století, umožňuje ukládat a načítat data v libovolném pořadí – odtud název „random“. RAM s „volatilním úložištěm“. Obsah se vymaže, když se zařízení vypne a přestane proudit energie.

Existuje také mnoho typů paměti RAM.

SDRAM

Vysvětlení různých typů paměti a úložiště v počítači - Vysvětlení

Počítače používají synchronní dynamickou náhodnou paměť (SDRAM) od 90. let minulého století. To je to, co někdo myslí, když řekne: „Tento počítač má 16 GB RAM.“

Také číst  7 filmových mistrovských děl, která nepřestávají uchvacovat generace

SDRAM je založena na mikrosynchronizačním systému, který umožňuje synchronizaci přenosu dat s taktovací frekvencí procesoru a tím se zvyšuje rychlost přenosu dat mezi pamětí a procesorem. Vyznačuje se také vyšší kapacitou úložiště a nabízí rychlejší odezvu procesoru.

Mnoho zařízení nyní používá DDR5 RAM (Dual Data Rate 5th Generation – nejnovější verze v době psaní článku) jako SDRAM. Je to však stále drahé, takže DDR4 zůstává normou. Starší moduly DDR3 najdete i ve starších počítačích a telefonech.

Paměti SDRAM jsou k dispozici ve dvou velikostech: DIMM pro stolní počítače a SODIMM pro notebooky a mini PC. Nedávno byl pro notebooky navržen nový tvarový faktor CAMM. CAMM má oproti SODIMM výhody, ale zatím není rozšířeným standardem.

Nyní obvykle existují dva typy SDRAM: diskrétní nebo pájené. Tvarové faktory jsou různé, ale fungují stejně.

Pájená RAM se používá v chytrých telefonech, tabletech a některých noteboocích. Novější počítače Apple také používají připájenou paměť RAM, protože může zlepšit výkon. Notebooky s připájenou RAM mohou mít jeden nebo více paměťových slotů pro rozšíření v přijímači, ale často tomu tak není. Pouze pájené počítače nemohou upgradovat paměť. Obvykle je lze upravit při nákupu, ale později je nelze rozšířit. Přejděte na Jak najdu kompatibilní RAM pro svou základní desku?

video paměť (VRAM)

Data někdy vyžadují vyšší rychlosti než SDRAM, ale je toho víc než jen kapacita mezipaměti. Nejčastějším příkladem jsou graficky náročné úlohy – náročné hraní her, střih videa nebo 3D modelování.

Jakou video paměť (VRAM) potřebujete. GDDR6X, aktuálně nejrychlejší typ, překonává rychlosti DDR5 asi 20krát. Je také připájen ke grafické kartě, což umožňuje nižší latenci pro ukládání dat pro grafiku, obrázky a videa zobrazovaná na obrazovce. Bohužel již nelze přidat VRAM, protože je připájena na samostatné grafické karty a neprodává se jako modulární jednotky.

Běžné jsou také integrované grafické karty (iGPU). Je zabudován do CPU a má malé množství vyhrazené paměti VRAM (megabajty vs. gigabajty u vyhrazeného GPU). Integrované grafické karty využívají unifikovanou paměť, což je SDRAM sdílená mezi CPU a iGPU. CPU omezuje množství paměti RAM dostupné pro grafiku a podle potřeby část uvolňuje. Nevýhody sjednocené paměti jsou její malá šířka pásma a kapacita.

VRAM se používá v moderních grafických kartách, které vyžadují grafické zpracování s vysokým rozlišením, jako jsou hry, design a grafické aplikace, a lze je také použít v displejích a televizorech, které vyžadují vysoce kvalitní video a grafiku. Podívejte se, jak zvýšit vyhrazenou video paměť (VRAM) ve Windows 10.

Také číst  The Last of Us: Vaše otázky zodpovězeny

NVRAM

Neříkali jsme, že RAM je nestálá? Existuje však další technologie: NVRAM. Vytvořený v 60. letech 20. století má nevýhody ve srovnání s nestálou RAM, takže ta druhá je populárnější.

Posledním úspěšným typem NVRAM byl Optane od Intelu a Micronu. Optane vypadá – a někdy se i chová – jako rychlejší PCIe SSD – jako RAM s vybranými procesory Intel. Nebyl tak rychlý jako SDRAM, s různými cenami a kapacitami také. Výrobci ukončí výrobu Optane v roce 2021.

V širokém měřítku se používají dva – možná jeden a půl – velmi specifické typy NVRAM. První se používá s UEFI na moderních základních deskách (UEFI nahrazuje starší BIOS). Nastavení UEFI jsou uložena v NVRAM, protože jsou načtena dříve, než je k dispozici úložný prostor. Samotné UEFI je uloženo v ROM – více o tom brzy.

„Poloviční“ typ je RAM s dlouhou výdrží, která využívá baterie k udržení napájení, když je zařízení vypnuté. Ty se používají k uchování malého množství dat potřebných pro jednodušší úkoly. Zjistíte, že tento typ používají základní desky, které stále používají starší BIOS. Starší herní konzole, které používají cartridge a/nebo paměťové karty, ukládají soubory s dlouhotrvající RAM a baterií.

Rom

Tyto herní kazety jsou uloženy na čipech ROM, jako je UEFI a BIOS. Jakýkoli nepřepisovatelný optický disk, jako je Blu-ray, je také typem paměti ROM.

Tu a tam ale výrobci vydají aktualizace UEFI. Jak je to „pouze pro čtení“, když to lze zapisovat?

Jedná se o elektricky mazatelnou paměť pouze pro čtení (EEPROM). Aktualizace EEPROM se provádějí velmi pomalými a přesnými procesy. Aktualizace UEFI nebo BIOSu totiž může poškodit základní desku.

Musí být také zapsána obvyklá ROM. Detaily opět závisí na použitém médiu. Například optická ROM může být zapsána pouze jednou, zatímco čipové ROM vyžadují průmyslové stroje a poté se stanou pouze pro čtení. Programmable ROM (PROM) je zapisovatelná levnějším hardwarem a je oblíbená mezi fandy.

Počítačové úložiště: od papírových úložných boxů po cloud

Jak již bylo vysvětleno dříve, úložiště je o dlouhodobém uchovávání dat. První počítače k ​​tomuto účelu používaly perforovaný papír. Obsahovaly počítačové aplikace a musely být pečlivě proraženy strojově čitelným binárním kódem – rozhodně ne uživatelsky přívětivý.

magnetické úložiště

Vysvětlení různých typů paměti a úložiště v počítači - Vysvětlení

První velký vývoj v oblasti ukládání dat přišel v 50. letech 20. století, kdy se k ukládání většího množství dat používaly magnetické pásky.

Magnetické úložiště byl skvělý nápad, takže na něj byly postaveny pevné disky. Pevné disky (HDD) byly hlavním typem počítačových úložišť od 60. let 20. století až do současnosti. Ale i ty nejlepší pevné disky potřebují pohyblivé části, které činí hardware náchylnější k opotřebení a rychlosti.

Také číst  Co je to karta eMMC a jak si stojí v porovnání s jinými paměťovými médii?

Flash paměti, jako jsou disky SSD (Solid State Drive), řeší oba problémy. Tento typ úložiště, vyrobený z křemíkových čipů, jako je RAM, čte a zapisuje data elektricky. Podívejte se na výhody a nevýhody používání cloudového úložiště pro práci na dálku.

Externí úložiště: data na cestách

Všechna tato média se nazývají interní úložiště: věci jsou uchovávány v počítači a používány pouze tam. Každý si ale potřebuje čas od času vzít data s sebou.

Externí úložiště je vlastně staré jako počítače samotné. Děrné štítky se vkládaly do slotu tak, aby je bylo možné technicky vyjmout. Pásky mohou ukládat trvalá data, ale pevné disky přišly brzy poté a byly mnohem lepší. Výroba pásky byla levnější a stala se menší a populárnější jako externí médium.

Nejprve jej nahradily diskety. Dalším krokem měly být optické mechaniky, ale přepisovatelné verze byly drahé.

Zákazníci proto rychle přešli na flash úložiště. USB disky a externí pevné disky nebo externí SSD: Stejné jako jejich interní protějšky, ale s podporou USB.

Cloudové úložiště nahrazuje USB disky jako externí médium. Vzhledem k tomu, že však potřebuje trvalé připojení k internetu, zcela nenahradí přenosné externí úložiště. Podívejte se na Forget Cloud Storage: Proč byste měli přejít na místní zálohování.

Záložní úložiště

Vysvětlení různých typů paměti a úložiště v počítači - Vysvětlení

Nakonec je tu úložiště pro zálohy. Funguje stejně jako jakýkoli jiný typ úložiště: média jsou stejná. Rozdíl je v tom, k čemu slouží: k udržení bezchybných záloh.

Interní zálohování – když se interní úložiště skládá ze dvou nebo více disků, které se kopírují v reálném čase – většina lidí běžně nepoužívá, ale pro podniky je zásadní. Oblíbenější jsou externí zálohy, jako jsou USB disky nebo externí SSD, Network Attached Storage (NAS) a dokonce i cloudová řešení.

Společnosti, které potřebují obrovské množství záloh, se často uchylují ke „studené zálohování“. To se stává poměrně často a svazek se odpojí od počítačů, když se nepoužívá. Kupodivu, magnetická páska používaná při „obnovení po katastrofě“ je dnes stále běžná. Podívejte se na správný způsob zálohování externích disků na WD NAS.

Mezipaměť, úložiště a paměť hrají různé role

Mezipaměť, paměť a úložiště hrají různé, ale zásadní role při udržování hladkého chodu počítače. V budoucnu pravděpodobně uvidíme zvýšení kapacity pro všechny tyto typy paměti a výzkum a vývoj v této oblasti je vysoce konkurenceschopný. Nyní můžete vidět digitální prostory, které je třeba zorganizovat, abyste odstranili nepořádek a zvýšili svou produktivitu.