A számítógép memóriája és tárhelye sokféle formában és méretben létezik: RAM, ROM, SSD, HDD, EFI, gyorsítótár és szalagos biztonsági mentések... De melyik a legfontosabb?
Az első iPhone 2007-ben jelent meg, és 4 GB-tól 8 GB-ig terjedő tárhellyel rendelkezik, ahol minden fájlt, például fényképeket és zenét tároltak. Manapság 512 GB tárhellyel rendelkező Android okostelefont vehet fel, ami 64-szer nagyobb, mint az eredeti iPhone.
A technikában 16 év évszázadok. De ez nem az egész történet. Például a memória és a tárhely hasonló funkciókat – bitek és bájtok védelmét – szolgálja, de eltérően működnek.
Mi a különbség a memória, a tárhely és a gyorsítótár között?
Az emberek a "memória" és a "tárhely" szinonimaként használják. Ez logikus, de téves. A hasonlóság egyértelmű; mindkettő adatokat tárol, és bájtokban mérik, de a használat eltérő.
A tárolás a hosszú távú, nos... Tárolás. Az aktákat ott tárolják, zavartalanul, amíg szükség van rá. Míg a memória (véletlen hozzáférésű memória – RAM) csak azokról az adatokról szól, amelyekhez a számítógépeknek gyorsan hozzá kell férniük. Például a használt fájlok, a megnyitott alkalmazásokkal kapcsolatos adatok és a fontos operációs rendszer-fájlok a rendszermemóriában vannak tárolva. Ez azért van, mert a memória gyorsabb, mint a tárhely. Sajnos drágább is, így a RAM kapacitása kisebb, mint a tárhely.
De megelőzzük magunkat. Magyarázzuk el mindegyiket részletesen.
CPU gyorsítótár
A RAM a véletlen elérésű memóriát jelenti. Mint fentebb kifejtettük, itt tárolják az adatokat, hogy könnyen hozzáférhetők legyenek.
A cache memóriát azonban az 1980-as években hozták létre, mert akkoriban a memória nem volt elég gyors. A gyorsítótár a RAM-hoz hasonlóan működik, de gyorsabban. A sebességtáblázatok élén áll, és közvetlenül a számítógépe köré épülő központi feldolgozó egységbe (CPU) van integrálva.
A gyorsítótár rendkívül gyors, de még a RAM-nál is többe kerül. Apró kapacitásai ezt mutatják. Például a legtöbb számítógép manapság körülbelül 8-32 GB RAM-mal rendelkezik. Ellentétben, a leggyorsabb gyorsítótár, az L1, általában kilobájttal rendelkezik tárhely, míg az L3 gyorsítótár (a legnagyobb) néhány tucat megabájttal töltődik fel (bár egyes CPU-k már több száz megabájtot is elérnek az L3 gyorsítótárral).
Véletlen elérésű memória (RAM)
A tárolt fájl megnyitásakor a RAM-ba másolódik. A jelenleg futó alkalmazások és az operációs rendszer egyes részei is itt találhatók. A RAM-ot az 1940-es évek végén hozták létre, lehetővé téve az adatok tetszőleges sorrendben történő tárolását és visszakeresését – innen ered a "véletlenszerű" név. A RAM „illékony tároló”. A készülék kikapcsolásakor a tartalma törlődik, és az áram leáll.
Sokféle RAM is létezik.
SDRAM
A számítógépek az 1990-es évek óta használnak szinkron dinamikus RAM-ot (SDRAM). Valaki erre gondol, amikor azt mondja, hogy "ennek a számítógépnek 16 GB RAM-ja van".
Sok az eszközök most DDR5 RAM-ot használnak (Double Data Rate 5th Generation memória – az írás idején a legújabb verzió) SDRAM-ként. Ennek ellenére még mindig drága, így a DDR4 továbbra is a mainstream. Még régebbi DDR3 modulokat is találhat a régebbi számítógépekben és telefonokban.
A memóriamodulok két méretben kaphatók: DIMM asztali számítógépekhez és SODIMM laptopokhoz és kis számítógépekhez. A közelmúltban új formai tényezőt, a CAMM-et javasoltak a laptopokhoz. A CAMM-nek vannak előnyei a SODIMM-mel szemben de még nem elterjedt szabvány.
Jelenleg általában kétféle SDRAM létezik: modulos vagy forrasztott. A formai tényezők különböznek, de ugyanúgy működnek.
A forrasztott RAM-ot okostelefonokban, táblagépekben és egyes laptopokban használják. A modern Apple számítógépek is használják forrasztott RAM, mert javíthatja a teljesítményt. A forrasztott RAM-mal rendelkező laptopok tartalmazhatnak egy vagy több memóriahelyet a jövőbeni bővítéshez, de ez gyakran nem így van. A csak forrasztott RAM-ot használó számítógépek nem frissíthetők. Általában a vásárlás során személyre szabhatók, de később nem bővíthetők.
Video RAM (VRAM)
Néha az adatok nagyobb sebességet igényelnek, mint az SDRAM, de a gyorsítótár kapacitásánál többről van szó. A leggyakoribb példa a grafikaigényes feladatok – nehéz játék, videószerkesztés vagy 3D modellezés.
Ezekhez szükség van a találóan elnevezett video RAM-ra (VRAM). A GDDR6X, a jelenleg leggyorsabb típus, 20-szor haladja meg a DDR5 sebességét. A GPU-ba is forrasztva alacsonyabb késleltetést biztosít. Sajnos nem lehet csak úgy vásárolni több VRAM-ot, ahogy be van forrasztva diszkrét grafikus kártyák, nem modulként eladó.
Az integrált GPU-k (iGPU-k) szintén gyakoriak. A CPU-ba integrálva vannak, és kis mennyiségű dedikált VRAM-mal rendelkeznek (megabájt versus gigabájt egy dedikált GPU-hoz). Az integrált GPU-k egységes memóriát használnak, amely a CPU és az iGPU között megosztott SDRAM. A CPU határozza meg, hogy mennyi RAM áll rendelkezésre a grafikus megjelenítéshez, és szükség esetén visszavesz egy részét. Az egyesített memória hátrányai a kisebb sávszélesség és kapacitás.
Nem felejtő RAM (NVRAM)
Azt mondtuk, hogy a RAM ingatag, igaz? De van egy helytelen elnevezés: nem felejtő RAM (NVRAM). Az 1960-as években készült, hátrányai vannak az illékony RAM-hoz képest, így az utóbbi népszerűbb.
Egy nemrégiben "sikeres" NVRAM volt Intel és Micron Optane. A gyorsabb PCIe SSD-nek látszó – és néha úgy is működő – Optane RAM-ként működött meghatározott Intel CPU-kkal. Nem volt olyan gyors, mint az SDRAM, az árakkal és a kapacitással is. A gyártók 2021-ben leállították az Optane-t.
Az NVRAM-nak két – talán másfél – nagyon specifikus típusát használják széles körben. Az elsőt használják UEFI a modern alaplapokban (Az UEFI felváltja a régebbi BIOS-t). Az UEFI-beállításokat az NVRAM tárolja, mivel az betöltődik, mielőtt bármilyen tárhely elérhető lenne. Maga az UEFI egy ROM chipben van tárolva – erről hamarosan bővebben.
A "fél" típus az illékony RAM, amely akkumulátorokat használ, hogy az eszköz kikapcsolt állapotában is áram alatt maradjon. Ez az egyszerűbb feladatokhoz szükséges kis mennyiségű adat tárolására szolgál. Azok az alaplapok, amelyek még mindig a régebbi BIOS-t használják, ezt használják. A kazettákat és/vagy memóriakártyákat használt régebbi játékkonzolok a mentett fájlokat illékony RAM-mal és akkumulátorral tárolják.
Csak olvasható memória (ROM)
Ezeket a játékkazettákat ROM chipeken tárolják, csakúgy, mint az UEFI-t és a BIOS-t. Bármely nem újraírható optikai lemez, például a Blu-ray, szintén egyfajta ROM.
A gyártók azonban itt-ott kiadnak UEFI-frissítéseket. Tehát hogyan „csak olvashatóak”, ha írhatók?
Ezek elektromosan törölhető ROM (EEPROM). Az EEPROM frissítése nagyon lassú és körültekintő folyamatokkal történik. Ennek az az oka, hogy egy hibás UEFI- vagy BIOS-frissítés károsíthatja az alaplapot.
A szokásos ROM-ot is meg kell írni. A részletek ismét a médiától függenek. Például az optikai ROM-ok egyszer írhatók, míg a ROM-chipeknek ipari gépekre van szükségük, majd csak olvashatóvá válnak. A programozható ROM-ok (PROM) olcsóbb eszközökkel is írhatók, ami gyakori a hobbibarátok körében.
Számítógépes tárolás: Cardboardtól felhőbe
Amint azt korábban kifejtettük, a tárolás hosszú távon megőrzi az adatokat. Az első számítógépek perforált kartont használtak erre. Számítógépes programokat tartalmaztak, és gondosan át kellett őket szúrni egy, a gép által olvasható bináris kóddal – ez határozottan nem volt felhasználóbarát.
Mágneses tárolás
A számítógépes tárolás első hatalmas fejlődése az 1950-es években történt, amikor mágnesszalagokat használtak nagyobb mennyiségű adat tárolására.
A mágneses tárolás nagyszerű ötlet volt, ezért a merevlemezek erre épültek. A merevlemez-meghajtók (HDD) az 1960-as évektől napjainkig a számítógépes tárolás fő típusai voltak. De még a legjobb merevlemezek mozgó alkatrészekre van szükség, amelyek az eszközöket sebezhetővé teszik a sérülésekkel és az ütközési sebességgel szemben.
Flash memória, például szilárdtestalapú meghajtók (SSD), mindkét problémát megoldja. A szilícium chipekből, például a RAM-ból készült ilyen típusú tárolók elektromosan olvasnak és írnak adatokat.
Külső tárhely: adatok útközben
Az összes adathordozót belső tárolónak nevezzük: a számítógépben tárolt és csak ott használt cuccokat. De időnként mindenkinek adatot kell vinnie valahova.
A külső tárhely valójában olyan régi, mint maguk a számítógépek. Egy nyílásba perforált kártyák kerültek, tehát technikailag kivehető tároló. A szalagok állandó adatokat tudtak tárolni, de a merevlemezek nem sokkal később megjelentek, és sokkal jobbak voltak. A szalagot olcsóbban gyártották, és a kisebbek is népszerűvé váltak külső adathordozóként.
Először floppy lemezekre cserélték. Az optikai meghajtóknak kellett volna lenniük a következő lépésnek, de az újraírható verziók túl drágák voltak.
Így az ügyfelek gyorsan áttértek a flash tárhelyre. Pendrive-ok és külső HDD-k vagy SSD-k – ugyanazok, mint belső társaik, de USB-vel.
A felhőalapú tárhely felváltja a flasht külső adathordozóként. Mivel azonban állandó internetkapcsolatra van szüksége, nem helyettesíti teljesen a hordozható külső tárolót.
Biztonsági mentés tárhely
Végül van biztonsági mentés. Úgy működik, mint bármely más tárolótípus – az adathordozók ugyanazok. A különbség szándékos: a biztonsági mentés hibabiztos.
A belső biztonsági mentést – amikor a belső tárhely két vagy több lemez valós időben történő másolása – a legtöbb ember nem használja széles körben, de létfontosságú a vállalkozások számára. Elterjedtebbek a külső biztonsági mentések, például az USB HDD-k vagy SSD-k, a hálózathoz csatolt tárolók (NAS), sőt a felhőmegoldások is.
Azok a cégek, amelyeknek óriási tartalékredundanciára van szükségük, gyakran „hidegmentés”-hez folyamodnak. Ez ritkábban fordul elő, és használaton kívül a tároló le van választva a számítógépekről. Érdekes módon a „katasztrófa-helyreállításban” használt mágnesszalag ma is elterjedt.
A gyorsítótár, a tárhely és a memória mind különböző szerepet tölt be
A gyorsítótár, a memória és a tárhely különböző, de létfontosságú szerepet tölt be a számítógép működésében. A jövőben valószínűleg ezen memóriatípusok kapacitása növekedni fog, és az ezzel kapcsolatos kutatás versenyképes terület.
