Tento oddíl encyklopedie se věnuje technologiím pro uchovávání dat. V počítačové architektuře dělíme paměti podle jejich rychlosti, ceny a schopnosti udržet data bez napájení. Bez efektivního ukládání dat by ani ten nejrychlejší procesor neměl co zpracovávat.

—

RAM (Random Access Memory) je paměť s náhodným přístupem, která slouží jako pracovní prostor pro běžící procesy a operační systém.

* SRAM (Static RAM): Každý bit je uložen v obvodu tvořeném několika tranzistory (typicky 6). Je extrémně rychlá, ale drahá a rozměrná.

• Využití: Cache procesoru (L1, L2, L3).

* DRAM (Dynamic RAM): Bit je uložen jako náboj v miniaturním kondenzátoru. Protože náboj vyprchává, musí se paměť tisíckrát za sekundu obnovovat (refresh). Je levnější a umožňuje vysokou hustotu dat.

• Využití: Moduly operační paměti v PC.

Standard DDR umožňuje přenášet data na vzestupné i sestupné hraně hodinového signálu. * DDR4: Standard posledních let, nízká spotřeba (1.2V), frekvence až 3200+ MHz. * DDR5: Přináší vyšší hustotu a vestavěnou korekci chyb (On-die ECC). Napětí kleslo na 1.1V.

* Kapacita: Udává se v GB. Dnešní minimum pro kancelář je 8 GB, pro hry 16–32 GB. * Frekvence: Rychlost přenosu (MHz/MT/s). Ovlivňuje propustnost dat. * Latence (CAS Latency): Doba, za kterou paměť odpoví na požadavek procesoru. Čím nižší CL, tím lépe. * Dual/Quad Channel: Zapojení dvou nebo více modulů pro zdvojnásobení šířky datové sběrnice.

—

Úložiště jsou zodpovědná za trvalé uchování dat (Persistence).

Klasické mechanické disky využívající magnetický zápis na rotující plotny. * Mechanika: Čtecí hlavy „létají“ na vzduchovém polštáři pár nanometrů nad plotnou. * Silné stránky: Nejnižší cena za 1 TB, vhodné pro velká archivy a video. * Slabiny: Extrémní náchylnost na nárazy, vysoká latence (čekání na otočení plotny).

Paměťová média bez pohyblivých částí, založená na technologii NAND Flash. * SLC vs. MLC vs. TLC vs. QLC: Rozlišení podle toho, kolik bitů je uloženo v jedné buňce. Více bitů = nižší cena, ale kratší životnost a rychlost. * Wear Leveling: Inteligentní algoritmus, který rozkládá zápis rovnoměrně po celém disku, aby se buňky „neopotřebovaly“ na jednom místě.

* SATA III: Starší standard s limitem cca 560 MB/s. Dnes pro levná SSD a HDD. * NVMe (PCIe): Moderní protokol navržený přímo pro bleskové SSD. Připojuje se přes slot M.2.

• PCIe 4.0/5.0: Dosahuje rychlostí přes 7 000 – 12 000 MB/s.

—

V profesionální sféře se řeší, co se stane, když paměť selže.

Technologie spojování více disků do jednoho logického celku. * RAID 0 (Striping): Rozdělení dat na dva disky. Extrémní rychlost, ale při poruše jednoho přijdete o vše. * RAID 1 (Mirroring): Zrcadlení. Data jsou na obou discích stejná. Bezpečné, ale drahé. * RAID 5/6: Kombinace rychlosti a bezpečnosti pomocí paritních výpočtů.

Speciální typ RAM paměti, která dokáže detekovat a opravit bitové chyby způsobené např. kosmickým zářením. Nezbytné pro servery a vědecké výpočty.

Monitorovací systém uvnitř disků, který sleduje počet hodin v provozu, teplotu a počet vadných sektorů. Slouží k predikci selhání disku.

—

* DNA Storage: Experimentální ukládání dat do sekvencí DNA (obrovská hustota, výdrž tisíce let). * Holografické paměti: Zápis dat v celém objemu média, nikoliv jen na povrchu. * PRAM / MRAM: Snaha spojit rychlost RAM s trvanlivostí SSD do jednoho typu „univerzální paměti“.

Související články:

• Procesor a jeho architektura
• Základní deska a sběrnice
• Šifrování dat na disku

Tagy: hw ram ssd hdd memory storage raid ddr5 nvme