Obsah
RAM (Random Access Memory)
RAM je volatilní paměť, což znamená, že po odpojení napájení se všechna uložená data ztratí. Je řádově rychlejší než nejmodernější SSD disky a hraje klíčovou roli ve výkonu systému od Linuxových serverů až po mobilní telefony.
1. Jak RAM funguje? (Fyzikální princip)
Moderní RAM (typu DRAM - Dynamic RAM) se skládá z milionů paměťových buněk. Každá buňka je tvořena jedním tranzistorem a jedním kondenzátorem.
- Kondenzátor: Uchovává elektrický náboj, který reprezentuje bit (1 nebo 0).
- Tranzistor: Funguje jako spínač, který umožňuje čtení nebo změnu stavu kondenzátoru.
- Obnova (Refresh): Protože kondenzátory přirozeně ztrácejí náboj, musí být RAM tisíckrát za sekundu „osvěžena“, aby data nezmizela.
2. Klíčové parametry výkonu
Při výběru nebo analýze RAM jsou důležité dva hlavní faktory:
Propustnost (Rychlost/Frekvence)
Udává se v megatransferech za sekundu (MT/s), dříve chybně označováno jako MHz.
- Např. DDR4-3200 nebo DDR5-6000. Vyšší frekvence umožňuje procesoru rychleji přenášet velké objemy dat.
Latence (Časování - CL)
Udává zpoždění mezi požadavkem CPU a momentem, kdy RAM data skutečně poskytne.
- Udává se v počtu cyklů (např. CL16). Nižší číslo znamená rychlejší reakci, což je kritické pro hraní her a interaktivní aplikace.
3. Evoluce: Od DDR po DDR5
Technologie DDR (Double Data Rate) umožňuje přenášet data dvakrát během jednoho hodinového cyklu.
| Generace | Max. Kapacita (na modul) | Typické rychlosti | Hlavní vylepšení |
|---|---|---|---|
| DDR3 | 8 - 16 GB | 800 - 2133 MT/s | Starší standard, vyšší spotřeba. |
| DDR4 | 32 - 64 GB | 2133 - 4800 MT/s | Standard dneška, nižší napětí (1.2V). |
| DDR5 | 128+ GB | 4800 - 8400+ MT/s | On-die ECC, vyšší hustota, dva kanály na modul. |
4. Softwarová správa RAM
Operační systém (např. FreeBSD nebo Linux) nenechává RAM zahálet.
- Virtual Memory (Virtuální paměť): OS mapuje paměťové adresy tak, aby si každá aplikace myslela, že má celou RAM pro sebe. Tím je zajištěna bezpečnost (aplikace si navzájem nečtou data).
- Disk Caching: Pokud je RAM volná, Linux v ní uchovává data z disku, která byste mohli potřebovat. Proto se často zdá, že je RAM „plná“, i když je ve skutečnosti jen efektivně využitá.
- Komprese (zRam): Algoritmy jako LZ4 dokáží komprimovat data přímo v RAM, čímž ušetří místo a oddálí nutnost zápisu na pomalý disk (Swap).
5. ECC RAM (Error Correction Code)
V serverech a kritických systémech se používá ECC RAM. Ta obsahuje extra bity, které umožňují detekovat a opravit náhodné chyby způsobené např. kosmickým zářením (bit flip).
- Bez ECC může bit flip způsobit pád systému (Kernel Panic) nebo poškození dat v souborovém systému ZFS.
—
Zajímavost: Bill Gates prý v roce 1981 řekl: „640 KB paměti by mělo stačit každému.“ I když je tento citát pravděpodobně apokryfní, ilustruje neuvěřitelný skok k dnešním stovkám gigabajtů v běžných pracovních stanicích.