Arbeitsspeicher in Computern

Arbeitsspeicher sind Speichermodule der Computer. Sie speichern alle kurt zeitigen Anwendungen.
Im Gegensatz zum Festspeicher, wie Festplatten oder Speicherkarten (SD-,Compact flash-Karten, UBS-Stick) gehen beim Arbeitsspeicher alle Daten verloren wenn die Spannung abgestellt wird.

Ich werde nun im folgenden auf den Aufbau, die Funktionsweise, Arten, auf die Verbesserungsmöglichkeiten des Arbeitsspeichers eingehen und einige Begriffe erklären.

Arbeitsspeicher werde auch RAM genannt, dies bedeutet Random Access Memory, was soviel bedeutet wie allgemeiner-Zugriffs Speicher. Der Moderne RAM heißt eigentlich RWRAM (read-write random access memory, also schreib-Lese-RAM) aber der versuch diesen Namen zu etablieren scheiterte.

Auf den RAM kann jedes Programm frei zugreifen. Seine Matrix entspricht einer Tabelle mit Zeilen und Spalten. Bei den meisten modernen Speichern ist der Adresscodierer, der die Position der gespeicherten Information Speichert und der Schreib-/Leseschaltkreis auf dem RAM-Riegel direkt angebracht.

Der Datenweg in einem Computer für zu 99% immer über den Arbeitsspeicher, die CPU (central processing Unit, (Haupt)Prozessor) hat zwar einen eignen ,sehr kleinen, Arbeitsspeicher (Cache) von 1kb bis zu 6150kb, aber dieser wird hauptsächlich für Anwendungen der CPU selbst genutzt. Nur sehr selten können Programme ausschließlich über den CPU Cache laufen.
Der RAM wird über den FSB (Front Side Bus) mit den Restlichen Computer verbunden.

Der FSB steuert als Schnittstelle Zwischen CPU und Northbridge die den Takt aller Komponenten vorgibt.
Die Northbridge, teils auch Memory Controller Hub (Speicher Kontrollknotenpunkt) befindet sich auf dem Mainboard und bildet mit der Southbridge den Chipsatz des Mainboard. Bei modernen Mainboards ist die Southbridge in der Northbridge intrigiert.

Die ersten RAM´s waren die SIMM´s (Single Inline Memory Module) Dieses hat nur eine Reihe von Leitungen, jede davon ist auf beiden Seiten durch einen Kontakt vertreten.
Dann kamen DIMM´s (Dual In-line Memory Module) aus denen sich die Double Data Rate 1,2,3 (DDR1,2,3) Arbeitsspeicher der heutigen Zeit entwickelten. Small Outline Dual In-line Memory Module (SO-DIMM´s) werden in Notebooks für geringen Strom und Platzverbrauch gebaut. Die neuen Arbeitsspeicher wie RDX- DIMM´s werden noch nicht für PC verkauft aber man findet sie schon in Sonys Playstation 3, sie haben schnelleren Zugriff ihre Größe verändert sich aber kaum zu aktuellen Modellen.

Die Geschwindigkeit eines Arbeitsspeicher wird in den Taktzyklen pro Sekunde berechnet.
Ein weiterer wichtiger Aspekt sind die Timing´s die die Zeiten von verschiedenen Aufgaben des RAM aussagen. Hier dazu ein Beispiel :
Das Kingston HyperX DIMM 2 GB DDR2-1066 Kit
hat Timing´s von : 5 5 5 15

CAS Latency (CL) 5
RAS-to-CAS-Delay (tRCD) 5
RAS-Precharge-Time (tRP) 5
Row-Active-Time (tRAS) 15

CAS Latency (CL): Zeitdauer zwischen einem Lesekommando und dem Erhalt der Lesedaten

RAS-to-CAS-Delay (tRCD): (minimale) Zeitdauer zwischen der Aktivierung einer Zeile / einer Bank und der Absendung eines Lese- oder Schreibkommandos.

RAS-Precharge-Time (tRP): (minimale) Zeitdauer zwischen der Deaktivierung einer Zeile / einer Bank und der erneuten Aktivierung einer Zeile in derselben Bank.

Row-Active-Time (tRAS): Zeitdauer, die zwischen zwei aufeinander folgenden Aktivierungen zweier beliebiger Zeilen in derselben Bank verstrichen sein muss. Der Wert entspricht weitgehend der Summe der Parameter tRAS und tRP und beschreibt somit die minimal notwendige Zeit, um eine Speicherzeile
aufzufrischen.

Bei DDR-SDRAM gibt es Chips mit einer CL von 2, 2,5 oder 3 Takten Dauer, weshalb man für den CL Parameter zwei Ziffern benötigt (3033 steht für 3,0 – 3 – 3).

Wenn man den Arbeitsspeicher übertakten (verbessern) will kann man ihn nicht komplett vom FSB der CPU trennen! Erhöht man diesen um z.B. 1MHz so erhöht sich auch der:Speicher-FSB um 1MHz, jedenfalls bei SD-Ram. DDR-Speicher z.B. profitiert doppelt und steigt um 2MHz. Es muß hier darauf geachtet:werden das man den FSB nicht zu hoch einstellt und damit den Speicher überfordert. Billig-Speicher kann nicht wesentlich über seine:vorgegeben Spezifikationen hinaus betrieben werden. Bessere Ergebnisse erzielt man mit Marken-Produkten, wie Infinion, Apacer,:Corsair usw.! Wenn der Speicher durch das übertakten instabil wird, kann man die Spannung für den Arbeitsspeicher auch im BIOS erhöhen. Wird das Speicher-Modul zu heiß kann man diese auch mit entsprechenden Komponenten passiv kühlen.

Wenn man sich einen weiteren RAM-Stick kaufen will um seinen Arbeitsspeicher zu verbessern sollte man beachten das man ein von den Hauptherstellern kauf, (RAM-sticks sollten immer identisch sein und vom gleichen Hersteller kommen). Die Haupthersteller sind Nayna, Elpida, Hynix, Micron Technology, Promos, Powerchip, Oimonda (Vertrieb auch als Vertrieb auch als Marke „Aeneon“, ehemalig Infineon/Siemens), Samsung und FOS-Systems.

Diese Hersteller teilen sich 97 Prozent Marktanteil. Anbieter von Speichermodulen, wie Corsair, Kingston, MDT, OCZ, A-Data etc. (sogenannte Third-Party-Hersteller) kaufen Chips bei den größen Herstellern und löten diese auf ihre Platinen, wofür sie ein eigenes Layout entwerfen. Außerdem programmieren sie die SPD-Timings gemäß ihrer eigenen Spezifikationen, die durchaus „spitzer“ eingestellt sein können als die der Originalhersteller. Bei den Third-Party-Herstellern besteht die Gefahr das das BISO den Betrieb verweigert weil die Hersteller zwischenzeitlich andere Chips auf seine Module lötet.