RAM

Những vấn đề xung quanh RAM (Phần 1)

RAM là nơi hệ điều hành, ứng dụng lưu trữ dữ liệu để CPU có thể nhanh chóng truy xuất. Tăng dung lượng RAM đồng nghĩa với việc giảm số lần CPU phải lấy dữ liệu từ Hard Disk, một quá trình mất nhiều thời gian hơn đọc dữ liệu trực tiếp từ RAM.  Thực chất RAM là gì?RAM viết tắt của cụm từ Random Access Memory, là bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên. RAM là nơi lưu trữ các chỉ lệnh của CPU, những ứng dụng đang hoạt động hay những dữ liệu mà CPU cần.Cấu trúc chung của một thanh RAMKhác với bộ nhớ truy xuất tuần tự, chúng ta có thể hiểu về bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên qua ví dụ sau: có 100 ô nhớ được đánh địa chỉ từ 1 đến 100. Với cách truy xuất tuần tự, muốn lấy dữ liệu từ ô nhớ thứ 99, chúng ta cần phải truy cập tuần tự từ ô nhớ thứ 1, 2, 3… cho đến ô nhớ thứ 99. Nhưng với phương thức truy xuất ngẫu nhiên, có thể truy xuất ngay đến ô nhớ thứ 99 mà không cần phải qua các ô nhớ trước đó.Máy tính cá nhân cần 1 lượng RAM nhất định cho mỗi ứng dụng, càng nhiều ứng dụng bạn mở, lượng RAM cần dùng càng nhiều. Vậy điều gì sẽ xảy ra khi RAM đầy. Rất may là hệ điều hành của chúng ta được thiết kế để xử lý trường hợp này. Khi Ram gần đầy hệ điều hành sẽ lấy bớt 1 phần dữ liệu từ RAM và ghi vào ổ cứng, thường là phần ít được dùng nhất. Phần HDD dùng để ghi dữ liệu tạm thời này được gọi là PAGE FILE hay SWAP FILE dịch sang tiếng Việt có nghĩa là “Tập tin tráo đổi”. RAM của chúng ta vì thế sẽ không bao giờ bị đầy nhưng cái giá phải trả sẽ là việc hệ thống hoạt động ì ạch vì CPU phải lấy quá nhiều dữ liệu từ ổ cứng. Một câu hỏi được đặt ra là vì sao máy tính của chúng ta không phải là một cỗ máy chỉ có RAM thay luôn cho chức năng của ổ cứng (vì RAM có tốc độ truy xuất rất nhanh). Lý do rất đơn giản là RAM bị mất dữ liệu sau khi tắt máy và hơn thế nữa, giá thành của RAM quá đắt trong việc dùng để lưu trữ dữ liệu lên đến hàng trăm GB trong các máy tính ngày nay.Cách tính dung lượng của memory (RAM)Thông thường RAM có hai chỉ số, ví dụ, 32Mx4. Thông số đầu biểu thị số hàng (chiều sâu) của RAM trong đơn vị Mega Bit, thông số sau biểu thị số cột (chiều ngang) của RAM. 32x4 = 32 MegaBit x 4 cột = 128 Mega Bit = 128/8 Mega Bytes = 16MB. Có nhiều bạn có thể lầm tưởng thông số đầu là Mega Bytes nhưng kỳ thực các hãng sản xuất mặc định nó là Mega Bit, bạn nên lưu nhớ cho điều này khi mua RAM. Ví dụ, 32Mx64 RAM tức là một thanh RAM 256MB.Những thuật ngữ thông dụng cần biếtKhi chọn RAM, ngoài việc chú ý tốc độ, sức chứa, ta phải coi số Pin của nó. Thông thường số Pin của RAM là (tuỳ vào loại RAM): 30, 72, 144, 160, 168, 184 pins.SIMM (Single In-Line Memory Module): Ðây là loại giao tiếp ra đời sớm. RAM dùng cho khe cắm dạng SIMM và có hai loại hoặc là 30 pins hoặc là 72 pins. Người ta hay gọi rõ là 30-pin SIMM hoặc 72-pin SIMM. Loại RAM (có giao tiếp qua khe SIMM) này thường tải thông tin mỗi lần 8bit, sau đó phát triển lên 32bits. Bạn cũng không cần quan tâm lắm đến cách vận hành của nó, nếu ra ngoài thị trường bạn chỉ cần nhận dạng SIMM khi nó có 30 hoặc 72 pins. Loại 72-pin SIMM có chiều rộng 41/2" trong khi loại 30-pin SIMM có chiều rộng 31/2".DIMM (Dual In-line Memory Modules): Cũng gần giống như loại SIMM nhưng RAM cắm khe dạng DIMM có số pins là 72 hoặc 168. Một đặc điểm khác để phân biệt RAM DIMM với RAM SIMM là cái chân (pins) của RAM SIMM dính lại với nhau tạo thành một mảng để tiếp xúc với khe cắm trên bo mạch chủ trong khi RAM DIMM có các chân hoàn toàn cách rời độc lập với nhau. Một đặc điểm phụ nữa là RAM DIMM được cài đặt thẳng đứng (ấn miếng RAM thẳng đứng vào khe cắm) trong khi RAM SIMM thì ấn vào nghiêng khoảng 45 độ. Thông thường loại 30 pins tải data 16bit, loại 72 pins tải data 32bit, loại 144 (cho notebook) hay 168 pins tải data 64bit.Một trong những loại DIMM-RAMCACHE MEMORY: Là loại bộ nhớ có dung lượng rất nhỏ (thường nhỏ hơn 1MB) và chạy rất nhanh (gần như tốc độ của CPU). Thông thường thì Cache Memory nằm gần CPU và có nhiệm vụ cung cấp những dữ liệu thường (đang) dùng cho CPU. Sự hình thành của Cache là một cách nâng cao hiệu quả truy cập thông tin của máy tính mà thôi. Những thông tin bạn thường dùng (hoặc đang dùng) được chứa trong Cache, mỗi khi xử lý hay thay đổi thông tin, CPU sẽ dò trong Cache Memory trước xem có tồn tại hay không, nếu có, nó sẽ lấy ra dùng lại còn không thì sẽ tìm tiếp vào RAM hoặc các bộ phận khác. Lấy một ví dụ đơn giản là nếu bạn mở Microsoft Word lên lần đầu tiên sẽ thấy hơi lâu nhưng mở lên lần thứ hai thì nhanh hơn rất nhiều vì trong lần mở thứ nhất các lệnh (instructions) để mở Microsoft Word đã được lưu giữ trong Cache, CPU chỉ việc tìm nó và dùng lại thôi.Lý do Cache Memory nhỏ là vì nó rất đắt tiền và chế tạo rất khó khăn bởi nó gần như là CPU (về cấu thành và tốc độ). Thông thường Cache Memory nằm gần CPU, trong nhiều trường hợp Cache Memory nằm trong con CPU luôn. Người ta gọi Cache Level 1 (L1), Cache Level 2 (L2)... là do vị trí của nó gần hay xa CPU. Cache L1 gần CPU nhất, sau đó là Cache L2...BUS: Gồm nhiều dây dẫn điện nhỏ gộp lại, là hệ thống hành lang để dẫn dữ liệu từ các bộ phận trong máy tính (CPU, memory, IO devices). BUS có chứa năng như hệ thống ống dẫn nước, nơi nào ống to thì nước sẽ chạy qua nhiều hơn, còn sức nước mạnh hay yếu là do các bộ phận khác tạo ra. FSB (Front Side Bus) hành lang chạy từ CPU tới main memory. BSB (Back Side Bus) hành lang chạy từ memory controller tới L2 (Cache level 2).Các loại RAM thông dụngRAMBUS: Là loại RAM tốc độ cao tử 400 – 800MHZ nhưng bus width lại chỉ là 16 bit. Hay còn gọi là RDRAM (Rambus Dynamic Ram).Một loại RAMBUSSDR-SDRAM: Single Data Rate Synchronous Dynamic RAM là loại RAM chỉ chuyển được 1 bit dữ liệu trong 1 xung nhịp. Được sử dụng rộng rãi từ những năm 1990.Một trong những lại SDR-SDRAMDDR-SDRAM: Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM là loại RAM chuyển được dữ liệu trong cả 2 mặt lên và xuống của xung nhịp. Hay nói cách khác 1 xung nhịp DDR-SDRAM chuyển được 2 bit dữ liệu. Đây được gọi là Double Pump.Một trong những lại DDR-SDRAMDDR2-SDRAM: Thế hệ sau của DDR với tốc độ từ 400MHZ trở lên và module có 240 pin.DDR2-SDRAM với 240 PinsDDR3-SDRAM: Thế hệ sau của DDR2 với dung lượng từ 512 MB trở lên và module có 240 pin.DDR3-SDRAM: Thế hệ RAM tiên tiến nhất hiện nay