Der Computerspeicher, genauer gesagt der Arbeitsspeicher (RAM), ist für die Funktion eines Computers unverzichtbar, da er Daten zwischen dem Prozessor und dem Primärspeicher (SSD-Laufwerk/Festplattenlaufwerk) vorübergehend speichert. RAM ist ein Akronym für „Random Access Memory (Direktzugriffsspeicher)“, und die heute am häufigsten verwendete Form ist DRAM (Dynamic Random Access Memory). Dieser Speicher ist flüchtig, d.h. er benötigt Strom, um die Daten zu speichern, und wenn die Daten nicht im Primärspeicher gespeichert werden, können sie bei Stromausfall verloren gehen.
Heutige Computer verwenden synchronen dynamischen Direktzugriffsspeicher (SDRAM), der herkömmlicherweise über ein Speichermodul mit dem Motherboard deines Computers verbunden ist. Speichermodule sind in industriellen Standardformaten erhältlich, wobei die gängigsten für PCs und Laptops DIMM (Dual In-Line Memory Module) oder SODIMM (Small Outline DIMM) sind. SDRAM wurde in den späten 1990er Jahren für PCs eingeführt und erhielt im Jahr 2000 mit der Einführung von DDR (Double Data Rate) SDRAM, das die Anzahl der Datenübertragungen pro Taktzyklus verdoppelte, einen Leistungsschub. Seitdem hat sich DDR-SDRAM erheblich weiterentwickelt und bietet nun eine schnellere Leistung, mehr Bandbreite und höhere Kapazitäten bei gleichzeitig geringerem Stromverbrauch, um Energiekosten zu sparen, die Akkulaufzeit von Laptops zu verlängern und die Wärmeentwicklung zu reduzieren. Die neueste Version ist die 5. Generation, bekannt als DDR5 SDRAM oder kurz „DDR5“. Beim Kauf von Arbeitsspeicher wirst du feststellen, dass die meisten Anbieter den Begriff „SDRAM“ weglassen und einfach DDR5 und eine Geschwindigkeit angeben. Wie alle vorherigen Generationen wird auch DDR5 in einer Reihe von Standardgeschwindigkeiten angeboten, beginnend mit 4.800MT/s oder DDR5-4800. Als Anmerkung, „MT/s“ steht für Megatransfers pro Sekunde und gibt die Geschwindigkeit an, mit der Daten auf das Speichermodul und von ihm zu anderen Komponenten übertragen werden. Viele Jahre lang wurde „MHz“ (MegaHertz) zur Beschreibung der Speichergeschwindigkeit verwendet, doch war dies für DDR eine ungenaue Bezeichnung, da die Speichergeschwindigkeit in Übertragungen pro Sekunde und nicht in Zyklen pro Sekunde angegeben wird.
Die Organisation für Industriestandards für Speicher (JEDEC) führen etwa alle 7 Jahre neue Generationen von DDR ein, und innerhalb jeder Generation planen sie alle Geschwindigkeitssteigerungen, Speicherdichten und Konfigurationen ein, von denen sie annehmen, dass sie in der Zukunft für Computer benötigt werden. Die letzte Generation war beispielsweise DDR4 und umfasste einen Geschwindigkeitsbereich von 2.133, 2.400, 2.666, 2.933 und 3.200MT/s. DDR5 begann mit 4.800MT/s, mit geplanten Steigerungen auf 5.200, 5.600, 6.000 und 6.400MT/s. Seit der ersten Planungsphase wurde die DDR5-Spezifikation auf 6.800, 7.200, 7.600, 8.000, 8.400 und 8.800MT/s erweitert. Intel und AMD bringen in der Regel jedes Jahr neue Chipsätze und Prozessorgenerationen auf den Markt, die die nächste Standard-Speichergeschwindigkeit ermöglichen. Bei DDR5 führte der Wettbewerb zwischen den Prozessorgiganten zu einer sprunghaften Erhöhung der unterstützten Speichergeschwindigkeiten, was DDR5 zu einer der sich am schnellsten entwickelnden Speichertechnologien der Geschichte machte.
Ein wichtiger Unterschied zwischen den Speichergenerationen ist, dass sie nicht abwärtskompatibel sind. Ein DDR5-Speichermodul passt physisch nicht in einen DDR4- oder DDR3-Speichersockel. Sie sehen zwar ähnlich aus, aber eine Kerbe an der Unterseite des Moduls dient als Schlüssel und passt nur in einen kompatiblen Sockel. Innerhalb einer Speichergeneration sind höhere Speichergeschwindigkeiten jedoch immer abwärtskompatibel. Wenn du zum Beispiel ein Standard-DDR5-5600-Modul kaufst und es mit einem Intel-Prozessor der 12. Generation verwendest, wird der Speicher automatisch auf DDR5-4.800MT/s „heruntergetaktet“, was den Einschränkungen des Intel-Prozessors entspricht.
Wie Menschen ein Kurz- und Langzeitgedächtnis haben, haben auch Computer zwei Arten von Speicher. Unser Kurzzeitgedächtnis funktioniert ähnlich wie der Arbeitsspeicher: Es speichert Informationen und Details, um unmittelbare Aufgaben zu erledigen. Wenn ein Computer keinen Arbeitsspeicher hätte, wäre der Prozessor gezwungen, auf einen Festspeicher zurückzugreifen, wie z.B. unser Langzeitgedächtnis, was wesentlich langsamer wäre.
Wenn ein Computer eingeschaltet wird, wird das Betriebssystem (z.B. Windows, macOS, Linux) aus dem Speicher abgerufen und in den Arbeitsspeicher geladen, ebenso wie alle Hintergrundanwendungen. Eine höhere RAM-Kapazität bedeutet, dass dein Computer über mehr Platz zum Speichern verfügt, um diese schnell zugänglichen Informationen zu speichern, wodurch er mehr Anwendungen ausführen oder mehr Dateien gleichzeitig öffnen kann. Auf Arbeitsspeicher kann wesentlich schneller zugegriffen werden als auf Festspeicher, selbst auf hochmoderne SSDs, was ihn zu einer der wichtigsten Komponenten in Computern macht.
Eigenschaften von Computer-Arbeitsspeicher
DRAM: Dynamischer Direktzugriffsspeicher, speichert Daten mit einem Transistor- und Kondensatorpaar. Die Verwendung von Kondensatoren zur Datenspeicherung bedeutet, dass dieser Speichertyp häufig aktualisiert werden muss, um die Datenintegrität aufrechtzuerhalten, weshalb er auch als dynamisch bezeichnet wird.
SDRAM: Synchroner DRAM, ein Arbeitsspeicher, der die Reaktionen des Speichermoduls mit dem Systemtakt synchronisiert und nicht unabhängig vom Prozessor arbeitet.
DDR: Double Data Rate SDRAM, überträgt Daten an den Prozessor sowohl bei der steigenden als auch bei der fallenden Flanke eines Taktzyklus, was die Leistung deutlich erhöht.
DDR2 / DDR3 / DDR4 / DDR5: Aufeinanderfolgende Generationen der DDR-SDRAM-Technologie, die jeweils eine Erhöhung der Geschwindigkeit und Bandbreite bei gleichzeitiger Senkung des Stromverbrauchs bieten. Verbesserungen der Datenintegrität und -effizienz sind ebenfalls in jeder neuen Generation enthalten.
ECC: Der „Error Correction Code (Fehlerkorrekturcode)“ ist eine Prozessor/Chipsatz-Funktion, die von Speichermodulen mit zusätzlichen DRAM-Komponenten aktiviert wird. ECC kann beschädigte Daten korrigieren und so Datenverluste und Systemabstürze verhindern.
Wenn die Kapazität des Arbeitsspeichers nicht ausreicht, um alle Daten und Anwendungen offen zu halten, schafft das Betriebssystem (OS) einen Speicherplatz, um den Arbeitsspeicher vorübergehend zu puffern. Da der Festspeicher beim Lesen und Schreiben deutlich langsamer sein kann als der RAM, kann die Verwendung von virtuellem Speicher die Produktivität beeinträchtigen. Es ist zwar üblich, dass das Betriebssystem inaktive Daten in den virtuellen Speicher verschiebt, um Speicherkapazität für aktive Prozesse freizugeben, aber als Faustregel gilt, dass man mehr Speicherkapazität in einem Computer bereitstellen sollte, als man zu nutzen plant, da die Hardwareanforderungen in der Regel von Jahr zu Jahr steigen.
Bei der Entscheidung, welche Speichertechnologie oder Geschwindigkeit du für deinen PC oder Laptop verwenden solltest, kommt es vor allem auf den Prozessor und das Motherboard an. Wenn du die Marke und das Modell eines Computers kennst, kannst du herausfinden, mit welcher Speichertechnologie der Prozessor kompatibel ist und wie der Speichersockel auf dem Motherboard konfiguriert ist. Die meisten Computer sind darauf ausgelegt, Speichermodule in identischen Paaren zu verwenden, um eine optimale Leistung zu erzielen, und es kann Regeln für die unterstützten Typen und Kapazitäten geben.
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Stellen Sie sich den Arbeitsspeicher wie eine Korkplatte vor: Er enthält alle Dokumente, an denen Sie gerade arbeiten, im Speicher, während der Strom eingeschaltet ist.
Das Motherboard und die CPU sind die Hauptfaktoren, die bestimmen, welche Art von Arbeitsspeicher du für den PC benötigst, daher solltest du diese Spezifikationen kennen, bevor du Arbeitsspeicher auswählst.
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