Arbeitsspeicher / RAM

Der Arbeitsspeicher, auch bekannt als RAM (englisch: Random Access Memory), ist eine der wichtigsten Komponenten des Computers. Er ermöglicht es dem Computer, die meisten seiner täglichen Aufgaben auszuführen, wie beispielsweise das Laden von Anwendungen oder das Ausführen des neuesten Spiels. Die benötigten Daten werden dann vom Massenspeicher wie beispielsweise der Festplatte in den Arbeitsspeicher geladen. Grund dafür ist, dass die Zugriffszeit auf den Arbeitsspeicher viel schneller ist als die benötigte Zugriffszeit auf eine Festplatte. Der Arbeitsspeicher ist somit ein Zwischenspeicher zwischen Computer und Festplatte. Allgemein gilt: Je mehr Arbeitsspeicher man hat, desto besser ist es für das Multitasking.

Der Arbeitsspeicher ist ein temporärer (d.h. vorübergehender) Speicher, der alle benötigten Daten bereithält, die die gerade auszuführenden Programme benötigen. Sozusagen das Kurzzeitgedächtnis des Computers. Kurzzeitgedächtnis auch deswegen, weil die gespeicherten Daten nach dem Abschalten der Energieversorgung verloren gehen. Deshalb spricht man bei der RAM auch von einem flüchtigen Speicher.

Flüchtiger Speicher

Vorteil eines flüchtigen Speichers ist, dass er viel schneller gelesen und beschrieben werden kann. Bei der RAM wird zwischen zwei Arten von flüchtigen Speichern unterschieden: DRAM und SRAM.

Die meisten heutigen Computer verwenden dynamischen RAM (DRAM) als Hauptarbeitsspeicher und statischen RAM (SRAM) als schnelle Prozessor-Cache.

• dynamischer Speicher: DRAM

Aufgrund ihrer Bauweise müssen bei DRAM die Daten regelmäßig aufgefrischt werden, da sie ansonsten verloren gehen. Dies führt zu längeren Zugriffszeiten und macht DRAM besser für den Hauptarbeitsspeicher, in dem größere Datenmengen gespeichert werden. Zudem verbraucht DRAM weniger Strom und ist günstiger im Einkauf.

• statischer Speicher: SRAM

SRAM ist aufgrund seiner Bauweise ein schnellerer Speicher als DRAM. Dies macht SRAM ideal für schnelle Zugriffe als Cache-Speicher in Prozessoren. Der Cache-Speicher optimiert sozusagen den Zugriff des Hauptprozessors auf den Arbeitsspeicher. Dadurch, dass keine Daten aufgefrischt werden, sondern diese aktiv aufrecht erhalten werden müssen, verbraucht SRAM im Allgemeinen mehr Strom. Zudem benötigt SRAM mehr Chipfläche pro gespeicherten Bit und ist teurer in der Herstellung.

Nicht flüchtiger Speicher

Das Gegenteil davon – der nicht flüchtige Speicher –speichert hingegen auch dann die Daten, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird. Ein Beispiel hierfür sind Festplatten oder die ROM.

Die auf einer ROM (englisch: Read Only Memory) gespeicherten Daten können weder geändert noch gelöscht werden. Ein weiterer Begriff hierfür ist Festwertspeicher. ROMs werden deswegen für die Speicherung von Programmen und Daten benutzt, die der Zentraleinheit dauernd und unverändert zur Verfügung stehen müssen. Im Verlauf der technischen Entwicklung haben sich auch ROM-Speicher weiterentwickelt, sodass es mittlerweile programmierbare Festwertspeicher gibt. Die ROM ist auf dem Mainboard und enthält die BIOS (Basic Input/ Output System).

Aufbau Speichermodul DRAM

• Aufbau Speichermodul

Schließt man mehrere einzelne DRAM-Einheiten zusammen, erhält man eine Speicherzeile. Diese wird auch als Page bezeichnet.

Mehrere Speicherzeilen, ergeben zusammen ein Speicherfeld. Jede Zelle stellt dabei ein Bit dar.

Speicherfelder werden zu einer Speicherbank zusammengeschlossen, die z. B. aus acht Speicherfeldern besteht.

Ein Speicherchip setzt sich schließlich aus mehreren Speicherbänken zusammen.

Speicherchip – diese sind der Arbeitsspeicher – der sich auf dem Speichermodul befindet. 

1 Speicherchip 

Kerbe (verhindert falsches Einsetzen)

3 Kontaktleiste

4 EEPROM

• Bauformen Speichermodul zur Datenübertragung

Heutzutage kommen in Computern in erster Linie DIMMs (Dual Inline Memory Module) zum Einsatz, was soviel heißt wie doppelreihiges Speichermodul, da sie auf beiden Seiten Speicherbausteine besitzen.

DIMMs sind in einer Vielzahl von Bauformen bekannt. Die bekanntesten dabei sind:

• SDR-SDRAM (Single Data Rate – synchrones DRAM) mit Übertragung von einer Information mit jedem Takt.
• DDR (Double-Data-Rate) mit der Verdopplung jeder Übertragungsrate.

Die Weiterentwicklung der DDR-Technologie geht mittlerweile bis zur DDR5 – der neusten Generation der Speichertechnologie.