Các loại bộ nhớ RAM và hiệu suất

Vấn đề tốc độ và hiệu suất bộ nhớ gây nhiều rắc rối bởi vì tốc độ bộ nhớ đôi khi được diễn tả bằng ns (nano giây) và tốc độ bộ xử lý luôn luôn được diễn đạt bằng MHz (megahertz) hay GHz (Gigahertz). Các loại bộ nhớ mới hơn và nhanh hơn có tốc độ được diễn đạt bằng MHz, lại thêm một vấn đề nữa nảy sinh. May mắn là bạn có thể chuyển từ MHz/GHz sang ns và ngược lại.

Một Nano giây được định nghĩa là một phần tỷ của giây một thời gian thực sự rất ngắn. Xem xét điều này, vận tốc của ánh sáng là 186,282 dặm (299.792 km)/giây trong chân không. Trong một phần tỉ giây, một tia ánh sáng chỉ đi được 11.80 inch tương đương 29,98 centimet ngắn hơn độ dài của một cây thước thông thường!

Các loại bộ nhớ RAM và hiệu suất

Tốc độ chip và hệ thống thường được diễn đạt bằng megahertz (MHz), là hàng triệu chu kì mỗi giây; hoặc gigahertz (GHz), là hàng tỷ chu kì mỗi giây. Các bộ xử lý ngày nay chạy trong phạm vì 2GHz- 4GHz với hầu hết các cải tiến hiệu suất do sự thay đổi trong thiết kế CPU (như là đa nhân) hơn là gia tăng xung đơn thuần.

Do lầm lẫn khi đề cập các thuật ngữ khác nhau này về tốc độ, tôi nghĩ rất thú vị xem chúng so sánh như thế nào. Đầu phần này tôi đã liệt kệ công thức bạn có thể sử dụng để đổi những giá trị này. Bảng 1 sau cho thấy mối liên hệ giữa tốc độ nano giây thông thường (ns) và megahertz (MHz) với các máy tính qua các thời đại.

Bảng 1: Mối quan hệ giữa Megahertz (MHz) và các thời gian chu kỳ trong Nano giây (ns)

Tốc độ xung	Chu kì	Tốc độ xung	Chu kì	Tốc độ xung	Chu kì	Tốc độ xung	Chu kì
4.77MHz	210ns	250MHz	4.0ns	850MHz	1.18ns	2,700MHz	0.37ns
6MHz	167ns	266MHz	3.8ns	866MHz	115ns	2,800MHz	0.36ns
8MHz	125ns	300MHz	33ns	900MHz	1.11ns	2,900MHz	0.34ns
10MHz	100ns	333MHz	3.0ns	933MHz	1.07ns	3,000MHz	0.333ns
12MHz	83ns	350MHz	2.9ns	950MHz	1.05ns	3.100MHz	0.323ns
16MHz	63ns	366MHz	2.7ns	966MHz	1,04ns	3,200MHz	0.313ns
20MHz	50ns	400MHz	2.5ns	1,000MHz	1.00ns	3,300MHz	0.303ns
25MHz	40ns	433MHz	2.3ns	1,100MHz	0.91ns	3,400MHz	0.294ns
33MHz	30ns	450MHz	2.2ns	1,133MHz	0.88ns	3,500MHz	0.286ns
40MHz	25ns	466MHz	2.lns	1.200MHz	0.83ns	3,600MHz	0.278ns
50MHz	20ns	500MHz	2.0ns	1,300MHz	0.77ns	3.700MHz	0.270ns
60MHz	17ns	533MHz	1.88ns	1,400MHz	0.7lns	3,800MHz	0.263ns
66MHz	15ns	550MHz	1.82ns	1,500MHz	0.67ns	3,900MHz	0.256ns
75Mz	13ns	566MHz	1.77ns	1.600MHz	0.63ns	4.000MHz	0.250ns
80MHz	13ns	600MHz	167ns	1.700MHz	0.59ns	4.100MHz	0.244ns
100MHz	10ns	633MHz	158ns	1,800MHz	0.56ns	4,200MHz	0.238ns
120MHz	8.3ns	650MHz	154ns	1,900MHz	0.53ns	4,300MHz	0.233ns
133MHz	7.5ns	666MHz	150ns	2,000MHz	0.50ns	4.400MHz	0.227ns
150MHz	6.7ns	700MHz	1.43ns	2,100MHz	0.48ns	4,500MHz	0.222ns
166MHz	6.0ns	733MHz	1,36ns	2,200MHz	0.45ns	4,600MHz	0.217ns
180MHz	5.6ns	750MHz	1.33ns	2.300MHz	0.43ns	4,700MHz	0.213ns
200MHz	5.0ns	766MHz	1.31ns	2,400MHz	0.42ns	4,800MHz	0.208ns
225MHz	4.4ns	800MHz	125ns	2.500MHz	0.40ns	4.900MHz	0.204ns
233MHz	4.3ns	833MHz	1,20ds	2,600MHz	0.38ns	5,000MHz	0.200ns

Như bạn có thể nhìn thấy ở Bảng 1 trên khi đồng hồ tốc độ tăng, thời gian chu kỳ cùng giảm tương ứng. Qua sự dòng đời phát triển của PC, bộ nhớ đã có thời gian khó khăn theo kịp bộ xử lý, đòi hỏi vài cấp bộ nhớ đệm tốc độ cao để chặn các yêu cầu bộ xử lý cho bộ nhớ chính chậm hơn. Tuy nhiên gần đây các hệ thống dùng DDR. DDR2 và DDR3 SDRAM có tốc độ bus bộ nhớ bảng bus bộ xử lý. Khi tốc độ bus bộ nhớ bằng tốc độ bus bộ xử lý tốc độ bộ nhớ chính là tối ưu cho hệ thống đó.

Cho ví dụ, dùng thông tin trong bảng trên, bạn có thể thấy rằng bộ nhớ DRAM 60ns được dùng trong các PC Pentium đầu tiên và Pentium II cho mãi đến năm 1998 mới kết thúc một bộ nhớ 16.7 MHz chậm cực kỳ! Bộ nhớ 16.7MHz chậm chạp này được lắp đặt vào hệ thống chạy bộ xử lý 300MHz hay nhanh hơn trên tốc độ bus bộ xử lý 66MHz, dẫn đến một sự không tương xứng lớn giữa tốc độ bus bộ xử lý và bộ nhớ chính. Tuy nhiên, bắt đầu năm 1998 nền công nghiệp tiến đến bộ nhớ SDRAM nhanh hơn cho phép phù hợp tốc độ 66MHz của bus bộ xử lý tại thời điêm. Từ thời điểm này trở đi. bộ nhớ tiến triển với bước đi bus bộ xử lý, với nhiều loại mới hơn nhanh hơn ra đời phù hợp với bất kỳ gia tăng tốc độ bus bộ xử lý.

Năm 2000, tốc độ bus bộ xử lý và bộ nhớ vượt trội gia tăng đến 100MHz và thậm chí 133MHz (được gọi là SDRAM PC100 và PC133 SDRAM). Bắt đầu đầu năm 2001, bộ nhớ (DDR) SDRAM tốc độ dữ liệu gấp đôi 200MHz và 266MHz trở thành phổ biến. Năm 2002, bộ nhớ DDR tăng đến 333MHz; năm 2003, tốc độ tăng xa hơn đến 400MHz. Suốt năm 2004, chúng tôi thấy sự giới thiệu của DDR2, đầu tiên ở 400MHz và kế tiếp ở 533MHz. Bộ nhớ DDR2 tiếp tục phù hợp với các sự gia tăng tốc độ bus bộ xử lý trong các PC suốt từ năm 2005 và 2006, nâng lên 667MHz và 800MHz. Năm 2007, bộ nhớ DDR2 có mặt với tốc độ lên đến 066MHz. Và DDR3 vào thị trường với tốc độ 1.066MHz và nhanh hơn. Năm 2009, bộ nhớ ĐDR3 trở thành loại bộ nhớ thông dụng nhất trong các hệ thống mới. Với tiêu chuẩn tốc độ lên đến 1.600MHz. Bảng 2 liệt kê các loại chủ yếu và các mức tốc độ của bộ nhớ máy tính cá nhân.

Bảng 2: Các loại bộ nhớ PC và các mức tốc độ

Loại bộ nhớ	Năm thông dụng	Loại module	Điện áp	Tốc độ xung tối đa	Băng thông Kênh đơn tối đa	Băng thông Kênh đôi tối đa	Băng thông kênh 3 tối đa
Fast Page Mode (FPM) DRAM	1987-1995	30/72- pin SIMM	5V	22MHz	177MBps	N/A	N/A
Extended Data Out (EDO) DRAM	1995-1998	72-pin SIMM	5V	33MHz	266MBps	N/A	N/A
Single Data Rate (SDR) SDRAM	1998-2002	168-pin DIMM	3.3V	133MHz	1.066MBps	N/A	N/A
Rambus DRAM (RDRAM)	2000-2002	184-pin RIMM	2.5V	1,066MTps	2. !33MBps	4.266MBps	N/A
Double Data Rate (DDR) SDRAM	2002-2005	184-pin DIMM	2.5V	400MTps	3.200MBps	6.400MBps	N/A
DDR2 SDRAM	2005-2008	240-pin DDR2 DIMM	1.8V	1.066MTps	8.533MBps	17.066MBps	N/A
DDR3 SDRAM	2008+	240-pin DDR3 DIMM	1.5V	1.600MTps	12.800MBps	25.600MBps	38.400MBps

MHz = Megacycles per second

MTps = Megatransfers per second

MBps = Megabytes per second

SIMM = Single inline memory module

DIMM = Dual inline memory module