RAM là gì, Có quan trọng không, Cần bao nhiêu RAM thì đủ?

Hầu hết những ai đã và đang sử dụng hoặc đang tìm hiểu về máy vi tính và laptop thì chắc hẳn đều đã nghe đến thuật ngữ RAM nhưng ít ai biết RAM là gì, tầm quan trọng của RAM như thế nào, chức năng của RAM, cần bao nhiêu RAM thì đủ, các thông số quan trọng của RAM…

RAM là gì?

• RAM (viết tắt của từ Random Access Memory) là một loại bộ nhớ khả biến cho phép truy xuất đọc-ghi ngẫu nhiên đến bất kỳ vị trí nào trong bộ nhớ dựa theo địa chỉ ô nhớ. Thông tin lưu trên RAM chỉ là tạm thời, chúng sẽ mất đi khi mất nguồn điện cung cấp.
• RAM là bộ nhớ chính của máy tính và các hệ thống điều khiển, để lưu trữ các thông tin thay đổi đang sử dụng. Các hệ thống điều khiển còn sử dụng SRAM như làm một thiết bị lưu trữ thứ cấp (secondary storage). Khi cần thiết thì bố trí một pin nhỏ làm nguồn điện phụ để duy trì dữ liệu trong RAM. RAM có một đặc tính là thời gian thực hiện thao tác đọc hoặc ghi đối với mỗi ô nhớ là như nhau, cho dù đang ở bất kỳ vị trí nào trong bộ nhớ. Mỗi ô nhớ của RAM đều có một địa chỉ. Thông thường, mỗi ô nhớ là một byte (8 bit); tuy nhiên hệ thống lại có thể đọc ra hay ghi vào nhiều byte (2, 4, 8 byte) một lúc.
• RAM khác biệt với các thiết bị bộ nhớ tuần tự (sequential memory device) chẳng hạn như các băng từ, CD-RW, DVD-RW, ổ đĩa cứng, trong đó bắt buộc phải tìm đến sector và đọc/ghi cả khối dữ liệu ở đó để truy xuất. RAM là thuật ngữ phân biệt tương đối theo ý nghĩa sử dụng, với các chip nhớ truy xuất ngẫu nhiên là EEPROM (read-only memory) cấm hoặc hạn chế chiều ghi, và Bộ nhớ flash được phép đọc/ghi.

Chức năng của RAM

• Máy vi tính sử dụng RAM để lưu trữ mã chương trình và dữ liệu trong suốt quá trình thực thi. Chức năng chính của RAM là có thể truy cập vào những vị trí khác nhau trong bộ nhớ và hoàn tất trong khoảng thời gian tương tự, ngược lại với một số kỹ thuật khác, đòi hỏi phải có một khoảng thời gian trì hoãn nhất định.
• RAM nhanh hơn rất nhiều so với ổ đĩa cứng. Thậm chí ngay cả các ổ cứng thể rắn SSD mới nhất và tốt nhất cũng phải “hít khói” khi đọ sức với RAM. Trong khi ổ cứng thể rắn (solid state drives) có thể đạt được tốc độ truyền tải hơn 1000 MB/s, module RAM hiện đại vượt qua tốc độ 15000 MB/s.
• Bộ nhớ RAM là môi trường “dễ bay hơi” (tạm thời). Bất kỳ dữ liệu nào được lưu trữ trên RAM đều sẽ bị mất ngay sau khi máy tính của bạn tắt. RAM hoạt động như bộ nhớ ngắn hạn, trong khi ổ đĩa cứng hoạt động giống như bộ nhớ dài hạn.
• Về giá cả, RAM thường có giá cao hơn rất nhiều so với ổ đĩa cứng.

RAM quan trọng như thế nào?

• RAM là một phần rất quan trọng trong máy tính cũng như Laptop, không có RAM thì máy sẽ không hoạt động được.
• RAM cũng góp phần vào cải thiện hiệu năng của máy, ram BUS càng cao thì khả năng truy xuất xử lý càng nhanh, dung lượng RAM càng lớn thì khả năng xử lý đa nhiệm càng nhiều (ví dụ khi laptop chỉ có 4GB RAM thì khi bạn mở khoảng 10 tab trình duyệt web thì laptop sẽ xử lý chậm, nhưng khi laptop có 8GB RAM thì nó có thể xử lý khoảng 50 trình duyệt web cùng lúc)
• Một chiếc laptop nếu không đủ RAM để xử lý các tác vụ đang làm việc thì sẽ chạy rất chậm. Vì thế ta cần phải xác định và cung cấp đầy đủ RAM cho laptop xử lý.

Độ trễ (Latency)

• Khái niệm độ trễ biểu thị quãng thời gian bạn phải chờ trước khi nhận được thứ mình cần.
• CAS là viết tắt của ‘Column Address Strobe’ (địa chỉ cột). Một thanh DRAM được coi như một ma trận của các ô nhớ (bạn có thể hình dung như một bảng tính excel với nhiều ô trống) và dĩ nhiên mỗi ô nhớ sẽ có toạ độ (ngang, dọc). Như vậy bạn có thể đoán ngay ra khái niệm RAS (Row Adress Strobe) là địa chỉ hàng nhưng do nguyên lý hoạt động của DRAM là truyền dữ liệu xuống chân nên RAS thường không quan trọng bằng CAS.

Cần bao nhiêu RAM thì đủ?

• Câu hỏi đặt ra ở đây là một chiếc laptop sẽ cần bao nhiêu RAM thì đủ. Thực ra, tùy theo nhu cầu sử dụng mà lượng RAM biến đổi theo nhưng mức tối thiểu nhất cần từ 2GB trở lên. Nhưng bạn nên sử dụng Laptop có ít nhất 4GB RAM trở lên để laptop hoạt động hiệu quả. Nếu công việc của bạn sử dụng nhiều RAM hoặc bạn làm nhiều tác vụ cùng lúc thì mức RAM sử dụng phải đáp ứng được nhu cầu sử dụng của bạn để đảm bảo laptop hoạt động nhanh mượt mà hiệu quả nhất. Có thể là 8GB – 16GB – 32GB – 64GB hoặc 128GB
• Nhiều người dùng thường hay băn khoăn về việc liệu laptop của họ có thể cài đặt tối đa bao nhiêu RAM. Để trả lời thắc mắc này chúng ta cần biết rằng những phần BIOS viết cho latop chạy trên nền tảng hệ điều hành 32-bit (như hầu hết các phiên bản Windows và Mac OS X hiện nay) đã được thực hiện cách đây nhiều năm khi bộ nhớ 4GB được quy ước là tối đa. Chính vì thế, những hệ thống này sẽ không nhận diện được bộ nhớ khi chúng dao động trong khoảng từ 3-3,6GB.
• Trong khi đó những hệ điều hành 64-bit (hiện Windows đã có những hệ điều hành này) thì dung lượng RAM được tận dụng tối đa. Điều đó cũng có nghĩa giới hạn 4GB của RAM đã được xóa bỏ. Những chiếc laptop workstation hiện nay có thể cài đặt tới 128GB RAM. Tuy nhiên, khi lượng RAM vượt quá 4GB thì những ứng dụng cũng cần được viết lại để tận dụng hết lượng bộ nhớ này.
• Nếu máy tính đang có quá ít RAM mà vẫn còn khe cắm, bạn có thể nâng cấp RAM để tăng hiệu suất của máy tính.

Phân loại RAM

• Tùy theo công nghệ chế tạo của các nước trên thế giới, được chia làm hai loại.

RAM tĩnh

• RAM tĩnh – SRAM (Static Random Access Memory) được chế tạo theo công nghệ ECL (dùng trong CMOS và BiCMOS). Mỗi bit nhớ gồm có các cổng logic với 6 transistor MOS. SRAM là bộ nhớ nhanh, việc đọc không làm hủy nội dung của ô nhớ và thời gian thâm nhập bằng chu kỳ của bộ nhớ. nhưng sram là một nơi lưu trữ các tập tin của CMOS dùng cho việc khởi động máy

RAM động

• RAM động – DRAM (Dynamic Random Access Memory) dùng kỹ thuật MOS. Mỗi bit nhớ gồm một transistor và một tụ điện. Việc ghi nhớ dữ liệu dựa vào việc duy trì điện tích nạp vào tụ điện và như vậy việc đọc một bit nhớ làm nội dung bit này bị hủy. Do vậy sau mỗi lần đọc một ô nhớ, bộ phận điều khiển bộ nhớ phải viết lại nội dung ô nhớ đó. Chu kỳ bộ nhớ cũng theo đó mà ít nhất là gấp đôi thời gian thâm nhập ô nhớ.
• Việc lưu giữ thông tin trong bit nhớ chỉ là tạm thời vì tụ điện sẽ phóng hết điện tích đã nạp và như vậy phải làm tươi bộ nhớ sau khoảng thời gian 2μs. Việc làm tươi được thực hiện với tất cả các ô nhớ trong bộ nhớ. Công việc này được thực hiện tự động bởi một vi mạch bộ nhớ.
• Bộ nhớ DRAM chậm nhưng rẻ tiền hơn SRAM.

Các loại DRAM

1. SDRAM (Viết tắt từ Synchronous Dynamic RAM) được gọi là DRAM đồng bộ. SDRAM gồm 3 phân loại: SDR, DDR, DDR2,DDR3 và DDR4
2. SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM), thường được giới chuyên môn gọi tắt là “SDR“. Có 168 chân. Được dùng trong các máy vi tính cũ, bus speed chạy cùng vận tốc với clock speed của memory chip, nay đã lỗi thời.
3. DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), thường được giới chuyên môn gọi tắt là “DDR“. Có 184 chân. DDR SDRAM là cải tiến của bộ nhớ SDR với tốc độ truyền tải gấp đôi SDR nhờ vào việc truyền tải hai lần trong một chu kỳ bộ nhớ. Đã được thay thế bởi DDR2.
4. DDR2 SDRAM (Double Data Rate 2 SDRAM), Thường được giới chuyên môn gọi tắt là “DDR2“. Là thế hệ thứ hai của DDR với 240 chân, lợi thế lớn nhất của nó so với DDR là có bus speed cao gấp đôi clock speed.
5. DDR3 SDRAM (Double Data Rate III SDRAM): có tốc độ bus 800/1066/1333/1600 Mhz, số bit dữ liệu là 64, điện thế là 1.5v, tổng số pin là 240.
6. RDRAM (Viết tắt từ Rambus Dynamic RAM), thường được giới chuyên môn gọi tắt là “Rambus“. Đây là một loại DRAM được thiết kế kỹ thuật hoàn toàn mới so với kỹ thuật SDRAM. RDRAM hoạt động đồng bộ theo một hệ thống lặp và truyền dữ liệu theo một hướng. Một kênh bộ nhớ RDRAM có thể hỗ trợ đến 32 chip DRAM. Mỗi chip được ghép nối tuần tự trên một module gọi là RIMM (Rambus Inline Memory Module) nhưng việc truyền dữ liệu được thực hiện giữa các mạch điều khiển và từng chip riêng biệt chứ không truyền giữa các chip với nhau. Bus bộ nhớ RDRAM là đường dẫn liên tục đi qua các chip và module trên bus, mỗi module có các chân vào và ra trên các đầu đối diện. Do đó, nếu các khe cắm không chứa RIMM sẽ phải gắn một module liên tục để đảm bảo đường truyền được nối liền. Tốc độ Rambus đạt từ 400-800 MHz. Rambus tuy không nhanh hơn SDRAM là bao nhưng lại đắt hơn rất nhiều nên có rất ít người dùng. RDRAM phải cắm thành cặp và ở những khe trống phải cắm những thanh RAM giả (còn gọi là C-RIMM) cho đủ.
7. LPDDR (Low Power Double Data Rate SDRAM), là loại DRAM có điện năng thấp. Được đóng gói dưới dạng BGA (chân bi), loại DRAM này thường được sử dụng trên các loại điện thoại thông minh, máy tính bảng, laptop siêu mỏng…

Các thông số của RAM

Được phân loại theo chuẩn của JEDEC.

Dung lượng

• Dung lượng RAM được tính bằng MB và GB, thông thường RAM được thiết kế với các dung lượng 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 MB, 1 GB, 2 GB… Dung lượng của RAM càng lớn càng tốt cho hệ thống, tuy nhiên không phải tất cả các hệ thống phần cứng và hệ điều hành đều hỗ trợ các loại RAM có dung lượng lớn, một số hệ thống phần cứng của máy tính cá nhân chỉ hỗ trợ đến tối đa 4 GB và một số hệ điều hành (như phiên bản 32 bit của Windows XP) chỉ hỗ trợ đến 3,2 GB.

BUS RAM

Có hai loại BUS là: BUS Speed và BUS Width.

• BUS Speed chính là BUS RAM, là tốc độ dữ liệu được xử lý trong một giây.
• BUS Width là chiều rộng của bộ nhớ. Các loại RAM DDR, DDR2, DDR3, DDR4 hiện nay đều có BUS Width cố định là 64.

Công thức tính băng thông (bandwidth) từ BUS Speed và BUS Width: Bandwidth = (Bus Speed x Bus Width) / 8

• Bandwidth là tốc độ tối đa RAM có thể đọc được trong một giây. Bandwidth được ghi trên RAM là con số tối đa theo lý thuyết. Trên thực tế, bandwidth thường thấp hơn và không thể vượt quá được con số theo lý thuyết.

Các loại RAM, BUS RAM và Bandwidth tương ứng

• SDR SDRAM được phân loại theo bus speed như sau:PC-66: 66 MHz bus.
  • PC-100: 100 MHz bus.
  • PC-133: 133 MHz bus.
• DDR SDRAM được phân loại theo bus speed và bandwidth như sau:DDR-200: Còn được gọi là PC-1600. 100 MHz bus với 1600 MB/s bandwidth.
  • DDR-266: Còn được gọi là PC-2100. 133 MHz bus với 2100 MB/s bandwidth.
  • DDR-333: Còn được gọi là PC-2700. 166 MHz bus với 2667 MB/s bandwidth.
  • DDR-400: Còn được gọi là PC-3200. 200 MHz bus với 3200 MB/s bandwidth.
• DDR2 SDRAM được phân loại theo bus speed và bandwidth như sau:DDR2-400: Còn được gọi là PC2-3200. 100 MHz clock, 200 MHz bus với 3200 MB/s bandwidth.
  • DDR2-533: Còn được gọi là PC2-4200. 133 MHz clock, 266 MHz bus với 4267 MB/s bandwidth.
  • DDR2-667: Còn được gọi là PC2-5300. 166 MHz clock, 333 MHz bus với 5333 MB/s bandwidth.
  • DDR2-800: Còn được gọi là PC2-6400. 200 MHz clock, 400 MHz bus với 6400 MB/s bandwidth
• DDR3 SDRAM được phân loại theo bus speed và bandwidth như sau:DDR3-1066: Còn được gọi là PC3-8500. 533 MHz clock, 1066 MHz bus với 8528 MB/s bandwidth
  • DDR3-1333: Còn được gọi là PC3-10600. 667 MHz clock, 1333 MHz bus với 10664 MB/s bandwidth
  • DDR3-1600: Còn được gọi là PC3-12800. 800 MHz clock, 1600 MHz bus với 12800 MB/s bandwidth
  • DDR3-2133: Còn được gọi là PC3-17000. 1066 MHz clock, 2133 MHz bus với 17064 MB/s bandwidth
• DDR4 SDRAM được phân loại theo bus speed và bandwidth như sau:DDR4-2133: Tên module PC4-17000. 1067 MHz clock, 2133 MHz bus với 17064 MB/s bandwidth.
  • DDR4-2400: Tên module PC4-19200. 1200 MHz clock, 2400 MHz bus với 19200 MB/s bandwidth.
  • DDR4-2666: Tên module PC4-21300. 1333 MHz clock, 2666 MHz bus với 21328 MB/s bandwidth.
  • DDR4-3200: Tên module PC4-25600. 1600 MHz clock, 3200 MHz bus với 25600 MB/s bandwidth.

Các loại module của RAM

Trước đây, các loại RAM được các hãng sản xuất thiết kế cắm các chip nhớ trên bo mạch chủ thông qua các đế cắm (có dạng DIP theo hình minh hoạ trên), điều này thường không thuận tiện cho sự nâng cấp hệ thống. Cùng với sự phát triển chung của công nghệ máy tính, các RAM được thiết kế thành các module như SIMM, DIMM (như hình minh hoạ trên) để thuận tiện cho thiết kế và nâng cấp hệ thống máy tính.

• SIMM (Single In-line Memory Module)
• DIMM (Dual In-line Memory Module)
• SO-DIMM: (Small Outline Dual In-line Memory Module): Thường sử dụng trong các máy tính xách tay.

Tính tương thích với bo mạch chủ

Không phải các RAM khác nhau đều sử dụng được trên tất cả các bo mạch chủ. Mỗi loại bo mạch chủ lại sử dụng với một loại RAM khác nhau tuỳ thuộc vào chipset của bo mạch chủ. Đó là các bo mạch chủ sử dụng CPU Intel (trước đời Core i) bởi vì trong chipset đó có tích hợp điều khiển bộ nhớ(memory controller). Còn đối hệ thống sử dụng CPU AMD thì việc quản lý bộ nhớ Ram phụ thuộc vào chính CPU. Bởi trong CPU AMD tích hợp điều khiển bộ nhớ (trình điều khiển bộ nhớ) trong chính CPU. Đặc biệt sau này trình điều khiển bộ nhớ đã được tích hợp trong hệ thống Core i của Intel.