Počítačová pamäť a úložisko majú mnoho tvarov a veľkostí: RAM, ROM, SSD, HDD, EFI, vyrovnávacia pamäť a zálohy na pásku... Ktorý je však najdôležitejší?
Prvý iPhone bol uvedený na trh v roku 2007 a mal 4 GB až 8 GB úložného priestoru, kde boli uložené všetky súbory, ako sú fotografie a hudba. V súčasnosti si môžete vziať smartfón s Androidom s 512 GB úložiskom, čo je 64x viac ako pôvodný iPhone.
V technike je 16 rokov storočia. Ale to nie je celý príbeh. Napríklad pamäť a úložisko slúžia podobným funkciám – chránia bity a bajty – ale fungujú inak.
Aký je rozdiel medzi pamäťou, úložiskom a vyrovnávacou pamäťou?
Ľudia používajú „pamäť“ a „úložisko“ ako synonymá. Dáva to zmysel, ale je to nesprávne. Podobnosť je jasná; oba obsahujú údaje a merajú sa v bajtoch, ale použitie sa líši.
Skladovanie je zamerané na dlhodobé, dobre... Skladovanie. Súbory sa tam uchovávajú nerušene, kým nie sú potrebné. Zatiaľ čo pamäť (pamäť s náhodným prístupom – RAM) je všetko o údajoch, ktoré počítače potrebujú na rýchly prístup. Napríklad používané súbory, údaje týkajúce sa otvorených aplikácií a dôležité súbory operačného systému sú uložené v systémovej pamäti. Je to preto, že pamäť je rýchlejšia ako úložisko. Bohužiaľ je to aj drahšie, takže kapacity RAM sú menšie ako úložisko.
Ale to predbiehame. Vysvetlime si každý z nich podrobne.
Vyrovnávacia pamäť CPU
RAM je skratka pre pamäť s náhodným prístupom. Ako je vysvetlené vyššie, tu sa ukladajú údaje, aby boli ľahko dostupné.
Vyrovnávacia pamäť však bola vytvorená v 80. rokoch, pretože pamäť vtedy nebola dostatočne rýchla. Vyrovnávacia pamäť funguje podobne ako RAM, ale rýchlejšie. Nachádza sa na vrchole rýchlostných tabuliek a je priamo integrovaný do centrálnej procesorovej jednotky (CPU), na ktorej je postavený váš počítač.
Cache je bleskovo rýchla, ale stojí ešte viac ako RAM. Svedčia o tom jeho malé kapacity. Napríklad väčšina dnešných počítačov má okolo 8-32 GB RAM. naproti tomu najrýchlejšia vyrovnávacia pamäť L1 má zvyčajne kilobajty úložného priestoru, zatiaľ čo vyrovnávacia pamäť L3 (najväčšia) sa napĺňa na niekoľko desiatok megabajtov (hoci niektoré procesory teraz majú vyrovnávaciu pamäť L3 v stovkách megabajtov).
Pamäť s náhodným prístupom (RAM)
Uložený súbor sa po otvorení skopíruje do pamäte RAM. Sú tam uložené aj aktuálne spustené aplikácie a niektoré časti operačného systému. RAM bola vytvorená okolo neskorých 40-tych rokov 20. storočia, čo umožňuje ukladanie a získavanie údajov v akomkoľvek poradí – odtiaľ názov „náhodný“. RAM je „volatilné úložisko“. Jeho obsah sa po vypnutí zariadenia vymaže a prúd prestane tiecť.
Existuje tiež veľa typov pamäte RAM.
SDRAM
Počítače od 90. rokov 20. storočia používajú Synchronous Dynamic RAM (SDRAM). To je to, čo niekto myslí, keď povie, že „tento počítač má 16 GB RAM“.
veľa zariadenia teraz používajú DDR5 RAM (Pamäť 5. generácie s dvojitou rýchlosťou prenosu dát – najnovšia verzia v čase písania správy) ako SDRAM. Je to však stále drahé, takže DDR4 zostáva hlavným prúdom. V starších počítačoch a telefónoch dokonca nájdete staršie moduly DDR3.
Pamäťové moduly sú dostupné v dvoch veľkostiach: DIMM pre stolné počítače a SODIMM pre notebooky a malé počítače. Nedávno bol pre notebooky navrhnutý nový tvarový faktor CAMM. CAMM má oproti SODIMM výhody ale ešte to nie je rozšírený štandard.
Teraz existujú zvyčajne dva typy SDRAM: moduly alebo spájkované. Tvarové faktory sa líšia, ale fungujú rovnako.
Spájkovaná pamäť RAM sa používa v smartfónoch, tabletoch a niektorých prenosných počítačoch. Využívajú sa aj moderné počítače Apple spájkovaná RAM, pretože môže zlepšiť výkon. Notebooky s pripájanou pamäťou RAM môžu mať jeden alebo viac pamäťových slotov pre budúce rozšírenie, ale často to tak nie je. Počítače, ktoré používajú iba spájkovanú pamäť RAM, nie je možné aktualizovať. Zvyčajne sa dajú prispôsobiť počas nákupu, ale neskôr ich už nemôžete rozšíriť.
Video RAM (VRAM)
Niekedy dáta vyžadujú vyššiu rýchlosť ako SDRAM, ale je toho viac ako len kapacita vyrovnávacej pamäte. Najbežnejším príkladom sú graficky náročné úlohy – náročné hry, strih videa alebo 3D modelovanie.
Tie potrebujú výstižne pomenovanú video RAM (VRAM). GDDR6X, v súčasnosti najrýchlejší typ, prekonáva rýchlosť DDR5 20-krát. Je tiež prispájkovaný do GPU, čo zaisťuje nižšiu latenciu. Žiaľ, viac VRAM si len tak nekúpite, keďže je prispájkovaná diskrétne grafické karty, nepredáva sa ako moduly.
Bežné sú aj integrované GPU (iGPU).. Sú integrované do CPU a majú malé množstvo vyhradenej pamäte VRAM (megabajty oproti gigabajtom pre vyhradený GPU). Integrované GPU používajú jednotnú pamäť, ktorá je SDRAM zdieľaná medzi CPU a iGPU. CPU určuje, koľko pamäte RAM je k dispozícii pre grafiku, pričom časť si v prípade potreby vezme späť. Nevýhody zjednotenej pamäte sú nižšia šírka pásma a kapacita.
Neprchavá RAM (NVRAM)
Povedali sme, že RAM je nestála, však? Existuje však nesprávne pomenovanie: Non-Volatile RAM (NVRAM). Vytvorený v 60. rokoch minulého storočia má nevýhody v porovnaní s nestálou pamäťou RAM, takže druhá je populárnejšia.
Nedávna "úspešná" NVRAM bola Optane od Intelu a Micronu. Optane, ktorý vyzeral ako – a niekedy aj fungoval – ako rýchlejší PCIe SSD, fungoval ako RAM so špecifickými procesormi Intel. Nebolo to také rýchle ako SDRAM, s cenou a kapacitou tiež medzi tým. Výrobcovia ukončili výrobu Optane v roku 2021.
Existujú dva – možno jeden a pol – veľmi špecifické typy NVRAM, ktoré sa bežne používajú. Prvý sa používa s UEFI v moderných základných doskách (UEFI nahrádza starší BIOS). Nastavenia UEFI sa uchovávajú v pamäti NVRAM, pretože sa načíta skôr, ako je k dispozícii úložisko. Samotné UEFI je uložené v čipe ROM – viac o tom čoskoro.
"Polovičný" typ je volatilná RAM, ktorá používa batérie, aby zostali napájané aj pri vypnutom zariadení. Používa sa na uchovávanie malého množstva údajov potrebných na jednoduchšie úlohy. Používajú to základné dosky, ktoré stále používajú starší systém BIOS. Staršie herné konzoly, ktoré používali kazety a/alebo pamäťové karty, ukladajú uložené súbory pomocou nestálej pamäte RAM a batérie.
Pamäť iba na čítanie (ROM)
Tieto herné kazety sú uložené na čipoch ROM, rovnako ako UEFI a BIOS. Akýkoľvek neprepisovateľný optický disk, ako napríklad Blu-ray, je tiež typom pamäte ROM.
Tu a tam však výrobcovia vydávajú aktualizácie UEFI. Ako sú teda „iba na čítanie“, ak sa dajú napísať?
Ide o elektricky vymazateľné ROM (EEPROM). Aktualizácie EEPROM sa vykonávajú veľmi pomalými a opatrnými procesmi. Je to preto, že chybná aktualizácia UEFI alebo BIOS môže poškodiť vašu základnú dosku.
Je potrebné zapísať aj obvyklú ROM. Podrobnosti opäť závisia od médií. Napríklad do optických ROM je možné zapisovať raz, zatiaľ čo čipy ROM potrebujú priemyselné stroje a potom sa stanú iba na čítanie. Programmable ROM (PROM) sú zapisovateľné lacnejšími zariadeniami, ktoré sú bežné medzi fanúšikmi.
Počítačové úložisko: Od kartónu po cloud
Ako už bolo vysvetlené vyššie, úložisko uchováva údaje dlhodobo. Prvé počítače na to používali perforovanú lepenku. Obsahovali počítačové programy a museli byť starostlivo prepichnuté binárnym kódom čitateľným strojom – rozhodne to nie je užívateľsky prívetivé.
Magnetické úložisko
Prvý masívny vývoj v oblasti počítačového ukladania nastal v 50. rokoch 20. storočia, keď sa na uchovávanie väčšieho množstva údajov používali magnetické pásky.
Magnetické úložisko bol skvelý nápad, takže pevné disky na tom stavali. Pevné disky (HDD) boli hlavným typom počítačových úložísk od 60. rokov 20. storočia až dodnes. Ale dokonca aj najlepšie pevné disky potrebujú pohyblivé časti, vďaka ktorým sú zariadenia náchylné na poškodenie a rýchlosť nárazu.
Flash pamäť, ako sú SSD (Solid State Drive), rieši oba problémy. Tento typ úložiska, ktorý je vyrobený zo silikónových čipov, ako je RAM, číta a zapisuje údaje elektricky.
Externé úložisko: Dáta na cestách
Všetky tieto médiá sa nazývajú interné úložisko: veci uložené v počítači a používané iba tam. Ale každý potrebuje občas niekde vziať dáta.
Externé úložisko je vlastne také staré ako samotné počítače. Perforované karty boli vložené do slotu, takže technicky vyberateľné úložisko. Pásky mohli ukladať trvalé dáta, ale HDD prišli krátko potom a boli podstatne lepšie. Výroba pásky bola lacnejšia a stala sa populárnejšou ako externé médium.
Najprv ho nahradili diskety. Ďalším krokom mali byť optické mechaniky, no prepisovateľné verzie boli príliš drahé.
Zákazníci teda rýchlo prešli na flash úložisko. Thumb disky a externé HDD alebo SSD – rovnaké ako ich interné náprotivky, ale s USB.
Cloudové úložisko nahrádza flash ako externé médium. Keďže však potrebuje neustále internetové pripojenie, úplne nenahradí prenosné externé úložisko.
Zálohovacie úložisko
Nakoniec je tu záložné úložisko. Funguje ako akýkoľvek iný typ úložiska – médiá sú rovnaké. Rozdiel je v zámere: zálohovanie je bezpečné.
Interné zálohovanie – keď sa interné úložisko skladá z dvoch alebo viacerých diskov, ktoré sa kopírujú v reálnom čase – väčšina ľudí bežne nepoužíva, ale pre podniky je kľúčové. Externé zálohy, ako sú USB HDD alebo SSD, sieťové úložiská (NAS) a dokonca cloudové riešenia sú bežnejšie.
Spoločnosti, ktoré potrebujú obrovské množstvo zálohovania, sa často uchyľujú k „studenému zálohovaniu“. Stáva sa to menej často a úložisko je odpojené od počítačov, keď sa nepoužíva. Je zvláštne, že magnetická páska používaná pri „obnove po katastrofe“ je dnes stále bežná.
Vyrovnávacia pamäť, úložisko a pamäť hrajú rôzne úlohy
Vyrovnávacia pamäť, pamäť a úložisko zohrávajú rôzne, ale dôležité úlohy pri udržiavaní vášho počítača v chode. V budúcnosti pravdepodobne uvidíme zvýšenie kapacity všetkých týchto typov pamäte a výskum v tejto oblasti je konkurenčnou oblasťou.
