Es ist üblich, Vergleiche zwischen Computern und dem menschlichen Gehirn zu ziehen, und in manchen Fällen ist diese Analogie durchaus zutreffend. So verfügen sowohl das Gehirn als auch ein Computer über einen Kurzzeit- und einen Langzeitspeicher. Bei einem Computer wird der Kurzzeitspeicher im RAM (Arbeitsspeicher) abgelegt.
Was genau ist RAM?
RAM, die Abkürzung für Random Access Memory (Speicher mit wahlfreiem Zugriff), ist eine Komponente, die jeder schon einmal gesehen hat, der einen Laptop oder Desktop-Computer geöffnet hat. Das obige Bild zeigt moderne RAM-Module für Desktop-PCs. Diese sind mit einem schlanken Gehäuse ausgestattet, das als Kühlkörper dient. Wenn man kein übertaktender High-End-Nutzer ist, dient dies hauptsächlich der Optik (und einer einfacheren Installation).
Im Gegensatz dazu sind RAM-Module in Laptops oft einfacher aufgebaut, da der Platz hier eine entscheidende Rolle spielt. Zudem sieht man im Gegensatz zu modernen PC-Gehäusen mit transparenten Seiten das Innere eines Laptops selten. Es gibt jedoch auch Laptop-RAM, besonders bei Gaming-Modellen, mit Kühlkörpern.
Die Funktion von RAM
Wir wissen nun, dass diese Module im Motherboard eines PCs als System-RAM dienen und als Kurzzeitspeicher fungieren. Doch was bedeutet das konkret? Wenn man Aktionen am Computer ausführt, beispielsweise ein Textdokument öffnet, müssen die in dieser Datei enthaltenen Daten zugänglich sein. Solange man nicht an dem Dokument arbeitet oder auf „Speichern“ klickt, wird die aktuelle Version der Datei im Langzeitspeicher auf der Festplatte abgelegt.
Während man jedoch an der Datei arbeitet, werden die aktuellen Daten für einen schnelleren Zugriff im RAM gespeichert. Dies gilt für Tabellenkalkulationen, Textdokumente, Webseiten und Streaming-Videos.
Nicht nur Dokumentdaten werden im RAM gespeichert. Auch Programm- und Betriebssystemdateien können dort abgelegt werden, um Anwendungen und den Computer am Laufen zu halten. RAM ist aber nicht die einzige Quelle für den Kurzzeitspeicher. So verfügen Grafikkarten über ihren eigenen Grafik-RAM und Prozessoren über kleinere Daten-Caches.
Dennoch ist der RAM der zentrale Speicherort für Daten, die vom System aktiv genutzt werden.
Die Arbeitsweise von RAM
RAM besteht aus winzigen Kondensatoren und Transistoren, die elektrische Ladung speichern können, welche Datenbits repräsentiert. Dies ist ähnlich wie bei Prozessoren und anderen Teilen eines Computers. Diese elektrische Ladung muss kontinuierlich aufgefrischt werden. Geschieht dies nicht, verlieren die Kondensatoren sehr schnell ihre Ladung und die Daten gehen im RAM verloren.
Dass Daten bei Verlust der Ladung so schnell verloren gehen, macht das Speichern geänderter Daten auf der Festplatte oder SSD so wichtig. Aus diesem Grund verfügen viele Programme über eine automatische Speicherfunktion oder speichern nicht gesicherte Änderungen zwischen, falls es zu einem unerwarteten Herunterfahren kommt.
Unter bestimmten Umständen ist es Forensikern möglich, Daten aus dem RAM wiederherzustellen. Meistens sind die Informationen im RAM aber verloren, sobald man mit einer Datei fertig ist oder den Computer herunterfährt.
Was bedeutet DDR?
Corsair Vengeance, zu Zeiten von DDR3 (und mit etwas unordentlichem Aussehen).
Die aktuell am häufigsten verwendete Form von RAM ist DDR4. Es handelt sich hierbei um die vierte Version des Double Data Rate Synchronous Dynamic Random-Access Memory (DDR SDRAM). „Double Data Rate“ bedeutet, dass Daten zweimal pro Taktzyklus übertragen werden können, anstatt nur einmal. Dies verdoppelt effektiv die Speicherbandbreite und damit die Geschwindigkeit, mit der Daten in den und aus dem RAM verschoben werden können.
Vor DDR4 verwendeten Computer (wenig überraschend) DDR3. Es ist nicht ungewöhnlich, dass Computer noch immer mit DDR3-RAM betrieben werden. DDR4 kam Ende 2014 auf den Markt und wurde erst einige Jahre später zum Standard-RAM-Typ.
RAM-Module sind mit einer speziellen „Kodierung“ versehen, um zu verhindern, dass Benutzer verschiedene, nicht kompatible Generationen mischen. Wenn man sich beispielsweise das obige RAM-Modul ansieht, findet sich in der unteren Reihe eine kleine Aussparung. Bei DDR4 befindet sich diese Aussparung an einer anderen Position. Dies, zusammen mit anderen Unterschieden, macht es unmöglich, ein DDR3-Modul in einen DDR4-Steckplatz einzusetzen.
RAM gibt es auch in zwei Bauformen: DIMM und SODIMM. DIMM findet Verwendung in Desktop-Tower-PCs und Servern, während SODIMM in kleineren Geräten wie Laptops und kompakten Desktops eingesetzt wird. Einige vorgefertigte Computer (insbesondere Laptops) haben auch RAM-Module, die direkt auf das Motherboard gelötet sind. In diesem Fall gibt es keine RAM-Module, was eine Aufrüstung unmöglich macht.
Geschwindigkeiten, Spannungen und Kapazitäten
RAM-Module können auch mit RGB-Beleuchtung für Desktop-PCs ausgestattet sein.
Während die grundlegende Funktion von RAM einfach ist, gibt es viele unterschiedliche Variationen, sogar innerhalb von DDR4. RAM arbeitet beispielsweise mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, etwa 2.400, 3.000 oder 3.200 MHz. Erhältlich ist er auch in verschiedenen Größen, wie 4, 8 oder 16 GB.
Moderne Computer benötigen in der Regel zwei RAM-Module (die als Kit bezeichnet werden) gleicher Größe, um im sogenannten „Dual-Channel-Modus“ zu arbeiten. Das bedeutet im Grunde nur, dass ein PC mit zwei RAM-Modulen gleichzeitig arbeitet.
Viele Nutzer behaupten, dass man unterschiedliche RAM-Konfigurationen mischen kann, was meistens auch stimmt. Es ist jedoch viel einfacher, einen PC zu warten, wenn der RAM die gleiche Geschwindigkeit und Kapazität hat und wenn möglich, vom selben Hersteller stammt.
Auch die gleiche Spannung der RAM-Module ist ein wichtiges Kriterium, wobei viele Desktop-DDR4-Module standardmäßig mit 1,35 Volt arbeiten, was dieses Problem etwas reduziert. Bei Laptops und älteren RAM-Generationen sieht die Sache allerdings anders aus.
Wenn man nicht die gleiche RAM-Marke für einen Laptop bekommen kann, sollte man zumindest sicherstellen, dass Spannung, Geschwindigkeit und Kapazität identisch sind. Wie viel RAM man maximal nutzen kann, hängt auch davon ab, was das Motherboard unterstützt. Ein älterer Laptop kann beispielsweise nur bis zu 8 GB DDR3 verarbeiten.
Ein moderner Desktop-PC kann hingegen, je nach Prozessor und Motherboard, etwa 128 GB DDR4 aufnehmen. Für die meisten Benutzer sind jedoch 8 bis 16 GB ausreichend.
RAM ist viel komplexer, als es dieser grundlegende Überblick vermuten lässt. Wenn man übertaktet, werden Spannungen und Timings wichtig. Wenn nicht, hat man nun hoffentlich ein besseres Verständnis dafür, was RAM leistet und warum er eine so wichtige Komponente eines PCs ist.