Was ist SDRAM?
In modernen Computersystemen ist Synchronous Dynamic Random Access Memory (SDRAM) der mit Abstand am weitesten verbreitete Arbeitsspeicher. Mittlerweile werden die Begriffe RAM und DDR-SDRAM im Zusammenhang mit PCs häufig sogar synonym verwendet. Eine der wichtigsten Eigenschaften von SDRAM ist, dass er die Schreib- und Lesezugriffe am Systemtakt orientiert – also synchron zum Speicherbus arbeitet. Die Bezeichnung Synchronous DRAM leitet sich aus diesem Umstand ab.
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SDRAM einfach erklärt
Die Art und Weise, wie SDRAM arbeitet, nämlich synchron zum Speicherbus, ist einer der zentralen Gründe für dessen Erfolg. Denn durch die Synchronität wird die Ansteuerung des Speichers beschleunigt und vereinfacht. Zudem kann Synchronous DRAM programmiert werden, wodurch er auf jede Art von Anwendung angepasst werden kann.
Der Speicherbus des SDRAM verbindet die Speichermodule mit dem Speichercontroller von CPU oder Chipsatz. SDRAM-Speicherbusse arbeiten mit parallelen asymmetrischen Signalen. Charakteristisch sind hohe Geschwindigkeiten und kurze Timings. Dabei erlaubt der Speicherbus den Signaltransfer in beide Richtungen.
Jedes SDRAM-Modul verfügt über eine Art digitales Datenblatt, das im SPD-EEPROM gespeichert ist und vom BIOS ausgelesen werden kann. Aufgrund der darin enthaltenen Informationen nimmt das BIOS die Konfiguration des Speichercontrollers vor.
Seit 1999 setzen die Hersteller von Arbeitsspeichern auf das Double-Data-Rate-Verfahren (DDR). Dieses ermöglicht eine Verdopplung der Übertragungsbandbreite von SDRAM. Dabei muss zwischen der tatsächlichen I-/O-Taktfrequenz und der effektiven Taktfrequenz von DDR-SDRAM unterschieden werden, denn letztere ist doppelt so hoch. Ein DDR4-SDRAM-Modul mit einer tatsächlichen Taktfrequenz von 1600 MHz leistet effektiv 3200 MHz.
Die Entwicklung von Synchronous DRAM
Die Geschichte von SDRAM beginnt im Jahr 1997, als dieser den EDO-RAM ablöst und seinen bis heute andauernden Siegeszug antritt. Mit dem Wechsel von EDO-RAM zu SDRAM änderten sich auch die Speicherriegel: Waren zuvor noch Single In-Line Memory Module (SIMM) gebräuchlich, setzte man ab dem SDRAM-Standard auf Dual In-Line Memory Module (DIMM).
Mit der ersten Generation von Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory (DDR-SDRAM) im Jahr 1999 – einer Weiterentwicklung des Synchronous DRAM – wurde der Grundstein für die heute verbreiteten Arbeitsspeicher gelegt.
DDR2-SDRAM war ab 2003 verfügbar und stellte die zweite Generation dieser Art des Arbeitsspeichers dar. Bereits vier Jahre später erschien mit DDR3-SDRAM die dritte Generation und seit 2014 ist der noch immer weit verbreitete DDR4-SDRAM auf dem Markt. Mittlerweile ist mit DDR5-SDRAM die fünfte Generation auf dem Markt. Diese soll die Erfolgsgeschichte fortschreiben.
Anwendungsbeispiele für SDRAM
SDRAM ist heute, vor allem in Form von DDR-SDRAM-Speichermodulen, in Computern aller Art zu finden. PCs aus dem Konsumenten-Bereich sind in der Regel mit einem oder mehreren SDRAM-Riegeln ausgestattet.
Ein normaler Office- oder Home-PC verfügt heute normalerweise über DDR4-SDRAM mit einer Kapazität im Bereich von 4 bis 16 GB und effektiven Taktfrequenzen zwischen 1600 und 3200 MHz. Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory für Gaming-PCs verfügt im Normalfall über größere Speichermengen ab 16 GB und höhere effektive Taktfrequenzen.
In Servern kommt der besondere ECC-SDRAM zum Einsatz, der mit seiner Fähigkeit, Fehler in den Daten zu erkennen, für erhöhte Sicherheit sorgt. Laptops werden – statt mit DDR-SDRAM-DIMMs – mit einem kleineren Formfaktor von DDR-SDRAM-Modulen, den sogenannten SO-DIMMs (Small Outline Dual Inline Memory Modules), bestückt.
Quellen und Weblinks
- SDRAM – Elektronik-Kompendium
- Was ist ein SDRAM?
- Welche Unterschiede bestehen zwischen SDRAM?
- Was man über Arbeitsspeicher wissen sollte
- RAM-Speicher – PC Magazin
