Random Access Memory bedeutet übersetzt "Speicher mit wahlfreiem
Zugriff". Der Name rührt daher, dass auf jede Speicherstelle des
Arbeitsspeichers gleich schnell zugegriffen werden kann. Dies ist z.B.
bei der Festplatte oder der CD-ROM nicht möglich, da der
Schreib/Lesekopf erst an die entsprechende Position gebracht werden muss.
Der RAM kann als "Kurzzeitgedächtnis" des Computers bezeichnet werden.
Er bestimmt, wieviele Programme gleichzeitig laufen können. Die Daten die
zum Ausführen eines Programmes notwendig sind, bzw. bearbeitet werden sollen
werden temporär im RAM gespeichert. Möchte mann z.B. ein Bild mit einem
Bildverarbeitungsprogramm bearbeiten, so ist ein großer RAM von Vorteil, damit
die Daten nicht ständig von einem anderen Speichermedium mit wesentlich längerer
Zugriffszeit gelesen werden müssen. Der RAM wird daher auch als Arbeits- oder
Hauptspeicher bezeichnet.
Da die Datenspeicherung im RAM durch Spannungen erfolgt, werden die Daten nur so lange
gespeichert, wie der RAM mit Strom versorgt wird und erlischen nach dem Ausschalten des
Rechners. Dies ist der zweite wesentliche Unterschied zu anderen Speichermedien.
Prinzipiell gibt es zwei Basis-RAM-Typen: den SRAM (static RAM) und den DRAM (dynamic RAM).
Die folgende Tabelle fasst die wesentlichen Merkmale dieser beiden RAM-Typen zusammen.
SRAM | DRAM |
Speichern durch Transistoren Zugriffszeit: 6-12ns 6 Transistoren pro Bit kein Refreshzyklus notwendig schneller als DRAM 1-Bit Speicherung |
Speichern durch Kondensatoren Zugriffszeit: 50-70ns 1 Transistor + 1 Kondensator pro Bit größere Packungsdichte preiswerter als SRAM 1-Wort Speicherung |
Die Speicherzellen eines RAM Bausteins sind matrixförmig angeordnet. Die Adressierung erfolgt über die Zeilen- und Spaltenadresse. Zur Adressierung eines Bausteins mit 4 Zellen werden 2-Bit Adressierungsdaten benötigt, für 8 Zellen 3-Bit Adressierungsdaten usw. Die folgende Graphik soll die Adressierung einer Speicherzelle visualisieren:
Außerdem werden folgende Signale benötigt:
Das R/W (read/write)-Signal legt fest, ob das Speicherelement gelesen oder beschrieben werden soll
Nur wenn die Speicherzelle mittels Spalten- und Zeilenadresse adressiert ist und das CS-Signal gesetzt ist, ist die Speicherstelle vollständig selektiert. Ist das R/W-Signal nicht gesetzt, so wird die Information Din an die Speicherstelle geschrieben, ist es gesetzt, so wird die gespeicherte Information gelesen und das Din ignoriert.
Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene Arten Speicherzellen in RAM Bausteinen: im S-RAM wird ein Bit mittels eines Flip-Flops und im D-RAM mittels eines Kondensators gespeichert:
![]() Bild 2: Speicherprinzip eines DRAM |
DRAM |
![]() Bild 3: Funktionsprinzip eins SRAM |
SRAM |
Es gibt zahlreiche unterschiedliche Arten RAM, von denen ich die gängigsten zusammengestellt habe. Beginnend mit den Basisvarianten SRAM und DRAM bis hin zu dem zur Zeit (2002) in den meisten neuen PC's eingebautem DDR-RAM.
SRAM | (Static RAM) Speichern durch Flip-Flops, schnell, da kein Refresh Zyklus not-wendig. |
DRAM | (Dynamic RAM) Speichern durch Kondensatoren, Refresh Zyklus notwendig. |
FPM-RAM | (Fast Page Mode RAM) schneller durch effizientere Adressierung. |
EDO-RAM |
(Extended Data Output DRAM) wie FPM-RAM, nur dass Adressieren und Lesen gleichzeitig erfolgt. |
SD-RAM |
(Synchronous DRAM) arbeitet synchron zum Prozessortakt und hat zwei Speicher-bänke von denen abwechselnd gelesen wird, sodass die Erholungszeit ausgeglichen wird. Außerdem können Daten durch das Pipeline Verfahren gleichzeitig gelesen und geschrieben werden. |
DDR-RAM |
(Double Data Rate RAM) doppelte Übertragung, wie SDRAM, da auf- und absteigende Taktflanken genutzt werden. |
RD-RAM |
(RAMBUS-DRAM) "neuere" Technik, die höhere Taktfrequenzen erlauben soll. Wird z.B. in der Nintendo64 Konsole verwendet. |
RAM Bausteine werden auf Platinen gelötet, die dann auf das Mainboard aufgesteckt werden. Hier gibt es verschiedene Arten:
SIMM: single in-line memory module, als:
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DIMM: double in-line memory module:
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RIMM: rambus in-line memory modules, als:
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Die folgenden vier Tabellen geben eine kurze Übersicht, wieviel RAM wofür benötigt wird:
Windows 95 | 8 MB RAM |
Windows NT | 16 MB RAM |
Linux | 8 MB RAM | Mac OS2 | 4 MB RAM |
MS Word | 24 MB RAM (Windows 98) 32 MB RAM (Windows NT, 2000) 64 MB RAM (Windows 200 Professionell) |
Mathematica | 64 MB RAM |
Adobe Photo Shop | 128 MB RAM |
Netscape | 64 MB RAM |
Internet Explorer | 16 MB RAM |
Sim City 3000 | 32 MB RAM |
Half Life | 24 MB RAM |
Anno 1503 | 64 MB RAM |
NES | 2kB RAM + 2kB Video RAM |
N64 | 4,5 MB R-DRAM |
Playstation 2 | 32 MB RAM |
TI 89 | 188kB RAM |