Datamaskinens minne og lagring kommer i mange former og størrelser: RAM, ROM, SSD, HDD, EFI, cache og tape backup... Men hva er det viktigste?
Den første iPhone ble lansert i 2007 og hadde 4 GB til 8 GB lagringsplass – der alle filer som bilder og musikk ble oppbevart. I dag kan du hente en Android-smarttelefon med 512 GB lagringsplass, 64 ganger mer enn den originale iPhonen.
I teknologi er 16 år århundrer. Men det er ikke hele historien. For eksempel har minne og lagring lignende funksjoner – skjerming av biter og byte – men fungerer annerledes.
Hva er forskjellen mellom minne, lagring og hurtigbuffer?
Folk bruker "minne" og "lagring" som synonymer. Det er fornuftig, men er feil, likevel. Likheten er tydelig; både holder data og måles i byte, men bruken er forskjellig.
Lagring er fokusert på langsiktig, vel... Oppbevaring. Filer oppbevares der, uforstyrret, til de trengs. Mens minne (Random Access Memory—RAM) handler om dataene datamaskiner trenger for å få rask tilgang. For eksempel lagres filer som brukes, data relatert til åpne apper og viktige operativsystemfiler i systemminnet. Det er fordi minne er raskere enn lagring. Dessverre er det også dyrere, så RAM-kapasiteten er mindre enn lagring.
Men vi går foran oss selv. La oss forklare hver enkelt i detalj.
CPU Cache-minne
RAM står for random access memory. Som forklart ovenfor, er det her data lagres for å være lett tilgjengelig.
Imidlertid ble cache-minne opprettet på 1980-tallet fordi minnet ikke var raskt nok den gang. Cache-minne fungerer på samme måte som RAM, men raskere. Den ligger på toppen av hastighetskartene og er direkte integrert i den sentrale prosessorenheten (CPU) som datamaskinen din er bygget rundt.
Cache er lynrask, men koster enda mer enn RAM. Dens små kapasiteter viser det. For eksempel har de fleste datamaskiner i dag rundt 8-32 GB RAM. I motsetning, den raskeste cachen, L1, har vanligvis kilobyte lagringsplass, mens L3-cachen (den største) fyller på noen dusin megabyte (selv om noen CPUer nå har L3-cacher som måler i hundrevis av megabyte).
Random Access Memory (RAM)
En lagret fil, når den åpnes, kopieres til RAM. Apper som kjører for øyeblikket og enkelte deler av operativsystemet holdes også der. RAM ble opprettet rundt slutten av 1940-tallet, slik at data kan lagres og hentes i hvilken som helst rekkefølge - derav det "tilfeldige" navnet. RAM er "flyktig lagring". Innholdet blir slettet når enheten slås av, og strømmen slutter å flyte.
Det finnes mange typer RAM også.
SDRAM
Datamaskiner siden 1990-tallet har brukt Synchronous Dynamic RAM (SDRAM). Det er det noen mener når de sier "denne datamaskinen har 16 GB RAM".
Mange enheter bruker nå DDR5 RAM (Double Data Rate 5th Generation minne—den nyeste versjonen i skrivende stund) som SDRAM. Imidlertid er det fortsatt dyrt, så DDR4 forblir mainstream. Du finner til og med eldre DDR3-moduler i eldre datamaskiner og telefoner.
Minnemoduler er tilgjengelige i to størrelser: DIMM for stasjonære datamaskiner og SODIMM for bærbare datamaskiner og små datamaskiner. Nylig har en ny formfaktor, CAMM, blitt foreslått for bærbare datamaskiner. CAMM har fordeler fremfor SODIMM men er ikke en utbredt standard ennå.
Nå er det vanligvis to typer SDRAM: moduler eller loddet. Formfaktorer er forskjellige, men de fungerer på samme måte.
Loddet RAM brukes i smarttelefoner, nettbrett og enkelte bærbare datamaskiner. Moderne Apple-datamaskiner bruker også loddet RAM fordi det kan forbedre ytelsen. Bærbare datamaskiner med loddet RAM kan ha ett eller flere minnespor for fremtidig utvidelse, men det er ofte ikke tilfelle. Datamaskiner som kun bruker loddet RAM kan ikke oppgraderes. De kan vanligvis tilpasses under kjøp, men du kan ikke utvide dem senere.
Video RAM (VRAM)
Noen ganger krever data høyere hastigheter enn SDRAM, men det er mer enn cachekapasiteten. Det vanligste eksemplet er grafikkintensive oppgaver – tungt spill, videoredigering eller 3D-modellering.
Disse trenger det passende navnet video RAM (VRAM). GDDR6X, den raskeste typen for øyeblikket, overgår DDR5s hastigheter 20 ganger. Den er også loddet inn i GPUen, noe som sikrer lavere ventetid. Dessverre kan du ikke bare kjøpe mer VRAM ettersom det er loddet på diskrete grafikkort, selges ikke som moduler.
Integrerte GPUer (iGPUer) er også vanlige. De er integrert i CPU og har en liten mengde dedikert VRAM (megabyte versus gigabyte for en dedikert GPU). Integrerte GPUer bruker enhetlig minne, som er SDRAM som deles mellom CPU og iGPU. CPU-en definerer hvor mye RAM som er tilgjengelig for grafikk, og tar tilbake noe ved behov. Ulempene med enhetlig minne er lavere båndbredde og kapasitet.
Ikke-flyktig RAM (NVRAM)
Vi sa at RAM er flyktig, ikke sant? Men det er en feilbetegnelse: Non-Volatile RAM (NVRAM). Opprettet på 1960-tallet har den ulemper sammenlignet med flyktig RAM, så sistnevnte er mer populær.
En nylig "vellykket" NVRAM var Intels og Microns Optane. Ser ut som – og noen ganger fungerer som – en raskere PCIe SSD, Optane fungerte som RAM med spesifikke Intel-CPUer. Det var ikke så raskt som SDRAM, med priser og kapasitet også i mellom. Produsenter avviklet Optane i 2021.
Det er to - kanskje en og en halv - veldig spesifikke typer NVRAM som er mye brukt. Den første brukes med UEFI i moderne hovedkort (UEFI erstatter den eldre BIOS). UEFI-innstillingene beholdes i NVRAM siden den laster inn før lagring er tilgjengelig. Selve UEFI er lagret i en ROM-brikke - mer om det snart.
Den "halve" typen er flyktig RAM som bruker batterier for å forbli drevet med enheten slått av. Dette brukes til å beholde små mengder data som trengs for enklere oppgaver. Hovedkort som fortsatt bruker den eldre BIOS bruker dette. Eldre spillkonsoller som brukte kassetter og/eller minnekort lagrer lagrede filer ved hjelp av flyktig RAM og et batteri.
Skrivebeskyttet minne (ROM)
Disse spillkassettene er lagret på ROM-brikker, det samme er UEFI og BIOS. Enhver ikke-overskrivbar optisk disk, for eksempel en Blu-ray, er også en type ROM.
Men her og der slipper produsentene UEFI-oppdateringer. Så hvordan er de "skrivebeskyttet" hvis de kan skrives?
Disse er Electrically Erasable ROM (EEPROM). Oppdateringer på EEPROM gjøres gjennom svært langsomme og forsiktige prosesser. Det er fordi en UEFI- eller BIOS-oppdatering som har gått galt kan skade hovedkortet ditt.
Vanlig ROM må også skrives. Igjen, detaljene avhenger av media. For eksempel kan optiske ROM-er skrives til én gang, mens ROM-brikker trenger industrimaskineri, og deretter bli skrivebeskyttet. Programmerbar ROM (PROM) kan skrives av rimeligere enheter, og er vanlig blant hobbyister.
Datalagring: Fra papp til sky
Som forklart før, holder lagring data på lang sikt. De første datamaskinene brukte perforert papp til dette. De inneholdt dataprogrammer og måtte nøye gjennombores med en binær kode som kan leses av maskinen – definitivt ikke brukervennlig.
Magnetisk lagring
Den første massive utviklingen innen datalagring skjedde på 1950-tallet da magnetbånd ble brukt til å holde større mengder data.
Magnetisk lagring var en god idé, så harddisker bygget på det. Harddisker (HDDer) har vært hovedtypen for datamaskinlagring fra 1960-tallet til i dag. Men selv beste harddisker trenger bevegelige deler som gjør enheter sårbare for skade og støthastighet.
Flash-minne, for eksempel solid-state-stasjoner (SSD-er), løser begge problemene. Laget av silisiumbrikker, som RAM, leser og skriver denne typen lagring data elektrisk.
Ekstern lagring: Data på farten
Alt det mediet kalles intern lagring: ting som holdes inne i datamaskinen og brukes bare der. Men alle må ta data et sted nå og da.
Ekstern lagring er faktisk like gammel som datamaskinene selv. Perforerte kort ble satt inn i et spor, så teknisk flyttbar lagring. Bånd kunne lagre permanente data, men harddisker kom kort tid etter og var betydelig bedre. Båndet var billigere å lage og mindre og ble populært som eksterne medier.
Først ble den erstattet av disketter. Optiske stasjoner burde vært neste steg, men de overskrivbare versjonene var for dyre.
Så kunder flyttet raskt til flash-lagring. Tommelstasjoner og eksterne harddisker eller SSD-er – det samme som deres interne motstykker, men med USB.
Skylagring erstatter flash som eksternt medium. Men siden den trenger en konstant internettforbindelse, vil den ikke erstatte bærbar ekstern lagring helt.
Sikkerhetskopiering
Til slutt er det backuplagring. Det fungerer som alle andre lagringstyper – mediene er de samme. Forskjellen er intensjonen: sikkerhetskopiering er en feilsikker.
Intern sikkerhetskopiering – når den interne lagringen består av to eller flere disker som kopieres i sanntid – er ikke mye brukt av folk flest, men er avgjørende for bedrifter. Eksterne sikkerhetskopier, som USB-harddisker eller SSD-er, nettverkstilkoblet lagring (NAS), og til og med skyløsninger, er mer vanlig.
Bedrifter som trenger enorme mengder backup redundans tyr ofte til "kald backup". Dette skjer sjeldnere, og lagringen kobles fra datamaskiner når den ikke er i bruk. Merkelig nok er magnetbånd, brukt i "katastrofegjenoppretting", fortsatt vanlig i dag.
Buffer, lagring og minne spiller alle forskjellige roller
Buffer, minne og lagring spiller alle forskjellige, men viktige roller for å holde datamaskinen i gang. I fremtiden vil vi sannsynligvis se kapasiteten til alle disse minnetypene øke, og forskning på dette er et konkurransedyktig område.