Tổng hợp các loại RAM phổ biến hiện nay: Đặc điểm và cách chọn lựa

Hầu hết các thiết bị điện tử hiện đại như máy tính, laptop hay điện thoại thông minh đều cần đến RAM để thực hiện các tác vụ tính toán. Vậy RAM là gì, có bao nhiêu loại phổ biến hiện nay và làm thế nào để chọn lựa RAM phù hợp cho thiết bị của bạn? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

Các thiết bị điện tử từ máy tính bàn, máy tính bảng, hệ thống chơi game cầm tay cho đến điện thoại thông minh đều sử dụng RAM. Các loại RAM phổ biến hiện nay bao gồm:

RAM tĩnh (Static RAM, viết tắt SRAM)

• Thời gian xuất hiện trên thị trường: Thập niên 1990 cho đến nay.
• Ứng dụng: Sử dụng phổ biến trên máy ảnh kỹ thuật số, máy in, màn hình LCD, bộ định tuyến.

SRAM là một trong hai loại bộ nhớ cơ bản. Loại RAM này cần được cung cấp nguồn điện cố định để hoạt động và dữ liệu sẽ mất đi khi ngắt nguồn điện.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của SRAM

SRAM chứa các mạch có khả năng lưu trữ thông tin khi có dòng điện ổn định chạy qua. Để kết nối chốt với hai dòng bit, hệ thống sử dụng hai bóng bán dẫn T1 và T2 hoạt động như công tắc.

Khi không có dòng điện, các bóng bán dẫn tắt nhưng chốt vẫn lưu trữ thông tin của nó. Quá trình truy xuất dữ liệu (đọc/ghi) được điều khiển thông qua bộ giải mã địa chỉ để đóng mở các bóng bán dẫn này.

Ưu và nhược điểm của SRAM

SRAM tiêu thụ điện năng thấp và có tốc độ truy cập nhanh hơn DRAM. Tuy nhiên, dung lượng bộ nhớ thấp và chi phí sản xuất cao khiến nó thường chỉ được dùng trong bộ đệm CPU (L1, L2, L3), bộ đệm ổ cứng hoặc bộ chuyển đổi tín hiệu DAC.

RAM động (Dynamic RAM, viết tắt DRAM)

• Thời gian xuất hiện trên thị trường: Từ năm 1970 đến giữa năm 1990.
• Ứng dụng: Thường sử dụng trên máy chơi game video, phần cứng mạng.

DRAM cần một nguồn năng lượng “sạc theo định kì” để hoạt động. RAM động lưu mỗi bit dữ liệu trong một tụ điện riêng biệt trên một mạch tích hợp. Do dữ liệu có xu hướng mất đi theo thời gian, các tụ điện phải được sạc lại liên tục. Dữ liệu cũng sẽ mất đi khi nguồn điện bị ngắt.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của DRAM

Cấu tạo của DRAM đơn giản hơn SRAM, chỉ sử dụng một bóng bán dẫn và một tụ điện trong mỗi tế bào.

Thông tin được lưu trữ dưới dạng điện tích trên tụ điện. Việc đọc dữ liệu phải được thực hiện chính xác trước khi điện tích trên tụ bị giảm dần dưới mức ngưỡng cho phép.

Ưu và nhược điểm của DRAM

DRAM có chi phí sản xuất thấp và dung lượng lớn hơn SRAM. Tuy nhiên, tốc độ truy cập chậm hơn và tiêu thụ điện năng cao hơn, do đó thường được ứng dụng làm bộ nhớ hệ thống hoặc bộ nhớ đồ họa.

RAM động đồng bộ (SDRAM)

• Thời gian xuất hiện trên thị trường: Từ năm 1993 đến nay.
• Ứng dụng: Sử dụng trên bộ nhớ máy tính và máy chơi game video.

SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) được phát triển từ DRAM để hoạt động đồng bộ với đồng hồ CPU. Đặc điểm nổi bật của SDRAM là khả năng xử lý song song các lệnh chồng chéo, giúp tăng tốc độ truyền tải và hiệu năng tổng thể của hệ thống.

RAM động đồng bộ tốc độ dữ liệu đơn (SDR SDRAM)

• Thời gian xuất hiện trên thị trường: Từ năm 1993 đến nay.
• Ứng dụng: Phổ biến trên bộ nhớ máy tính và máy chơi game video.

SDR SDRAM là phiên bản mở rộng của SDRAM. “Tốc độ dữ liệu đơn” có nghĩa là bộ nhớ xử lý một lệnh đọc và một lệnh ghi trên mỗi chu kỳ xung nhịp.

RAM động đồng bộ tốc độ dữ liệu kép (DDR SDRAM)

• Thời gian xuất hiện trên thị trường: Từ năm 2000 đến nay.
• Ứng dụng: Phổ biến trên bộ nhớ máy tính.

DDR SDRAM hoạt động giống SDR SDRAM nhưng có tốc độ nhanh gấp đôi, cho phép xử lý hai lệnh đọc và hai lệnh ghi trên mỗi chu kỳ xung nhịp.

DDR2 SDRAM

Là phiên bản nâng cấp của DDR với khả năng chạy ở tốc độ xung nhịp cao hơn, điện áp thấp (1,8 V) và có 240 chân kết nối.

DDR3 SDRAM

Cải thiện hơn so với DDR2 thông qua xử lý tín hiệu tiên tiến, cung cấp dung lượng lớn hơn, mức tiêu thụ điện thấp (1,5 V) và tốc độ xung nhịp lên đến 800 MHz.

DDR4 SDRAM

DDR4 cung cấp hiệu suất vượt trội so với DDR3 nhờ công nghệ xử lý tín hiệu mới, dung lượng bộ nhớ lớn, điện áp chỉ 1,2 V và tốc độ xung nhịp lên tới 1600 MHz với cấu hình 288 chân.

RAM đồ họa đồng bộ tốc độ dữ liệu kép (GDDR SDRAM)

• Thời gian xuất hiện trên thị trường: Từ năm 2003 đến nay.
• Ứng dụng: Thẻ đồ họa video và một số máy tính bảng.

GDDR SDRAM được phát triển từ DDR SDRAM với thiết kế chuyên biệt cho đồ họa video, thường kết hợp với GPU. Loại RAM này tập trung vào việc xử lý băng thông dữ liệu khổng lồ.

Bộ nhớ flash (Flash Memory)

• Thời gian xuất hiện trên thị trường: Từ năm 1984 đến nay.
• Ứng dụng: Máy ảnh kỹ thuật số, điện thoại thông minh, máy tính bảng và hệ thống chơi game cầm tay.

Bộ nhớ flash thuộc dạng dữ liệu không biến mất, nghĩa là thông tin được giữ lại ngay cả sau khi ngắt nguồn điện. Có hai kiểu chính là NAND và NOR.

Tóm lại, trên thị trường có hai loại RAM cơ bản là SRAM và DRAM, từ đó phát triển thành nhiều dòng sản phẩm chuyên biệt. Bên cạnh đó, bộ nhớ flash cũng đóng vai trò quan trọng trong các thiết bị di động hiện nay. Trước khi chọn RAM, bạn hãy chú ý đến 3 thông số quan trọng: dung lượng, chủng loại (DDR2, DDR3, DDR4,…) và tốc độ BUS của RAM.