Teollisuuden tietokoneistamisesta sekä itse IT-teollisuudesta on tullut yksi nykyajan tunnuksia. Tällainen intensiivinen elektroniikan käyttö edellyttää sen sopeuttamista paitsi jatkuvaan käyttöön, myös äärimmäisiin, usein erittäin vaativiin käyttöolosuhteisiin.
Teolliset muistimoduulit muodostavat uuden osan TME:n tuotevalikoimaan. Ensimmäisinä myyntiluetteloomme ovat päässeet GOODRAM-muistit. GOODRAM on yli 30 vuotta toiminut puolalainen yritys. Se on tällä hetkellä Euroopan ainoa RAM-muistien valmistaja ja tunnettu luotettavana toimittajana sekä Euroopan Unionissa että muualla.
Haluamme tutustuttaa asiakkaamme paitsi GOODRAMin tuotetarjontaan, myös perustietoihin tietokoneissa, palvelimissa, teollisuusautomaatio-ohjaimissa ja integroiduissa pienikokoisissa järjestelmissä käytettävistä muisteista, kuten IoT tai embedded.
Artikkelissa käsittelemme seuraavia aiheita:
- Miksi tietokone tarvitsee RAM-muistia?
- SDRAM, SODIMM ja muita tietokonetekniikkaan liittyviä lyhenteitä
- Miten RAM-muistia sovelletaan teolliseen käyttöön?
- Miten DDR3, DDR4 ja DDR5 eroavat toisistaan?
RAM-MUISTISTA LYHYESTI
RAM-muistion tietokoneen tärkeimpiä komponentteja jota ilman tietokonetta ei pysty käynnistämään. Prosessori (CPU) säilöö tietoja RAMiin, joten muisti ohjataan suoraan keskusyksiköstä. Modernimmissa järjestelmissä RAMilla voi olla myös muita toimintoja. Se voi esimerkiksi toimia yhdessä grafiikkaprosessori (GPU):n kanssa. Toisin sanoen keskusmuistin nopeus ja laatu vaikuttavat suoraan tietokoneen toimintaan. Lisäksi näiden komponenttien kehitys liittyy prosessoriarkkitehtuurin kehitykseen ja muistimoduulia valittaessa tulee aina ottaa huomioon, tukeeko tietty CPU-malli sen nopeutta, kapasiteettia ja versiota. Vastaavat tiedot annetaan aina prosessorin teknisissä tiedoissa.
Lyhenteistä
Ennen kuin tutustumme GOODRAM Industrial-keskusmuistien etuihin kilpaileviin tuotteisiin verrattuna, on syytä tarkistaa RAMin tiedoissa käytettävät lyhenteet.
RAM
Itse RAM on lyhenne sanoistaRandom Access Memory, eli suorasaanti- tai hajasaantimuisti. Kyse on siis elektroniikkalaitteesta, jossa ohjausyksiköllä voi olla pääsy mihin tahansa muistisoluun (bittiin, tavuun) kun sen osoite on annettu. Sellaisia järjestelmiä käytetään prosessoreiden keskusmuistina, sillä ne pystyvät hallitsemaan tietojen järjestelyä, kirjoittamaan tarpeettomien tietojen päälle jne. Tällaisella muistilla pystytään myös optimoimaan ohjelmistoja, etenkin kun käytetään matalan tason ohjelmointikieiä (esim. C:tä).
DRAM
DRAM viittaa erään keskusmuistin rakentamiseksi käytettävään piiriin. DRAMin muistisolut tehdään nimittäin MOS-transistoreilla, joiden hilat pidetään jännitteisinä tai jännitteettöminä lataamalla tai purkamalla hilaan liitetty kondensaattori. Kondensaattoreiden erittäin pienen kapasitanssin sekä niiden vuotovirtojen takia tämäntyyppiset muistit edellyttävät määräaikaista uusimista – tästä syystä RAM0lyhenteeseen on lisätty D, joka tässä tarkoittaaDynamic . Staattiset muistit (SRAM) taas eivät tarvitse uusimista, sillä niiden rakenne perustuu kiikkuhan. SRAM-muistisolujen valmistus on kuitenkin kalliimpaa.
SDRAM
Eli:SynchronousDynamicRandom Access Memory . Tässä ”S”, Synchronous, viittaa järjestelmäväylän kanssa synkronoituun toimintaan. Tällainen muisti vastaanottaa käskyt prosessorilta dataväylän ja ajastussignaalin kautta lähetettyjen komentojen muodossa. Se mahdollistaa jonottaa tehtäviä ja lähettää tietoja paketteina. Sellaisina omalla ohjaimella varustetut RAM-moduulit toimivat huomattavasti nopeammin.
DDR
DDR liittyy ensisijaisesti eri sukupolvien toimintamuistiin (esim. DDR3), joista lisää alempana. Itse lyhenne viittaa kuitenkin eri väylissä käytettävään tekniseen ratkaisuun. Nimittäin DDR tarkoittaa,Double Data Rate tiedonsiirtoa kommunikoivien järjestelmien välillä tapahtuu sekä nousu- että laskuaikarampilla. Toisin sanoen väylätaajuus kaksinkertaistuu.
DIMM
DIMM, Dual In-line Memory Module, viittaa RAM-muistin moduulimuotoon. Kyse on riippumattoman amerikkalaisen elektroniikka-alan neuvoston JEDECin standardista. Nykyään useimmissa tietokoneissa käytetään juuri siinä muodossa rakennettua muistia, jossa liittimet on sijoitettu piirilevyn molemmille puolille, mikä epäsuorasti tarkoittaa sitä, että ne ovat yhteensopivia 64-bittisen väylän kanssa (yksipuolisen moduulit toimivat vain 64-bittisen väylän kanssa).
SODIMM
SODIMMtai SO-DIMM on pienikokoinen DIMM-muisti – englanniksi SO tarkoittaa tässäSmall Outline. Tällaisia muistimoduuleja käytetään pienikokoisissa laitteissa (kannettavassa tietokoneessa, reitittimessä, teollisuustietokoneessa jne.), kun taas DIMM-versioita (suuremmalle piirilevylle sijoitettuna) käytetään pöytätietokoneissa, palvelimissa ja niihin verrattavissa laitteissa, joissa pieni ero komponenttien koossa ei ole kovin tärkeä.
Mikä tekee GOODRAM-tuotteista erottuvan?
Teolliseen käyttöön tarkoitetut elektroniikkalaitteet on valmistettava huomioiden komponenttien lujuus ja kestävyys. GOODRAM Industrial -sarjojen muistimoduulit soveltuvat juuri teollisiin olosuhteisiin. Ne on muokattu siihen mm. varmistamalla hyvä lämpötoleranssi (moduulien käyttölämpötila-ala on 0°C – 85°C), sekä käyttämällä korkealaatuisia sirujat. Jotkin muisteista ovat integroitavissa ECC:hen (ErrorCorrectionCode), jossa havaitaan ja korjataan tiedonsiirtovirheet ja varmistetaan täten, että tietokone toimii keskeytymättömästi jatkuvasta kuormituksesta huolimatta. Valmistaja testaa moduuliensa lujuutta ja lämmönkestävyyttä laajasti ja tuotanto tapahtuu EU:ssa sijaitsevassa tehtaassa.
GOODRAM Industrial -muistit on suunniteltu ja valmistettu sovellettavaksi autoteollisuudessa, kodinkoneissa ja teollisissa koneissa sekä itsepalvelukassojen, pakettikaappien, lippuautomaattien, IoT-laitteiden (Internet of Things) ja sairaalalaitteiden rakentamiseen.
DDR-MUISTIN SUKUPOLVET
Kuten edellä mainittiin, DDR liittyy eri sukupolvien tietokonemuistiin. GOODRAM Industrial -muisteista tarjolla on kolme tavallisinta RAM-muistia: DDR3, DDR4, DDR5. Nämä eivät ole keskenään vaihdettavia ja niiden valmistusprosessi vaikuttaa suoraan parametreihin ja ominaisuuksiin. Alempana esittelemme kuvauksen TME-luettelosta saatavilla olevista muisteista.
DDR3
DDR3 on vielä eri laitteissa, etenkin niissä, joihin on käytetty vanhemmat emolevymallit. GOODRAM-muistit soveltuvat hyvin myös vanhempien järjestelmien kehittämiseen tai huoltoon. DDR3-muistit käyttävät vähemmän energiaa kuin edeltäjänsä, minkä takia ne ovat yleistyneet mobiililaitteissa ja pienikokoisissa tietokoneissa. Tarjolla olevat teollisuusmuistit ovat yhteensopivia enintään1600MHz:n tajuisiin väyliin ja niiden kapasiteetti on 2GB, 4GB tai 8GB.
DDR4
DDR4 on nyt yleisin muistityyppi. Se toi markkinoille innovaatioita: käyttöjännite oli pienempi (1,2V DC), siinä otettiin käyttööntarkistusbitti osoitteessa sekä DBI-toiminto (Data Bus Inversion), jolla siirretty tieto voidaan kääntää binaarisesti, mikä vähentää RAMin käytettävää energiaa. GOODRAMIndustrial DDR4-muistit ovat saatavilla kapasiteetilla 4GB–32GB, ajastustaajuudeltaan ne ovat enintään 3200MHz. Näin siirtonopeus voi olla jopa 25600MB/s.
DDR5
DRAMin uusin sukupolvi. Tekniset muutosten, kuten tarkoitukseen räätälöidyn energiankäyttöhallintajärjestelmän ansiosta energiankäyttöä on vähennetty ( 15%verrattuna edeltäviin ratkaisuihin). Uudella rakenteella on saatu aikaan paremmat parametrit ja tiedonvaihdon vakaus ja yksinkertaistettu emolevyt. Lisäksi DDR5 toimii kahdella 32-bitin kanavalla, minkä ansiosta muistin toimintakapasiteetti on kaksinkertainen. TME:n luettelosta GOODRAM Industrial löytyy 8GB, 16GB tai 32GB:n 4800MHz DIMM ja SODIMM-muisteja.
Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.:n laatima teksti (https://www.tme.eu/fi/news/library-articles/page/54467/goodram-keskusmuistit-teollisuudelle/).
Kun suurteholaskennan (HPC) työkuormat monimutkaistuvat, generatiivinen tekoäly sulautuu yhä tiiviimmin moderneihin järjestelmiin ja lisää kehittyneiden muistiratkaisujen tarvetta. Vastatakseen näihin muuttuviin vaatimuksiin ala kehittää uuden sukupolven muistiarkkitehtuureja, jotka maksimoivat kaistanleveyden, minimoivat latenssin ja parantavat energiatehokkuutta.
