Pamięć DRAM, czyli Dynamic Random Access Memory, to jeden z fundamentów współczesnych systemów komputerowych. Jej konstrukcja oparta na prostych układach kondensatorów i tranzystorów pozwala na tworzenie modułów o bardzo dużej pojemności, ale jednocześnie sprawia, że dane muszą być regularnie odświeżane. W kontekście dysków SSD DRAM pełni rolę pamięci podręcznej przechowującej tablice mapowania, dzięki czemu dostęp do danych jest szybki i stabilny.
Geneza i rozwój pamięci DRAM
Technologia DRAM została opracowana w latach 60. XX wieku, a jej pierwsze komercyjne zastosowania pojawiły się na początku lat 70. Jak podaje Wikipedia, istotnym elementem każdej komórki DRAM jest kondensator, który przechowuje ładunek elektryczny odpowiadający wartości logicznej 1 lub 0, oraz tranzystor pełniący rolę przełącznika kontrolującego dostęp do tej informacji. Ponieważ kondensator traci zgromadzony ładunek z upływem czasu, dane muszą być odświeżane w cyklicznych odstępach - zazwyczaj co kilka milisekund.
Według PhoenixNAP, ta cecha sprawia, że DRAM określa się mianem „dynamicznej”. Jej przeciwieństwem jest SRAM (Static RAM), która przechowuje dane w przerzutnikach i nie wymaga odświeżania, ale jest droższa i zajmuje więcej miejsca na chipie. Z tego względu SRAM stosowana jest przede wszystkim w pamięciach cache procesorów, a DRAM dominuje w pamięciach operacyjnych komputerów, gdzie liczy się duża pojemność przy rozsądnych kosztach.
Generacje DRAM i ich zastosowanie
Na przestrzeni dekad DRAM przeszła wiele etapów rozwoju. Początkowo stosowano ją w formie prostych układów scalonych, później pojawiły się moduły SIMM i DIMM, a następnie standard DDR (Double Data Rate). Kolejne generacje: DDR, DDR2, DDR3, DDR4 i najnowsza DDR5 – zwiększały prędkość transferu, obniżały zużycie energii i podnosiły ogólną przepustowość. DDR5 wprowadza dodatkowe kanały pamięci i bardziej zaawansowane mechanizmy korekcji błędów, czyniąc ją szczególnie atrakcyjną w serwerach i systemach wymagających dużej niezawodności.
Jak przewiduje Corsair, rosnąca złożoność aplikacji, zwłaszcza gier komputerowych, programów do obróbki grafiki 3D czy analizy danych, sprawia, że zapotrzebowanie na pojemniejsze i szybsze moduły DRAM stale rośnie. W praktyce oznacza to, że pamięć ta jest niezbędna nie tylko w komputerach osobistych, ale również w serwerach, centrach danych i systemach obliczeniowych typu HPC (High Performance Computing).
Zasada działania DRAM
DRAM jest pamięcią o swobodnym dostępie. Oznacza to, że procesor lub kontroler może odczytać dane z dowolnej komórki pamięci bez konieczności sekwencyjnego przeszukiwania całego modułu. Każda komórka składa się z jednego tranzystora i jednego kondensatora, pozwalając na ogromne zagęszczenie i produkcję modułów o dużych pojemnościach przy stosunkowo niskich kosztach.
Zaletą takiego podejścia jest duża gęstość zapisu, ale wadą konieczność regularnego odświeżania zawartości, aby kondensatory nie traciły informacji. To właśnie odświeżanie odróżnia DRAM od SRAM i decyduje o jej dynamicznym charakterze. Nowoczesne kontrolery pamięci radzą sobie z tym procesem na tyle dobrze, że użytkownicy nie odczuwają jego wpływu na wydajność.
DRAM a pamięci masowe
Rola DRAM nie ogranicza się jedynie do obsługi pamięci operacyjnej. W przypadku dysków SSD dodatkowa pamięć DRAM pełni funkcję pamięci podręcznej przechowującej tablice mapowania adresów logicznych na fizyczne komórki pamięci NAND. Gdy komputer wysyła żądanie odczytu pliku, kontroler SSD sprawdza w DRAM, gdzie dokładnie znajdują się dane w układzie flash. Dzięki temu proces jest znacznie szybszy niż przy bezpośrednim przeszukiwaniu pamięci NAND.
Obecność DRAM w SSD szczególnie zwiększa wydajność w operacjach losowych, gdzie wiele małych plików musi być szybko odczytywanych i zapisywanych w różnych miejscach pamięci. Dyski pozbawione DRAM (tzw. DRAM-less) muszą każdorazowo odwoływać się do pamięci flash, spowalniając dostęp i prowadzi do spadków wydajności w dłuższym czasie.
SSD z DRAM a SSD DRAM-less
Różnica między tymi dwoma typami nośników jest wyraźna zwłaszcza w pracy z dużymi plikami i przy wielozadaniowości. Dyski SSD wyposażone w DRAM zapewniają krótsze czasy dostępu i stabilniejszą wydajność, natomiast modele DRAM-less kuszą niższą ceną, ale spisują się gorzej przy intensywnym użytkowaniu.
Według HP, niektórzy producenci starają się zrekompensować brak DRAM poprzez technologię Host Memory Buffer (HMB), która pozwala wykorzystać fragment pamięci RAM komputera do przechowywania tablic mapowania. Rozwiązanie to jednak nie dorównuje pełnoprawnym modułom DRAM, które zapewniają dużo większą stabilność i wydajność.
Porównanie SSD z DRAM i DRAM-less
| Parametr | SSD z DRAM | SSD bez DRAM (DRAM-less) |
|---|---|---|
| Tablice mapowania | Przechowywane w szybkiej pamięci DRAM | Przechowywane w pamięci flash NAND |
| Czas dostępu do danych | Bardzo krótki, stabilny | Wyraźnie dłuższy przy operacjach losowych |
| Wydajność w obciążeniu | Wysoka, utrzymywana w czasie | Spada wraz ze wzrostem obciążenia |
| Cena | Wyższa | Niższa |
| Typowe zastosowania | Serwery, stacje robocze, systemy profesjonalne | Laptopy budżetowe, mniej wymagające scenariusze |
DRAM a przyszłość pamięci masowych
Rosnące znaczenie interfejsów PCIe 4.0 i 5.0 oraz protokołu NVMe sprawia, że obecność DRAM w SSD jest jeszcze bardziej istotna niż w poprzednich generacjach nośników. Jak zauważa PhoenixNAP, bez dodatkowej pamięci podręcznej kontrolery dysków nie byłyby w stanie w pełni wykorzystać potencjału nowych interfejsów, szczególnie w środowiskach serwerowych i chmurowych, gdzie liczy się obsługa wielu operacji wejścia-wyjścia na sekundę.
Rosnące zapotrzebowanie na dane w sztucznej inteligencji, analityce big data i aplikacjach czasu rzeczywistego jeszcze bardziej uwydatni znaczenie DRAM. W przyszłości można spodziewać się hybrydowych rozwiązań łączących DRAM z innymi rodzajami pamięci nieulotnej, pozwalając osiągnąć jeszcze lepszą równowagę między wydajnością a kosztami.
Wnioski
Dynamic Random Access Memory to technologia, która od kilkudziesięciu lat pozostaje nieodłącznym elementem architektury komputerów. Jej unikatowa cecha - konieczność cyklicznego odświeżania danych - stała się źródłem kompromisu między prostotą i gęstością zapisu a wymaganiami dotyczącymi zasilania i kontroli. W kontekście komputerów osobistych DRAM stanowi fundament pamięci operacyjnej, a w dyskach SSD pełni istotną funkcję pamięci podręcznej przyspieszającej dostęp do danych. Różnica między SSD z DRAM a modelami DRAM-less wyraźnie wpływa na komfort pracy i stabilność systemu. Wraz z rozwojem technologii pamięci masowych DRAM wciąż pozostaje fundamentem szybkości i niezawodności, a jej znaczenie w erze sztucznej inteligencji i obliczeń w chmurze jeszcze bardziej wzrośnie.
Netografia
- csi.pl, Systemy pamięci DRAM – consulting techniczny, https://csi.pl/consulting-techniczny/systemy-pamieci-dram/ [dok.el.], Data publikacji: b.d., Data odczytu: 2025.08.18.
- hp.com, What is DRAM (Dynamic Random Access Memory)?, https://www.hp.com/us-en/shop/tech-takes/what-is-dram-dynamic-random-access-memory [dok.el.], Data publikacji: 2021.04.02, Data odczytu: 2025.08.18.
- phoenixnap.com, DRAM – Dynamic Random Access Memory, https://phoenixnap.com/glossary/dram-dynamic-random-access-memory [dok.el.], Data publikacji: 2024.04.25, Data odczytu: 2025.08.18.
- corsair.com, What is DRAM?, https://www.corsair.com/pl/pl/explorer/glossary/what-is-dram/ [dok.el.], Data publikacji: b.d., Data odczytu: 2025.08.18.
- pl.wikipedia.org, Pamięć dynamiczna (informatyka), https://pl.wikipedia.org/wiki/Pami%C4%99%C4%87_dynamiczna_(informatyka) [dok.el.], Data publikacji: 2024.07.15 (ostatnia edycja), Data odczytu: 2025.08.18.
Zaloguj się