🧮 Operační paměť a typy pamětí

Stůl, police, sklad

O čem to je

Když děláš úkol, máš na stole jen pár sešitů. Další knihy jsou v polici a staré ročníky ve sklepě. Co je blízko, je hned po ruce, ale vejde se toho málo. Počítač s pamětmi zachází úplně stejně.

Pochopíš, proč má počítač několik druhů paměti, proč po vypnutí zmizí neuložená práce a jak vybrat správné moduly RAM.

Nové pojmy

PaměťSoučástka, která uchovává data, tedy čísla zapsaná v bitech (nulách a jedničkách).Paměť RAM, disk SSD, flash disk.
Volatilní paměťPaměť, která po odpojení napájení ztratí obsah.Operační paměť RAM: po výpadku proudu zmizí neuložený dokument.
Nevolatilní paměťPaměť, která obsah udrží i bez napájení.SSD, pevný disk, flash disk, paměť s firmwarem desky.

Od stolu po sklad

Každé „místo“ má jinou rychlost, velikost a cenu za kus. Čím blíž procesoru, tím rychlejší, menší a dražší za bajt.

RegistryPár malých míst přímo v jádře procesoru. Nejrychlejší paměť vůbec.Ruka, ve které držíš tužku.
CacheMalá velmi rychlá paměť v procesoru, která drží data, jež se brzy budou potřebovat.Pracovní stůl.
Operační paměť (RAM)Paměť, ve které jsou spuštěné programy a jejich data. Volatilní. Má gigabajty.Police vedle stolu: běžný počítač 8–32 GB.
Úložiště (disk)Nevolatilní paměť pro trvalé uložení systému, programů a souborů. Stokrát až tisíckrát pomalejší než RAM, ale mnohem větší a levnější za GB.Sklad: SSD 1 TB.

Roztřiď paměti podle toho, jestli si data pamatují i po vypnutí.

Moduly RAM

RAM se do počítače vkládá jako modul: destička s čipy, která se zasune do slotu na základní desce. Stolní PC používají delší moduly DIMM, notebooky kratší SO-DIMM.

DDR4, DDR5Generace operační paměti. Novější je rychlejší. Mají jiné umístění zářezu a jiné napětí, takže modul DDR5 do slotu DDR4 nepasuje a naopak.Deska pro DDR5 přijme jen moduly DDR5.
Kamarád koupil modul DDR5 SO-DIMM do stolního PC se sloty DDR4 DIMM. Půjde to?
Ne, dvakrát špatně. SO-DIMM je pro notebooky (kratší), stolní deska má sloty DIMM. A DDR5 nepasuje do slotu DDR4 – zářez je jinde. Potřebuje DDR4 DIMM.
Počítač má 8 GB RAM. Otevřeš 40 záložek a hru a počítač začne zpomalovat a disk pořád pracuje. Proč?
RAM je plná. Systém část dat odkládá na disk (stránkovací soubor). Disk je mnohem pomalejší než RAM, takže se čeká. Pomůže víc RAM nebo zavřít programy.
✗Paměť a disk jsou totéž – „mám 512 GB paměti“.
✓512 GB je úložiště (disk). Operační paměť RAM mívá 8–32 GB.

RAM je rychlá a po vypnutí se vymaže, drží jen to, co právě běží. Disk je pomalejší, ale trvalý.

Hierarchie pamětí: registry → cache → RAM → disk; směrem dolů roste kapacita a klesá rychlost i cena za GB. RAM je volatilní, disk a flash nevolatilní. Moduly DIMM (PC) a SO-DIMM (notebook), DDR4 a DDR5 nejsou vzájemně zaměnitelné.

Parametry a výpočty

O čem to je

Při upgradu nebo stavbě PC musíš vybrat správný typ, kapacitu a rychlost RAM a vědět, jak je osadit. K tomu potřebuješ číst parametry a umět spočítat propustnost.

Nové pojmy

RAM (Random Access Memory)Paměť s přímým přístupem: na kterékoli místo se dostaneš stejně rychle podle adresy. Jako operační paměť počítače.Modul 16 GB DDR5.
Volatilní / nevolatilníVolatilní paměť ztratí obsah bez napájení, nevolatilní ho udrží.RAM volatilní, flash nevolatilní.
DRAMDynamická RAM. Bit je uložený jako náboj v malém kondenzátoru, který se vybíjí, proto se musí stále obnovovat (refresh). Levná a hustá.Moduly operační paměti.
SRAMStatická RAM. Bit drží klopný obvod z několika tranzistorů, obnovu nepotřebuje. Rychlejší, ale dražší a zabere víc místa.Cache v procesoru.
ROM a flashNevolatilní paměti. ROM se původně jen četla. Dnes se místo ní používá přepisovatelná flash, ve které je třeba firmware – základní software zařízení.Firmware UEFI základní desky je ve flash čipu a dá se aktualizovat.
MT/s (megatransfery za sekundu)Kolik milionů přenosů dat za sekundu modul zvládne. Číslo v názvu DDR4-3200 znamená 3 200 MT/s.DDR5-5600 = 5 600 MT/s.
Dvoukanálový režim (dual channel)Deska komunikuje se dvěma moduly současně po dvou kanálech, takže propustnost se teoreticky zdvojnásobí.Dva moduly 8 GB místo jednoho 16 GB, ve slotech podle manuálu desky (často označené A2 a B2).

Porovnání typů paměti

PaměťVolatilníKdeRychlost
SRAManocache procesoruvelmi vysoká
DRAManooperační paměťvysoká
flashneSSD, firmware, flash disknižší
magnetický diskneHDDnejnižší

Výpočet propustnosti

Jeden kanál DDR4 i DDR5 přenese při jednom přenosu 64 bitů = 8 bajtů (DDR5 to dělí na dva podkanály po 32 bitech, celkem je to stejné). Propustnost tedy spočítáš takto:

Zjisti rychlost v MT/s z označení modulu.
Vynásob ji 8 bajty na přenos – dostaneš MB/s.
Vyděl 1 000 – dostaneš GB/s na jeden kanál.
Ve dvoukanálovém režimu vynásob dvěma.
Jakou teoretickou propustnost má jeden kanál DDR4-3200?
3 200 MT/s · 8 B = 25 600 MB/s = 25,6 GB/s. Proto se modul označuje i PC4-25600.
Dva moduly DDR5-4800 v dvoukanálovém režimu. Jaká je teoretická propustnost?
Jeden kanál: 4 800 · 8 B = 38 400 MB/s = 38,4 GB/s. Dva kanály: 2 · 38,4 = 76,8 GB/s.

Postup při výběru RAM

Zjisti typ podporovaný deskou: DDR4, nebo DDR5.
Zjisti tvar: DIMM (stolní PC), nebo SO-DIMM (notebook).
Zvol kapacitu podle použití (např. 16 GB běžně, 32 GB pro střih videa).
Kupuj dva stejné moduly kvůli dvoukanálovému režimu.
Ověř maximální kapacitu a rychlost podle manuálu desky.
✗Jeden modul 16 GB je stejně dobrý jako dva moduly po 8 GB.
✓Dva moduly ve dvou kanálech mají dvojnásobnou teoretickou propustnost.

Jeden modul obsadí jen jeden kanál. Kapacita je stejná, ale procesor, a hlavně integrovaná grafika, dostává data pomaleji.

DRAM (operační paměť) se musí obnovovat, SRAM (cache) ne. Flash je nevolatilní a drží firmware. Propustnost kanálu = MT/s · 8 B, u DDR4-3200 je to 25,6 GB/s; dva kanály ji zdvojnásobí.
🧠Procesor🧩Základní deska a sběrnice