Arbeitsspeicher / RAM

In der Welt der Computer-Technik ist immer wieder vom RAM (Random-Access Memory) beziehungsweise vom Arbeitsspeicher die Rede, doch was genau macht dieser und wie lässt sich seine Funktion und Leistung auf einfache Weise erklären?

Was ist der Arbeitsspeicher / RAM?

Im Prinzip ist es gar nicht so kompliziert, sieht man von Fachwörtern und nicht so bekannten Begriffen ab. In diesem Artikel wird der RAM mit einer Arztpraxis vorgestellt und verglichen, wobei der Warteraum, der Arzt und die Patienten die Hauptrollen besetzen. Der Arbeitsspeicher kommt übrigens in vielen Bereichen zum Einsatz, als Beispiel sind der Computer, das Smartphone und das Tablet zu nennen. An der Funktionsweise ändert das aber nichts, nur dass dieser je nach Hardware nicht mehr sichtbar ist beziehungsweise nicht mehr entnommen werden kann. Das führt dazu, dass der RAM fest verbaut ist und ein Wechsel zu mehr Speicher negativ ausfällt. Hier sind in erster Linie das Smartphone und das Tablet zu nennen, bei einem stationären Rechner oder Notebook hingegen ist ein Upgrade der Speichermodule meistens problemlos durchführbar.

Arbeitsspeicher Beispiel: Der Warteraum als wichtigstes Element

Wenn der Arzt in der Früh seine Pforten öffnet, dann trudeln in diesem Beispiel fünf Patienten ein. Sie melden sich an und nehmen anschließend im Warteraum Platz. Einer dieser Patienten kann direkt zum Arzt, die anderen müssen im Warteraum warten. Ist die erste Person fertig, dann darf der nächste Patient zum Doktor. Die anderen drei müssen weiter warten. Das Hauptmerkmal an der Geschichte ist, dass jede angemeldete Person im Wartezimmer ist und jederzeit aufgerufen werden kann. Egal, ob nach 10 Minuten oder nach 1 Stunde, alle sind sofort einsatzbereit.

Und genau dieses Prinzip verfolgt auch der Arbeitsspeicher. Hier sind allerdings die Patienten die Apps beziehungsweise die Programme, das Wartezimmer der RAM und der Arzt der Prozessor. Wird nun beispielsweise am Smartphone die Facebook-App geöffnet und wieder geschlossen, dann landet diese im Arbeitsspeicher. Sie liegt also quasi im Stand-by und lässt sich bei Bedarf sofort wieder öffnen. Je nach Größe des Speichers passen unterschiedlich viele Programme rein, bei einem auftretenden Engpass wird dann einfach die älteste App geschlossen.

Doch warum ist das so wichtig? Gäbe es den RAM nicht, dann müsste jedes Programm nach dem Beenden neu geladen werden. Das kostet wertvolle Zeit und der aktuelle Stand würde ebenfalls verloren gehen. Im Falle von Facebook wäre man wieder ganz am Anfang und es müsste das zuletzt aufgerufene Bild mühsam gesucht werden. So aber können mehrere Apps gemeinsam geöffnet sein, in der Fachsprache ist dann vom Multitasking die Rede.

Welches sind die unterschiedlichen Typen von RAM?

DRAM (Dynamic RAM) ist der häufigste Typ von RAM und benötigt regelmäßig ein „Auffrischen“ der Daten, um sie zu behalten. Hingegen behält SRAM (Static RAM) seine Daten, solange der Strom eingeschaltet ist, ohne dass ein regelmäßiges Auffrischen erforderlich ist. SRAM ist schneller und zuverlässiger als DRAM, aber auch teurer.

Die DDR-Varianten und deren Leistung

DDR (Double Data Rate) SDRAM ist eine Art von DRAM, die Daten auf beiden Flanken des Taktsignals überträgt, wodurch die Datenrate im Vergleich zu SDRAM (Single Data Rate Synchronous DRAM) verdoppelt wird. Hier sind die aktuellen / verschiedenen DDR-Generationen von DRAM mit ihren wesentlichen Unterscheidungen und maximalen Bandbreiten:

DDR (DDR1) SDRAM

• Einführung: Ende der 1990er-Jahre
• Verbesserungen: Doppelter Datendurchsatz im Vergleich zu traditionellem SDRAM
• Maximaler Modul-Takt: 200 MHz
• Maximaler Datenrate-Takt (I/O): 400 MT/s
• Maximale Bandbreite pro Kanal: 2,1 GB/s (für einen 64-Bit Bus)

DDR2 SDRAM

• Einführung: 2003
• Verbesserungen: Vierfacher Datendurchsatz im Vergleich zu DDR; reduzierter Stromverbrauch durch höhere Latenz
• Maximaler Modul-Takt: 533 MHz
• Maximaler Datenrate-Takt (I/O): 1066 MT/s
• Maximale Bandbreite pro Kanal: 8,5 GB/s (für einen 64-Bit Bus)

DDR3 SDRAM:

• Einführung: 2007
• Verbesserungen: Achtfacher Datendurchsatz im Vergleich zu DDR; geringerer Stromverbrauch als DDR2
• Maximaler Modul-Takt: 1066 MHz
• Maximaler Datenrate-Takt (I/O): 2133 MT/s
• Maximale Bandbreite pro Kanal: 17 GB/s (für einen 64-Bit Bus)

DDR4 SDRAM

• Einführung: 2014
• Verbesserungen: Zweifacher Datendurchsatz im Vergleich zu DDR3; reduzierte Betriebsspannung für bessere Energieeffizienz
• Maximaler Modul-Takt: 1600 MHz
• Maximaler Datenrate-Takt (I/O): 3200 MT/s
• Maximale Bandbreite pro Kanal: 25,6 GB/s (für einen 64-Bit Bus)

DDR5 SDRAM

• Einführung: 2021
• Verbesserungen: Doppelter Datendurchsatz im Vergleich zu DDR4; verbesserte Energieeffizienz und Dichte
• Maximaler Datenrate-Takt (I/O): 6400 MT/s
• Maximale Bandbreite pro Kanal: 38,4 GByte/s bis 67,2 GByte/s (für einen 64-Bit Bus)

Weitere Unterschiede im RAM

• Formfaktor: RAM-Module gibt es in verschiedenen Größen, z. B. DIMM (für Desktop-PCs) und SO-DIMM (für Laptops).
• ECC vs. Non-ECC: ECC (Error-Correcting Code) RAM kann Datenfehler erkennen und korrigieren, was in kritischen Anwendungen wie Servern nützlich ist. Non-ECC RAM hat diese Fähigkeit nicht, ist aber in der Regel billiger und wird in den meisten Consumer-Geräten verwendet.
• Geschwindigkeit und Latenz: Verschiedene RAM-Module haben unterschiedliche Geschwindigkeiten und Latenzen, was sich auf die Leistung auswirken kann.

Zu beachten: Die genannten Bandbreiten sind theoretische Maximalwerte. In der Praxis können verschiedene Faktoren wie die Qualität des RAM-Moduls, das Mainboard-Design und andere Systemkomponenten die tatsächliche Bandbreite beeinflussen.

Ratgeber

Wie finde ich heraus, welchen Arbeitsspeicher ich in meinem Computer habe?

Informationen zu Ihrem verwendeten Computer (PC / Laptop) können auf verschiedene Weise abgerufen werden.

1. App „Einstellungen“ öffnen, „System“ und dann „Info“ anklicken. Dort sind Informationen zu Ihrer Windows-Version, dem Hersteller Ihres Computers und andere Spezifikationen aufgeführt.
2. Tastenkombination Windows + R drücken und „msinfo32“ eingeben. Das öffnet die Seite „Systeminformationen“, die viel mehr Details zu Ihrer Hardware und Ihrem Betriebssystem enthält, wie z.B. BIOS-Version, Motherboard-Modell, RAM (physischer Speicher) und mehr. Unter „Hardwareressourcen“ kann der Status zum Arbeitsspeicher geprüft werden.

Wie finde ich heraus, welchen Arbeitsspeicher ich in meinem Android-Smartphone habe?

• „Einstellungen“ öffnen, dazu die App mit dem Zahnradsymbol antippen.
• Je nach Android-Version nun die Option „Gerät“ oder „Gerätewartung“ klicken. Dort dann weiter auf „Arbeitsspeicher“ oder „Systemmemory“.

Wie finde ich heraus, welchen Arbeitsspeicher ich in meinem Apple-Smartphone / iPhone habe?

Öffne die Einstellungen-App. Tippe auf „Allgemein“, dann „iPhone-Speicher“ oder „iPad-Speicher“, um die Menge an Gerätespeicher zu sehen, die bereits belegt ist.