Arten von Computerspeichern erklärt: Flash, SSD, RAM, EEPROM, HDD

Wenn Sie heute einen Computer kaufen oder bauen, wird er mit einer Festplatte (HDD) geliefert und kann ein aufgerüstetes Solid-State-Laufwerk (SSD) für Programm- und Medienspeicherung enthalten. Sie werden auch eine bestimmte Menge an RAM für die kurzfristige Speicherung haben. Möglicherweise hören Sie verwirrende Begriffe wie Flash, EEPROM und EPROM, die während des Einkaufs herumgeworfen werden. Während Sie möglicherweise eine vage Vorstellung davon haben, was jedes dieser Dinge tut - und wissen, dass einige dieser Begriffe je nach Kontext dasselbe bedeuten können - kann ein Überblick über diese Funktionen Ihnen helfen, den richtigen Computer auszuwählen. Wir werden etwas Klarheit darüber schaffen, wo jede Art verwendet werden sollte und welche Vorteile sie bietet. Beginnen wir also mit einer häufigen Frage: Was ist RAM?

Random Access Memory (RAM) - Was ist RAM?

Im Gegensatz zu anderen Medientypen verwenden Hersteller Random Access Memory (RAM), um Programme und zusätzliche Informationen vorübergehend zu speichern. Bei RAM bedeutet dieser temporäre Speicher, dass alle gespeicherten Daten verschwinden, wenn das Gerät die Stromversorgung verliert. Ihr Betriebssystem und alle derzeit laufenden Programme nutzen diesen Speichertyp, was es diesem extrem schnellen - und relativ teuren pro Gigabyte - Medium ermöglicht, Ihre Computernutzung zu beschleunigen.
 
Wenn Ihr Computer nicht genug RAM hat, um ein Programm auszuführen, kann Ihr System als virtuellen Speicher Speicher von Ihrer HDD oder SSD ersetzen. Die Verwendung von Ersatzspeicher ermöglicht es diesen Programmen, zu laufen, aber Sie werden eine viel langsamere Leistung feststellen.

Festplatte (HDD)

Festplatten betraten 1956 erstmals die Weltbühne mit der Einführung des RAMAC 305 Systems. Mit einer Kapazität von 5MB (5 Millionen Bytes) und Kosten von etwa 50.000 US-Dollar entwickelte sich diese frühe Festplatte zu den vielen TB (Billionen Bytes) Festplatten, die wir heute für unter 100 US-Dollar kaufen können. Eine schnelle Suche zeigt, dass man eine 8TB-Festplatte für etwas über 200 US-Dollar erwerben kann.

Funktionsweise von HDD

Festplatten drehen eine Scheibe physisch in die richtige Position, damit der Lesekopf sich auf den Durchmesser der Scheibe hinein- und herausbewegen kann. Das Drehen der Scheibe ermöglicht es dem Lesekopf, den magnetischen Zustand verschiedener Positionen zu lesen und sie bei Bedarf zu ändern. HDDs können Daten im Bereich von Hunderten von Megabytes (MB) pro Sekunde lesen und schreiben, wenn sie sequentiell angeordnet sind, aber Sie werden viel langsameren Zugriff bemerken, wenn Daten physisch über die Festplatte verstreut sind. Diese Art von Zugriffsgeschwindigkeit hängt teilweise davon ab, wie schnell die Scheibe drehen kann. Sie können diese Laufwerke mit Bewertungen von 5400, 7200RPM und schneller finden.
 
Wir haben in den letzten 60 Jahren einen kaum vorstellbaren - um einen Faktor von Hunderten Millionen - Anstieg des verfügbaren Speicherplatzes pro Dollar erlebt. Diese Geschwindigkeiten erscheinen auch unglaublich, wenn man bedenkt, was im Inneren eines dieser Geräte passiert. Jetzt beginnen wir zu sehen, dass dieses Medium SSDs weicht, die wichtige Geschwindigkeits- und Zuverlässigkeitsvorteile haben.

EEPROM

EEPROM steht für Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory. Sie fragen sich vielleicht: Wie funktioniert EEPROM?

• Anstatt Informationen magnetisch zu lesen und zu schreiben, speichert EEPROM Bits mithilfe von Halbleitertechnologie.
• EEPROM benötigt keine beweglichen Teile und kann, ähnlich wie HDD-Speicher, seinen Zustand über Stromzyklen hinweg beibehalten.
• EEPROM kann viele Schreibzyklen vor einem Ausfall überstehen — einige im Bereich von 10.000 und andere bis zu 1.000.000 oder mehr.
• EEPROM dient sogar als Grundlage für den Flash-Speicher, der in SSD-Laufwerken verwendet wird, die jetzt mit Datenkapazitäten von einem Terabyte oder mehr verfügbar sind.

EPROM vs EEPROM

Sie finden EEPROM in Geräten, die von schlüssellosen Zugangssystemen bis hin zu Mikrocontroller-Platinen reichen. Während der Begriff „elektrisch löschbar“ im Namen von EEPROMs wie eine nebensächliche Phrase erscheinen mag, verwechseln Sie diesen Speichertyp nicht mit „EPROM“, das für Erasable Programmable Read-Only Memory steht. EPROM-Chips, die zwar nicht flüchtig und neu programmierbar sind, erfordern UV-Licht, um die Bits eines Chips zu löschen. Sie benötigen auch eine höhere Spannung, als wir normalerweise beim Programmieren von digitalen Schaltungen sehen. Daher ist EPROM nicht geeignet, um Informationen zu speichern, die sich häufig ändern werden.

Flash-Speicher vs SSDs

Flash-Speicher ist eine Art von EEPROM, das für hohe Geschwindigkeit und Speicherdichte entwickelt wurde. Daher können Flash-Laufwerke, die auf dieser Technologie basieren, viele Gigabyte an Daten auf einem USB-Stick speichern, der kleiner ist als Ihr Daumen, was ihnen den Namen "Daumenlaufwerke" einbrachte. Diese kompakte Bauweise wird noch weitergeführt, indem microSD-Karten etwa die Größe eines Daumennagels haben und typischerweise Dutzende oder sogar Hunderte von Gigabyte an Informationen speichern können. Im größeren Maßstab könnte man noch mehr Daten auf diesem Speichertyp unterbringen, möglicherweise genug, um als primäre Speichermethode eines Computers zu dienen.
 
SSD holt langsam gegenüber der HDD-Nutzung auf, insbesondere in tragbaren Computeranwendungen, und hier ist der Grund:
1. SSD-Laufwerke müssen sich nicht in Position drehen, was bedeutet, dass sie Daten in einem Bruchteil einer Millisekunde zufällig zugreifen können.
2. Sie haben I/O-Leistungsstufen, die um ein Vielfaches besser sind als bei ihren HDD-Verwandten.
3. Ein geringerer Energieverbrauch und eine bessere Zuverlässigkeit aufgrund des Fehlens beweglicher Teile sind ebenfalls bedeutende Vorteile dieser Laufwerke.

Vor- und Nachteile von SSD und HDD

Der Nachteil der SSD-Technologie besteht darin, dass sie pro Gigabyte mehr kostet. In Hochleistungsanwendungen, bei denen Geschwindigkeit wichtiger ist als das Datenvolumen, kann sich dieser Speichertyp jedoch durchaus lohnen.
 
Mit dem Fortschritt dieser Technologie können wir erwarten, dass der Marktanteil und die Kapazitäten von SSDs weiter zunehmen werden. Auch die Verbesserungen in der Geschwindigkeit und Kapazität des verfügbaren RAM werden fortschreiten. Mit solch einer Entwicklung könnten Computer bald in der Lage sein, Anwendungen zu bewältigen, die wir uns heute nur vorstellen können.