Wenn Sie heute einen Computer kaufen oder aufbauen, wird er mit einer Festplatte (HDD) bereitgestellt und beinhaltet möglicherweise ein aufgerüstetes Solid-State-Laufwerk (SSD) zum Speichern von Programmen und Medien. Darüber hinaus erhalten Sie eine bestimmte Menge an RAM für kurzzeitige Speicherungen. Möglicherweise werden Sie bei Ihrem Einkauf mit verwirrenden Begriffen wie beispielsweise Flash, EEPROM und EPROM konfrontiert. Auch wenn Sie vielleicht eine ungefähre Vorstellung davon haben, was die einzelnen Begriffe bedeuten – und wissen, dass einige davon je nach Kontext die gleiche Bedeutung haben können – hilft Ihnen eine Übersicht über diese Funktionen möglicherweise bei der Wahl des richtigen Computers. Im Folgenden erläutern wir den Verwendungszweck und die Vorteile der einzelnen Elemente. Beginnen wir mit einer häufig gestellten Frage: Was ist RAM?
Random Access Memory (RAM) – Was ist RAM?
Im Gegensatz zu den anderen Medientypen verwenden Hersteller Random Access Memory (RAM), um Programme und weitere Informationen vorübergehend zu speichern. Wenn die Stromversorgung zum Gerät unterbrochen wird, gehen alle in diesem temporären RAM-Speicher gespeicherten Daten verloren. Ihr Betriebssystem und alle aktuell ausgeführten Programme nutzen diesen Speichertyp. Dadurch kann dieses äußerst schnelle – und auf Gigabytebasis relativ teure – Medium Ihren Computer beschleunigen.
Wenn Ihr Computer nicht über genügend RAM zum Ausführen eines Programms verfügt, ersetzt Ihr System möglicherweise Speicher von Ihrer HDD- oder SSD-Festplatte durch virtuellen Arbeitsspeicher. Mit einem solchen Ersatzspeicher können die Programme zwar ausgeführt werden, sie laufen jedoch langsamer.
Festplatte (HDD)
Festplatten wurden erstmals 1956 mit dem RAMAC 305 eingeführt. Diese Festplatte wies eine Datenkapazität von 5 Millionen Bytes (5 MB) und Kosten von etwa 50.000 USD auf. Im Laufe der Jahre gingen daraus die heute für weniger als 100 USD verfügbaren Festplatten mit Kapazitäten von vielen Trillionen Bytes (TB) hervor. Eine schnelle Suche ergibt, dass 8-TB-Festplatten für wenig mehr als 200 USD erhältlich sind.
So funktioniert HDD
Festplatten drehen eine Scheibe in die korrekte Position, damit der Lesekopf dann über diese Scheibe fahren kann. Durch das Drehen der Scheibe kann der Lesekopf den Magnetisierungszustand in verschiedenen Positionen auslesen und wie erforderlich ändern. HDDs können Hunderte von Megabytes (MB) an Daten pro Sekunde lesen und schreiben, wenn diese sequentiell angeordnet sind. Wenn die Daten jedoch überall auf der Festplatte verteilt sind, erfolgt der Zugriff deutlich langsamer. Diese Zugriffsgeschwindigkeit hängt zum Teil davon ab, wie schnell sich die Scheibe drehen kann. Diese Festplatten bieten Leistungen von 5.400 U/min, 7.200 U/min und mehr.
In den letzten 60 Jahren ist die Menge an pro Dollar verfügbarem Speicher unglaublich angestiegen – nämlich um einen Faktor von mehreren Hundert Millionen. Diese Geschwindigkeiten erscheinen auch unglaublich, wenn man bedenkt, was in diesen Geräten geschieht. Wir erleben nun, wie dieses Medium den SSDs weichen muss, die wesentliche Vorteile in Bezug auf Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit bieten.
EEPROM
EEPROM steht für „Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory“ (elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher). Sie fragen sich möglicherweise, wie EEPROM funktioniert.
– Anstatt Informationen magnetisch zu lesen und zu schreiben, speichert EEPROM Bits mithilfe von Halbleitertechnologie.
– EEPROM benötigt keine beweglichen Teile und kann seinen Zustand genau wie der HDD-Speicher auch bei Unterbrechung der Stromversorgung beibehalten.
– EEPROMs überdauern viele Schreibzyklen – einige etwa 10.000, andere bis zu 1.000.000 oder mehr.
– Darüber hinaus dient EEPROM als Basis für den in SSD-Laufwerken verwendeten Flash-Speicher, der heute mit Datenkapazitäten von einem Terabyte oder mehr verfügbar ist.
Vergleich zwischen EPROM und EEPROM
Vergleich zwischen Flash-Speicher und SSDs
Der Flash-Speicher ist eine Art von EEPROM für hohe Geschwindigkeiten und Speicherdichten. Daher können Flash-Laufwerke, die auf dieser Technologie basieren, viele Gigabytes an Daten auf einem USB-Stick speichern, der kleiner als ein Daumen ist.MicroSD-Karten weisen ein noch kompakteres Design auf, das ungefähr der Größe eines Daumennagels entspricht und üblicherweise Dutzende oder sogar Hunderte von Gigabytes an Informationen speichern können. Darüber hinaus wäre es möglich, noch viel mehr Daten auf diesem Speichertyp abzulegen – möglicherweise sogar so viel, dass er als primäre Speichermethode eines Computers fungiert.
SSD hat langsam aufgeholt und wird heute beinahe so häufig verwendet wie HDD – insbesondere in tragbaren Computeranwendungen. Dies hat folgende Gründe:
1. SSD-Laufwerke müssen nicht in Position gedreht werden. Dies bedeutet, dass sie im Bruchteil einer Millisekunde wahllos auf Daten zugreifen können.
2. Ihre E/A-Leistungsstufen sind um ein Vielfaches besser als bei HDD-Festplatten.
3. Weitere Vorteile dieser Festplatten sind der geringere Energieverbrauch und die höhere Zuverlässigkeit, die sich darauf zurückführen lassen, dass keine beweglichen Teile vorhanden sind.
Vor- und Nachteile von SSD und HDD
Der Nachteil der SSD-Technologie besteht in den höheren Kosten pro Gigabyte. In Hochleistungsanwendungen, in denen Geschwindigkeit wichtiger ist als die Menge an gespeicherten Daten, kann dieser Laufwerktyp jedoch den höheren Preis wert sein.
Da sich diese Technologie immer weiterentwickelt, können wir davon ausgehen, dass der Marktanteil und die Kapazitäten der SSDs weiterhin zunehmen werden. Darüber hinaus wird es weiterhin Verbesserungen hinsichtlich Geschwindigkeit und Kapazität von verfügbarem RAM geben. Angesichts solcher Entwicklungen sind Computer möglicherweise schon bald in der Lage, Anwendungen zu verarbeiten, die wir heute nur erahnen können.