Arbeitsspeicher - alles wissenswerte über RAM

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maniacu22

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Wieviel Arbeitsspeicher braucht man wirklich? Was bedeutet Latenz? Was ist Dual-/Triple-/Quad-Channel? Wie prüft man RAM auf Fehler? Was ist beim Kauf von neuen RAM-Erweiterungen zu beachten? Diese und weitere Fragen möchte ich euch in diesem Ratgeber beantworten.



Bild: bit-tech.net


Dem Arbeitsspeicher in einem Computer fällt eine nicht gerade unbedeutende Rolle zu, die viele Nutzer noch nicht verstehen oder auch unterschätzen, doch ist hier auch das Motto "Viel hilft viel" nicht zutreffend. Beim Arbeitsspeicher kommt es auf das gesunde Mittelmaß an, da einerseits zu wenig Arbeitsspeicher die Performance eines Computers ausbremst, aber andererseits zu viel Arbeitsspeicher nicht nur unnötig sein können, sondern den Computer auch unnötig teuer machen. Arbeitsspeicher stellt mit eine der kostenintensivsten Faktoren beim Zusammenbau eines Computers dar.


Was ist RAM?

Arbeitsspeicher, der auch in der Kurzform als RAM bezeichnet wird, stellt das Kurzzeitgedächtnis des Computers dar, auf dem Daten abgelegt werden, die möglichst schnell zur Verfügung stehen sollen und somit die Festplatte enorm entlasten, die ansonsten aus dem Nachladen der Daten gar nicht mehr herauskommen würde. RAM ist die Kurzform von Random-Access-Memory und bedeutet soviel wie "zufällig/wahlweise nutzbarer Speicher" und zählt als flüchtiger Speicher, welcher mit dem Ausschalten des Computers wieder gelöscht wird. Das Gegenstück dazu wird als ROM (Read Only Memory" bezeichnet, welcher auf optischen Datenträgern wie CD-ROMs oder DVD-ROMs zu finden ist und im Grunde nur zum Lesen der Daten genutzt wird.


Was für RAM-Arten gibt es?

Seit dem Beginn der Computer-Geschichte wird mit RAM gearbeitet, wobei sich die Speichermengen in den letzten Jahren exponentiell gesteigert haben. Die "alten Hasen" unter uns werden sich vielleicht noch an EDO- oder SD-RAM (Syncronous Dynamic Random Access Memory) erinnern, welche dann vor einigen Jahren durch den Double-Data-Rate (DDR) abgelöst worden sind. Dieser als DDR-Speicher bezeichnete RAM ist mittlerweile in der vierten Generation angelangt und hat seitdem auch eine extreme Entwicklung durchgemacht. Auch wenn die RAM-Generationen im Grunde gleich aussehen, so sind deren Sockel unterschiedlich - wie bei den Prozessoren auch), was soviel bedeutet, dass man auf ein Mainboard, welches für DDR2-RAM ausgelegt ist, keinen DDR3-RAM unterbeingen kann.



Bild: maximumpc.com


Es lassen sich allerdings auch Ausnahmen in Form sogenannter "Hybrid-Boards" finden, die bis heute allerdings relativ selten anzutreffen sind. Ob die Mainboardhersteller mit der kommenden Skylake-Generation wieder vermehrt auf Hybrid-Mainboards setzen, die sowohl DDR3- als auch DDR4-RAM unterstützen ist zwar wahrscheinlich aber bisher noch nicht geklärt.




Zusätzlich lässt sich noch SO-DIMM finden, der in Notebooks und auch extrem kompakten Mini-ITX-Mainboards Anwendung findet. Dieser SO-Arbeitsspeicher ist wesentlich kürzer als ein herkömmlicher DDR-Speicherriegel für den Desktop, da für dessen Anwendungsgebiete wirklich jeder Millimeter eingespart werden muss.



Bild: memoryc.com


Was hat es mit den Megahertz-Bezeichnungen auf sich?

Um das Wirrwar um die Megahertz-Bezeichnungen lüften zu können, muss ich euch in eine kleine Exkursion in die Physik entführen. Bei einem Takt handelt es sich im Grunde um einen Stromstoß, bei dem die Spannung aufgebaut und im Anschluss wieder abgesenkt wird. Je öfters diese Spannung innerhalb eines Intervalls auf- und abgebaut werden kann, desto höher der Takt. Bei den alten RAM-Bausteinen der SD-RAM-Generation konnte mit dem Ansteigen und Absenken der Spannung insgesamt ein Datenpaket versendet werden - also ein Paket pro Takt.

Beispiele für SD-RAM

PC-66-SDRAM
PC-100-SDRAM
PC-133-SDRAM
PC-150/166-SDRAM​

Mit der Einführung der DDR-Technologie konnten mit dem Ansteigen der Spannung sowie dem Abbau der Spannung jeweils ein Datenpaket versendet werden, was zu einer Verdopplung des realen Taktes zu einem "effektiven" Takt führte. Hatte man also einen DDR-RAM mit 200 Megaherz realem Takt, so lag dieser effektiv bei 400 Megahertz.


Beispiele für DDR-RAM
ChipModulSpeichertaktI/O-TaktEffektiver TaktÜbertragungsrate pro ModulÜbertragungsrate Dual-Channel
DDR-200PC-1600100 MHz100 MHz200 MHz1,6 GB/s3,2 GB/s
DDR-266PC-2100133 MHz133 MHz266 MHz2,1 GB/s4,2 GB/s
DDR-333PC-2700166 MHz166 MHz333 MHz2,7 GB/s5,4 GB/s
DDR-400PC-3200200 MHz200 MHz400 MHz3,2 GB/s6,4 GB/s
Mit dem DDR2-RAM wurde der DDR-RAM nochmals weiterentwickelt, bei welchem anstatt eines zweifachen Prefetch gleich mit einem vierfachen Prefetch gearbeitet wird, was sich in dem I/O-Takt wiederspiegelt. Auch wenn der DDR2-Speicher mit einem doppelt so hohen effektiven Takt im Vergleich zu DDR-RAM arbeitet, kann man anhand der Übertragungsraten nicht von einer Verdoppelung ausgehen, wie dder Vergleich DDR-400 und DDR2-400 sehr schön zeigt. Der in der DDR2-Generation am meisten eingesetzte RAM, der DDR2-800 arbeitet aber dann doppelt so schnell wie der schnellste DDR-RAM.


Beispiele für DDR2-RAM
ChipModulSpeichertaktI/O-TaktEffektiver TaktÜbertragungsrate pro ModulÜbertragungsrate Dual-Channel
DDR2-400PC2-3200100 MHz200 MHz400 MHz3,2 GB/s6,4 GB/s
DDR2-533PC2-4200133 MHz266 MHz533 MHz4,2 GB/s8,4 GB/s
DDR2-667PC2-5300166 MHz333 MHz667 MHz5,3 GB/s10,6 GB/s
DDR2-800PC2-6400200 MHz400 MHz800 MHz6,4 GB/s12,8 GB/s
DDR2-1066PC2-8500266 MHz533 MHz1066 MHz8,5 GB/s17,0 GB/s
Wie ihr euch bestimmt denken könnt, folgte die Weiterentwicklung des DDR2- zum DDR3-Speicher, der statt dem vierfachen Prefetch (4 Bit) mit einem Achtfach-Prefetch) (8-Bit) ausgestattet wurde, der wiederum deutlich schneller als sein Vorgänger arbeitet.


Beispiele für DDR3-RAM
ChipModulSpeichertaktI/O-TaktEffektiver TaktÜbertragungsrate pro ModulÜbertragungsrate Dual-Channel
DDR3-800PC3-6400100 MHz400 MHz800 MHz6,4 GB/s12,8 GB/s
DDR3-1066PC3-8500133 MHz533 MHz1066 MHz8,5 GB/s17,0 GB/s
DDR3-1333PC3-10600166 MHz666 MHz1333 MHz10,6 GB/s21,2 GB/s
DDR3-1600PC3-12800200 MHz800 MHz1600 MHz12,8 GB/s25,6 GB/s
DDR3-1866PC3-14900233 MHz933 MHz1866 MHz14,9 GB/s29,8 GB/s
DDR3-2133PC3-17000266 MHz1066 MHz2133 MHz17 GB/s34,0 GB/s
Bei dem neuen DDR4-Speicher gibt es eine Besonderheit im Vergleich zu den vorangegangenen DDR-Gernerationen. Da auch hier der Speicher mit einem 8-Bit-Prefetch betrieben wird, findet hier keine Verdoppelung im Vergleich zum DDR3-Speicher statt. Die Module sollen sich aber im Vergleich zum Vorgänger mit wesentlich höheren Taktraten betreiben lassen und zudem nur noch mit einer maximalen Betriebsspannung von 1,2 Volt betrieben werden, was den Stromverbrauch senken soll.


Beispiele für DDR4-RAM​
ChipModulSpeichertaktI/O-TaktEffektiver TaktSpannungÜbertragungsrate Dual-Channel
DDR4-1600PC4-12800200 MHz800 MHz1600 MHz1,2 V12,8 GB/s
DDR4-2133PC4-17000266 MHz1066 MHz2133 MHz1,2 V17,0 GB/s
DDR4-2666PC4-21300333 MHz1333 MHz2666 MHz1,2 V21,3 GB/s
DDR4-3200PC4-25600400 MHz1600 MHz3200 MHz1,2 V25,6 GB/s


Bild: 3Dcenter.org


Was hat es mit Double-Channel, Triple-Channel und Quad-Channel auf sich?

Heutzutage unterstützt jedes aktuelle Mainboard mindestens den Dual-Channel-Standard, bei dem durch den Einsatz von zwei gleichen RAM-Riegeln die doppelte Datenrate im Vergleich zu einem einzelnen Riegel erreicht werden kann, der die selbe Speicherkapazität wie die beiden einzelnen Ram-Riegel gemeinsam hat. Auch wenn viele "Experten" davon sprechen, dass der daraus rasultierende Unterschied eher gering ausfällt, habe ich die Erfahrung gemacht, dass es sehr wohl einen Unterschied macht, ob man einen einzelnen 8-GB-RAM-Streifen oder zwei 4-GB-RAM-Streifen im Dual-Channel verbaut hat. Da das gesamte System durch den Einsatz von Dual-Channel-RAM merklich performanter wirkt, empfehle ich diese Technik auch auszunutzen, wenn sie schon angeboten wird. Im Normalfall wird der Dual-Channel-Modus automatisch vom BIOS aktiviert, sobald zwei RAM-Steckplätze belegt werden. Um sicher zu gehen, sollte man aber nochmals im BIOS nachschauen. Triple-Channel fand bei dem mittlerweile schon recht alten Sockel 1366 zum Einsatz, wobei analog zum Dual-Channel insgesamt drei Riegel mit einer dreimal so hohen Datenrate angesprochen werden konnten. Aus diesem Grund gibt es auch immer noch die sogenannten Triple-Channel-RAM-Kits mit beispielsweise drei Riegeln á 2 Gigabyte zu kaufen. Mit dem Sockel 2011 wurde erstmalig die Quad-Channel-Technologie für den Consumer-Markt eigeführt, die eine vier Mal so hohe Datentransfer-Rate verspricht. Allerdings sollte man beim Kauf des entsprechenden Mainboards darauf achten, dass mindestens vier RAM-Steckplätze vorhanden und mit den entsprechenden RAM-Kits bestückt werden, da ansonsten kein Quad-Channel-Betrieb möglich ist. Ich erwähne das deswegen so explizit, da es auch Hersteller gibt, die für den Sockel 2011-3 auch Mini-ITX-Mainboards anbieten, die aus Platzgründen nur über zwei RAM-Steckplätze verfügen. Demnach kann man nicht verallgemeinern, dass der Sockel 2011 für Quad-Channel ausgelegt ist.


Was bedeuten die Latenzwerte und ECC?

Jemand, der schon einmal RAM gekauft hat, wurde neben den Informationen zur Bauart und den Megahertz-Zahlen möglicherweise mit einer weiteren Zahlenkombination wie zum Beispiel "7-7-7-24" konfrontiert. Hierbei handelt es sich um den Latenzwert, welcher die Zugriffszeiten beschreibt. Von den Zahlen sollte aber für uns nur die erste Ziffer von Bedeutung sein, da diese die CAS Latency oder auch CL (in Kurzform) beschreibt. Je kleiner diese Ziffer, desto schneller und besser ist der RAM. Es gibt aber auch Hersteller, die sogenannten Übertakter-RAM anbieten, der nicht nur mit höheren Taktraten, sondern auch mit schärferen Timings angeboten wird. Ein Beispiel: Während der DDR3-1600 einer offiziellen Spezifikation von CL9-9-9 unterliegt, gibt es auch Hersteller, die diesen Speicher mit CL7-8-7 anbieten, was ein Übertakten dieses Moduls oder der Module zulässt. Allerdings sollte man bedenken, dass bei Anhebung des Speichertaktes die CAS-Latency schlechter wird, sprich sich erhöht.
Während die erste Ziffer der Zahlenfolge unter gewissen Umständen einen Unterschied im Vergleich zu langsameren RAM-Timings ausmachen kann, sind die anderen Ziffern als rein technische Daten zu verstehen, welche die Systemperformance nicht wirklich messbar verbessern können.

Als ECC-Speicher, der in diversen Online-Shops ebenfalls angeboten wird, wird Speicher mit einer eigenen Fehlerkorrektur bezeichnet, die insbesondere bei professionellen Server-Mainboards zu einem Vorteil gereicht. Handelsübliche Mainboards unterstützen diese Technologie in den seltensten Fällen, da sie dort erstens keinerlei Vorteile bringen würde und zweitens das System unnötig teuer machen würde.


Welcher RAM passt zu meinem Prozessor?

Um Inkompatibilitäten von vornherein zu vermeiden, sollte man wissen, was für einen Prozessor man nutzt, bevor man an Ram kauft oder hinzu kauft. Während sich bei Intel-Prozessoren die RAM-Spezifikation in Grenzen hält, sieht das Bild bei AMD-Prozessoren schon wieder ganz anders aus. Bei Intel-Prozessoren wie zum Beispiel dem Intel Core i5 oder auch dem Core i7 der Haswell-Generation wird von den Händlern meist die RAM-Spezifikation - in dem Fall PC3-12800 DDR3-1600 mitgeliefert, wobei auch noch die maximal zu verarbeitende Menge an RAM aufgeführt wird.
Bei einem AMD-Prozessor wie zum Beispiel dem A10-7700K wird dagegen schon ein PC3-17000 DDR3-2133 benötigt, da hier die integrierte Grafikeinheit deutlich flotter als bei Intel zu Werke geht und diese zur Berechnung der Grafik auf den RAM angewiesen ist. Sicherlich kann man auch langsameren oder auch schnelleren RAM einbauen, wobei das System diesen dann allerdings nur mit den vom Board oder dem Prozessor vordefinierten Spezifikationen anspricht. Beispiel: In ein Intel-System mit einem Intel Core i7-4790K, welches mit einer Spezifikation von DDR3-1600 arbeitet, wird ein DDR3-2133 eingebaut. Insofern es zu keine Inkompatibilitäten kommt, taktet das System den Speicher automatisch von 2133 Megahertz auf 1600 Megahertz herunter. Schnellerer Speicher wird aber oftmals von Overclockern verwendet, da diese oftmals die vom System vorgegebenen Spezifikationen aushebeln (müssen).


Wie viel Arbeitsspeicher verarbeitet mein System und wie viel ist wirklich sinnvoll?

Während sich die erste Frage relativ leicht beantworten lässt, kann die zweite Frage oftmals nicht wirklich beantwortet werden, da die RAM-Kapazität stark vom Einsatzzweck abhängig ist. Wer ein 32-Bit-Betriebssystem sein Eigen nennt, kann systembedingt sowieso nur mit einer RAM-Kapazität zwischen 3,2 und 3,75 Gigabyte arbeiten. Demzufolge ist es in einem 32-Bit-System unnötig, mehr als 4 Gigabyte - 2 x 2GB aufgrund des Dual-Channels - einzusetzen. Mit einem 64-Bit Betriebssystem sind theoretisch 16 Exabyte (2^64) RAM möglich. Microsoft hat aber bei Windows Grenzen gesetzt, wobei Windows 7 Home Premium (64 Bit) maximal 16 Gigabyte und Windows 7 Professional und Ultimate maximal 192 Gigabyte verwalten können.

Zur zweiten Frage, wieviel Arbeitsspeicher wirklich sinnvoll erscheint, kann ich derzeit nur folgende Empfehlungen aussprechen:


  • 4 GB: Computer, die für einfache Office-Aufgaben, Surfen im Web und kleine Spiele verwendet werden
  • 8 GB: PCs, die hauptsächlich zur Fotobearbeitung und für Spiele verwendet werden
  • 16 GB: Wer mit seinem Computer Filmschnitt (bis Full-HD) betreibt und Triple-A-Games spielt
  • 32 GB und mehr: sind momentan noch nicht nötig und aktuell hinsichtlich ihres Preis-Leistungs-Verhältnisses nicht sinnvoll und nur für Enthusiasten geeignet



Wie finde ich heraus, was für einen RAM ich im System habe und wie prüfe ich auf Fehler?

Es ist noch kein Spezialist vom Himmel gefallen, weshalb es auch nicht schlimm ist, wenn man nicht weiß, welchen RAM man jetzt genau in seinem Computer hat. Wichtig ist nur zu wissen, wie man an diese Informationen kommt. Eines der effektivsten Programme, welches zudem auch schnell installiert ist und wenig Ressourcen frisst, nennt sich CPU-Z, welches auch in unserem Download-Bereich zu finden ist. Wenn einmal installiert, lässt sich dort einfach jeder Steckplatz einzeln auslesen, wobei nicht nur die Modellbezeichnung des RAMs, sondern auch die Latenzen angezeigt werden.

Wenn das System zickt und öfters mal ein Bluescreen erscheint, muss das nicht zwangsläufig an Windows liegen. Oftmals kann auch ein RAM-Riegel der Chaos-Verursacher sein. Um das mit einfachen Mitteln prüfen zu können, empfiehlt sich das kleine Programm Memtest86, welches ebenfalls in unserem Download-Bereich zu finden ist.
Wer gerne übertaktet, oder auch einfach nur seinen Speicher aufrüstet, sollte ebenfalls Memtest durchlaufen lassen, da die Freeware nicht nur Fehler im Speicher, sondern auch Kompatibilitätsprobleme oder Fehler durch zu hohe Taktraten erkennen kann. Wer Memtest86 nutzen möchte, sollte den Test über Nacht laufen lassen, da die Überprüfung wirklich sehr lange dauern kann.


Fazit:

Wie ihr seht, ist die Thematik RAM doch umfangreicher als anfangs angenommen. Während einige Fragen mit Sicherheit beantwortet werden konnten, lassen sich andere wie "Wieviel RAM benötige ich?" nie genau beantworten. Wichtig ist, dass man lieber etwas mehr RAM in Reserve hat, als zu wenig. Übertreiben sollte man es aber nicht. Selbst ein mit 8 Gigabyte RAM ausgerüsteter Computer gehört noch lange nicht zum alten Eisen.

Meinung des Autors: Arbeitsspeicher, welcher auch als RAM bezeichnet wird, wirft bei vielen Nutzern noch Fragen auf, die hoffentlich mit diesem Ratgeber beantwortet werden konnten. Wenn euch noch weitere Fragen oder auch Ergänzungen einfallen, könnt ihr gerne den Kommentarbereich nutzen.
 
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