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Arbeitsspeicher (RAM) sind die „Wasserträger” unter den Hardware-Komponenten eines PCs. Andere Teile wie Prozessoren und Grafikkarten erhalten oft weit mehr Aufmerksamkeit, dabei hat ein guter Arbeitsspeicher grossen Anteil daran, dass ein Computer seine volle Leistung abrufen kann. „Gut” bedeutet keinesfalls nur gross. Unser Ratgeber erklärt, was Sie über RAM wissen müssen.
Arbeitsspeicher ist eine Hardware-Komponente für Computer. Er besteht aus mehreren Speicherchips, die jeweils Millionen von Speicherzellen enthalten. Die Zellen sind in einem Gitter aus Spalten und Zeilen angeordnet. Auf einer Leiterplatte mit elektrischen Kontakten bilden sie ein Speichermodul oder „DIMM” (Dual Inline Memory Module, englisch für: „doppelreihiges Speichermodul” ). Ein einzelner Speicherchip enthält viele Millionen Speicherzellen, die zu einem Gitter aus Spalten und Zeilen (Pages) angeordnet sind. Arbeitsspeicher werden auch als Hauptspeicher oder mit dem Akronym „RAM” (Random Access Memory, englisch für: „Speicher mit wahlfreiem Zugriff”) bezeichnet. Es handelt sich um „flüchtige” Datenspeicher. Im Gegensatz zu nicht-flüchtigen Speichern, die als langfristige Dateiablage dienen, gehen Daten auf flüchtigen Speichern verloren, sobald sie von der Stromzufuhr getrennt werden, also wenn der Computer ausgeschaltet wird.
Ein Arbeitsspeicher muss Daten nicht dauerhaft speichern, weil er lediglich für den Betrieb (die Arbeit) des Computers von Bedeutung ist. Seine Funktion ist es, die Daten ausgeführter Programme und Anwendungen zwischenzuspeichern, damit sie durch den Hauptprozessor schneller abgerufen werden können. Nicht-flüchtige wie HDDs (Hard Disk Drive, englisch für: „Festplattenlaufwerk”) und SSDs (Solid-State-Drive, englisch für: Halbleiterlaufwerk) verfügen über sehr viel mehr Speicherplatz als Arbeitsspeicher, selbst wenn es sich um eine Festplatte in Form eines USB-Sticks handelt, aber sie benötigen wesentlich mehr Zeit, um Daten nach dem Eintreffen eines Lesebefehls bereitzustellen. Ohne einen Arbeitsspeicher wäre ein Computer auch mit leistungsstarkem Prozessor sehr viel langsamer.
Um die Funktionsweise eines Arbeitsspeichers zu veranschaulichen, kann man sich einen Computer wie ein Künstleratelier vorstellen. Damit ein Bild entsteht, muss der Künstler bestimmte Farben auf eine Leinwand auftragen. Die ausführende Instanz, also der Künstler, ist im Kontext eines Computers der Hauptprozessor, das fertige Bild entspricht einem laufenden Programm. Es entsteht aus bestimmten Farben beziehungsweise Dateien. Natürlich könnte der Künstler jedes Mal in sein Materiallager gehen, die Tube mit der richtigen Farbe heraussuchen und etwas davon auf seinen Pinsel geben, um anschliessend zur Leinwand zurückzugehen und die Farbe aufzutragen, bis er neue Farbe benötigt. Aber das würde den Prozess enorm in die Länge ziehen. Stattdessen gibt er einen Klecks von jeder Farbe, die er für ein Bild benötigt, auf eine tragbare Palette, die er in einer Hand halten kann, während er mit der anderen malt. So ähnlich legt ein Computer Dateien, die er für ein Programm benötigt, zwischenzeitig auf dem Arbeitsspeicher ab, statt jedes Mal den langen Weg zum Festspeicher zu gehen.
Es gibt verschiedene Leistungsmerkmale, die Auskunft darüber geben, wozu ein Arbeitsspeicher imstande ist und folglich, wofür er sich verwenden lässt. Neben einer Handvoll weiterer Faktoren lässt sich die Qualität eines Speichers vor allem durch drei Merkmale bemessen:
Je mehr Platz ein Speicher bietet, desto mehr Daten kann er gleichzeitig für den Zugriff durch einen Prozessor zur Verfügung stellen. Je nach Komplexität und Umfang können Programme und Anwendungen mehr oder weniger Datenmengen enthalten. Die in Gigabyte (GB) angegebene Kapazität des Arbeitsspeichers entscheidet, wie viele sich davon ausführen lassen. Ist nicht genügend Speicherplatz vorhanden, kann es zu Leistungseinbrüchen kommen. Das betroffene Programm gerät ins Stocken, friert ein, "hängt sich auf" oder lässt sich gar nicht erst starten. Besonders datenintensive Anwendungen sind zum Beispiel aufwendig produzierte Computerspiele, hochauflösende Videos und Bildbearbeitungsprogramme. Mit dem Fortschritt der Technologie werden immer größere Speicher erschwinglich. Inzwischen verfügen die meisten PCs je nach Preisklasse über 4 bis 16 GB Arbeitsspeicher.
Ebenfalls wichtig ist die Datenübertragungsrate. Ein Speicher kann dazu in der Lage sein, noch so viele Dateien zu speichern. Wenn er sie nicht schnell genug bereitstellen kann, arbeitet der Rechner im Schneckentempo. Die Datenübertragungsrate gibt Auskunft darüber, welche Menge an Daten ein Speicher innerhalb eines Zeitraums übermitteln kann. Sie wird in der Regel in Gigabyte pro Sekunde (GB/s) angegeben.
Ein weiteres wichtiges Kriterium für die Leistungsfähigkeit eines Arbeitsspeichers ist die Zugriffszeit, also wie lange es dauert, bis eine Dateneinheit vom Arbeitsspeicher zum Prozessor übertragen wird. Errechnet wird sie aus der Taktfrequenz und drei sogenannten Timingparametern: CAS Latency oder kurz tCL misst die Dauer zwischen dem Entsenden des Lesekommandos durch den jeweiligen Prozessor und den Erhalt der Lesedaten. Der RAS-to-CAS Delay oder tRCD ist die minimale Dauer zwischen der Aktivierung einer Zeile oder Bank und der Absendung eines Lese- oder Schreibkommandos. RAS Precharge Time oder tRP bezeichnet die minimale Zeitdauer zwischen der Deaktivierung einer Zeile oder Bank und der erneuten Aktivierung einer Zeile in derselben Bank.
Über diese drei Faktoren hinaus wirkt sich zum Beispiel die Kompatibilität mit allen anderen Hardware-Komponenten des Systems auf die Leistung des Arbeitsspeichers aus, zum Beispiel der Speichercontroller. Der Chip steuert die Kommunikation zwischen Prozessor und RAM. Je nach Architektur kann er nur einen oder aber zwei Arbeitsspeicher unterstützen. In letzterem Fall spricht man von einem „Dual Channel”.
Eine andere, weniger beachtete Komponente, die sich entscheidend auf die Kompatibilität und die Leistung eines Arbeitsspeichers auswirkt, ist das Motherboard eines Computers. Das Motherboard, auch Mainboard oder Hauptplatine genannt, ist die zentrale Leiterplatte eines Rechners, auf der alle essentiellen Komponenten angebracht sind. Je nach Ausführung verfügt sie über unterschiedliche Steckplätze für Arbeitsspeicher und Speicherbusse, die Daten, Steuer- und Adressinformationen an den Hauptprozessor übermitteln. Unterschiedliche Arbeitsspeichermodule sind für unterschiedliche Anbindungen optimiert. Ob und in welchem Masse Arbeitsspeicher-Module mit einem Motherboard kompatibel sind, lässt sich meistens durch das jeweilige Handbuch ermitteln.
Was bedeutet der Zusatz „DDR”?
Der Zusatz „DDR” steht für Double Date Rate (englisch für „doppelte Datenrate”), einem zur Steigerung von Datenübertragungsraten entwickelten Verfahren. Durch DDR lassen sich bei gleicher Buszahl zweimal so viele Daten übertragen. Im Laufe der Jahre wurde das Prinzip immer weiter optimiert, um noch bessere Ergebnisse zu erzielen. Die einzelnen Versionen werden schlicht durch Nummerierung unterschieden. DDR2-RAM ist also der Nachfolger von DDR-RAM; DDR3-RAM und DDR4-RAM folgten im Anschluss. In unserem Onlineshop finden Sie Arbeitsspeicher verschiedener DDR-Generationen; passend für jeden Bedarf.
Wie viel Arbeitsspeicher ist nötig?
Wie viel Speicher ein Computer benötigt, hängt in erster Linie von seinem Einsatzgebiet ab. Ein genügsamer Arbeitslaptop für das Büro, der lediglich ein paar Office-Anwendungen und Browserfenster ausführen muss, benötigt vergleichsweise wenig Arbeitsspeicher. In diesem Fall reichen 4 GB RAM in der Regel aus. Andere Einsatzbereiche erfordern deutlich leistungsstärkere Speicher. Multimedia-Center und Gaming-PCs sind ein klassisches Beispiel für Rechner, die mehr Speicherplatz benötigen, da sie grafisch anspruchsvolle Programme ausführen.
Um Filme und aktuelle Computerspiele in Full-HD- oder sogar 4K-Auflösung nicht nur gestochen scharf, sondern auch ohne Ruckler geniessen zu können, sollten solche Systeme mindestens auf 8 GB RAM oder sogar 16 GB RAM zugreifen können. Noch grössere Speicher sind für den privaten Gebrauch normalerweise nicht nötig, zudem sind sie sehr teuer. 32 GB RAM oder 64 GB RAM sind nur für äusserst leistungsfordernde Anwendungen im kommerziellen und industriellen Sektor nötig, zum Beispiel um dreidimensionale Bauteile zu designen oder Animationsfilme zu berechnen.
Wie lässt sich der Arbeitsspeicher eines PCs aufrüsten?
Je nach Aufbau eines Computers bietet es sich an, einen neuen Arbeitsspeicher darin zu verbauen, um seine Leistung zu steigern. Das gilt in erster Linie für selbst zusammengestellte PCs, wie sie Gamer oftmals verwenden, und fertig gelieferte Desktop-PCs klassischer Bauart. Klassische Desktop-PCs bestehen aus extern angeschlossener Peripherie wie einem Bildschirm, Maus und Tastatur, die an eine getrennt in einem Gehäuse eingeschlossenen Recheneinheit (Tower) angeschlossen ist. Solche Gehäuse lassen sich in der Regel leicht aufschrauben, wodurch die innenliegenden Komponenten zugänglich sind.
Laptops und All-in-One-PCs, die Recheneinheit und Display im Gehäuse des Monitors integrieren, sind zum Nachrüsten des RAMs meistens nicht so gut geeignet, weil ihre Bauteile schwerer zugänglich sind. Im Sinne der platzsparenden Bauweise solcher Geräte, sind sie auf sehr engem Raum angebracht und zum Teil sogar fest verschweisst. Wie genau sich ein Arbeitsspeicher austauschen lässt, das heisst, wo sich das alte Modul befindet und wie sich das neue anschliessend lässt, ist von den jeweiligen Produkten abhängig. Es gibt allerdings einige universell zu beachtende Aspekte:
Statische Elektrizität kann PC-Komponenten beschädigen. Das Berühren der unlackierten Teile des metallischen Gehäuses oder Tragen eines antistatischen Armbands vor dem Einbau stellt sicher, dass es zu keiner schädlichen Entladung kommt. Der PC sollte vor dem Einbau ausserdem heruntergefahren und vom Stromnetz getrennt sein. Anschliessend können die Schrauben des Gehäuses gelöst werden.