Arbeitsspeicher bald „Vergangenheit“?

Gerade habe ich gelesen, dass die SSD der PS 5 mit einer Geschwindigkeit von 5,5 GB / Sekunde ausgelesen werden kann.
In Anbetracht dessen, dass die Schreib- und Lesegeschwindigkeit im Zuge des technischen Fortschritts zunimmt, frage ich mich ob der SSD Speicher den Platz des Arbeitsspeichers, wie wir ihn kennen, nicht vollständig übernehmen können wird.
Dass man Bspw. seinen benötigten Arbeitsspeicher als Partition auf der SSD anlegen kann.

Oder bin ich da komplett auf dem Holzweg mit meiner Annahme?

cyberxxx schrieb:Oder bin ich da komplett auf dem Holzweg mit meiner Annahme?

Ja, denn die Entwicklung für Arbeitsspeicher geht ja auch weiter.

Wikipedia: DDR5 SDRAM

DDR5 supports a speed of 51.2 GB/s per module and 2 memory channels per module.

Roscher schrieb:Entwicklung für Arbeitsspeicher

und die Anzahl der Schreibzyklen ist nicht begrenzt.
die Lebensdauer ist völlig anders

Es gibt aber Experimente mit RAM der seinen Zustand auch ohne Strom halten kann.

@cyberxxx
Ich habe mir die Präsentation angeschaut - die kriegt noch 16GB GDDR6 als Systemspeicher...und das hat 448 GB/s Bandbreite.
Irgendwann wird aber vielleicht doch kein Unterschied zwischen RAM und Datenspeicher mehr sein...

Abahatschi schrieb:kein Unterschied zwischen RAM und Datenspeicher mehr sein...

leg mal Datenspeicher als RAM an, und schau, wie lange der Datenspeicher lebt.

Datenspeicher haben eben begrenzte Schreibzyklen, RAM unbegrenzt. Außerdem kommt es nicht nur auf die Bandbreite, sondern bei CPUs auch auf die Zugriffszeiten auf den Speicher an. RAM 10 nano sec, SSD 0,01 milli sec = 10000 nano sec. Da ist immernoch der Faktor 1000 Unterschied.

@cyberxxx

Dass man Bspw. seinen benötigten Arbeitsspeicher als Partition auf der SSD anlegen kann.

Entschudigung fürs Klugscheissen, aber das geht genaugenommen schon deshalb nicht, weil Arbeitsspeicher eine der beiden essentiellen Komponenten eines Computers ist, neben dem Prozessor. Der Prozessor verknüpft und ändert Daten, der Arbeitsspeicher enthält die Daten und das Programm. Auf den Arbeitsspeicher kann der Prozessor direkt zugreifen, auf die Daten einer SSD nicht, sondern diese müssen erst in den Arbeitsspeicher kopiert werden. Der Arbeitsspeicher ist also nicht nur irgendein schneller Zwischenspeicher für Daten wie der Cache im Prozessor.

Letztlich läuft deine Frage also darauf hinaus, ob man die für den Arbeitsspeicher verwendete DRAM-Technologie nicht durch die Technologie der SSDs (also Flash) ersetzen und sich dann die SSD einsparen kann. Wäre ja echt super, soviel RAM wie bei einer SSD zu haben. Prinzipiell würde das schon gehen, aber praktisch nicht:

Wie die anderen schon geschrieben haben, kann Flash nur begrenzt oft geschrieben werden, weil Elektronen quasi mit Gewalt - mittels einer höheren Spannung - durch eine Isolierschicht in eine isolierte Kammer gezogen werden, und das geht mit der Zeit dann eben kaputt, wenn man es oft genug macht. Ich schätze mal, als Arbeitsspeicher wäre Flash bereits nach ein paar Minuten kaputt.

Dann dauert ein Scheibzugriff deutlich länger als bei DRAM. Während bei DRAM lesen und schreiben gleich schnell geht (jeder Zugriff ist einmal einen Kondensator entladen und wieder beladen) muß beim Flash-Schreiben an den Transistor eine höhere Spannung angelegt werden und Elektronen müssen in ausreichender Menge durch die Isolationsschicht durchwandern, das dauert etwas länger. Damit könnte man wahrscheinlich noch leben (es wäre auch denkbar, zwei Arten von Arbeitsspeicher zu haben), aber es scheitert eben an den begrenzten Schreibzyklen.

Bei Flash als Arbeitsspeicher entfallen übrigens die von frivol genannten Zugriffszeiten, weil der Prozessor ja direkt zugreifen würde. Zugriffszeiten entstehen erst, wenn der Prozessor den externen Geräten erst noch sagen muß, welche Daten er denn gerne bereitgestellt haben möchte.

@zaeld, was du schreibst ist zwar nicht falsch aber auch nicht richtig, da du zu sehr auf den aktuellen Stand der Technik fixiert bist. Sicherlich ist "bald" relativ, in den nächsten 5 oder 10 Jahren sind keine so großen Änderungen zu erwarten. Grundsätzlich kann man aber "Arbeitsspeicher bald "Vergangenheit"" nur sagen, was versteht man unter bald ;) für den einen sind dies 1 Jahre, 5 Jahre oder 100 Jahre...

Wahrscheinlich ändert sich dann auch nur die Funktion des Speichers aber der DRAM bleibt erhalten. Schon jetzt gibt es in der CPU sogenannten Cache-Speicher der nochmal deutlich schneller als der DRAM ist, aber eben auch teurer. Falls man irgendwann direkt auf superschnelle SSDs als Arbeitsspeicher setzen kann, dann wird es immernoch den DRAM geben aber nur als Cache für die SSD und der DRAM wird weiterhin nochmal superschnell gecached in der CPU.

taren schrieb: was du schreibst ist zwar nicht falsch aber auch nicht richtig, da du zu sehr auf den aktuellen Stand der Technik fixiert bist. Sicherlich ist "bald" relativ, in den nächsten 5 oder 10 Jahren sind keine so großen Änderungen zu erwarten.

Gerade beim Arbeitsspeicher sind keine Änderungen zu erwarten, denn der wird immer benötigt. Auf die Frage "Arbeitsspeicher bald Vergangenheit?" gibt es die gleiche Antwort wie auf die Frage "CPU bald Vergangenheit?". CPU und Arbeitsspeicher sind grundlegende Komponenten, ohne die der Computer nicht funktioniert. Nicht nur zur Zeit, sondern prinzipiell. Daten müssen irgendwo abgelegt werden, die von der CPU bearbeitet wurden, und zwar dort, wo der Prozessor direkt drauf zugreifen kann. Dieser Ablageort nennt sich Arbeitsspeicher. Auf die Daten einer SSD kann der Prozessor nicht direkt zugreifen, somit kann eine SSD oder etwas anderes den Arbeitsspeicher auch nicht ersetzen.

Selbst wenn man sich eine exotische Maschine ausdenken würde, die nur aus einem Prozessor und einem festverdrahteten, nicht-schreibbaren Programmspeicher besteht, welche also keinen echten Arbeitsspeicher hätte und eigentlich zu nichts zu gebrauchen wäre, diese hätte immer noch die internen Register als Arbeitsspeicher.

Und auch das abstrakte mathematische Modell eines Rechners, die Turing-Maschine, besitzt so einen Arbeitsspeicher, nennt sich dort "Band". Es geht nicht ohne.

zaeld schrieb:Gerade beim Arbeitsspeicher sind keine Änderungen zu erwarten, denn der wird immer benötigt. Auf die Frage "Arbeitsspeicher bald Vergangenheit?" gibt es die gleiche Antwort wie auf die Frage "CPU bald Vergangenheit?". CPU und Arbeitsspeicher sind grundlegende Komponenten, ohne die der Computer nicht funktioniert. Nicht nur zur Zeit, sondern prinzipiell. Daten müssen irgendwo abgelegt werden, die von der CPU bearbeitet wurden, und zwar dort, wo der Prozessor direkt drauf zugreifen kann. Dieser Ablageort nennt sich Arbeitsspeicher. Auf die Daten einer SSD kann der Prozessor nicht direkt zugreifen, somit kann eine SSD oder etwas anderes den Arbeitsspeicher auch nicht ersetzen.

Sicherlich, aber es ist keine feste Eigenschaft eines Arbeitsspeichers seine Daten ohne Strom nicht behalten zu können, noch das er zwingend teurer sein muss als ein anderer Datenträger. Insofern ja der Arbeitsspeicher kann theoretisch vollständig alle Daten in einem Computer beherbergen und somit ist dann auch kein weiterer Datenträger notwendig. Was im wesentlichen der Ausgangsthese entspricht.

taren schrieb:Sicherlich, aber es ist keine feste Eigenschaft eines Arbeitsspeichers seine Daten ohne Strom nicht behalten zu können, noch das er zwingend teurer sein muss als ein anderer Datenträger. Insofern ja der Arbeitsspeicher kann theoretisch vollständig alle Daten in einem Computer beherbergen und somit ist dann auch kein weiterer Datenträger notwendig.

Absolute Zustimmung, ich wollte in keinster Weise ausdrücken, daß nur DRAM als Arbeitsspeicher in Frage kommt.

Was im wesentlichen der Ausgangsthese entspricht.

Ich wollte eigentlich nur klarstellen, daß "Arbeitsspeicher in ein SSD-Laufwerk auslagern" prinzipiell nicht geht, die Verwendung der SSD-Technologie (also Flash) als Arbeitsspeicher aber sehr wohl theoretisch möglich ist. Deshalb hatte ich ja auch eine Klugscheisser-Warnung vorangestellt.

@cyberxxx

Der Ram hat eine Direktleitung zum CPU.
Und er ist auch Physikalisch sehr nahe am CPU ( Signallaufzeit ) eine SSD nicht unbedingt.

Wenn du eine M.2 SSD hast ist die Direktleitung auf dem Mainboard in der nähe des CPU um möglicht kurze Leiterbahnen zu haben ( Signallaufzeit ).

ABER

Jetzt kommt es der Datendurchsatz keiner würde ein System erstellen wo zwei
Unterschiedliche speicher ( System & Haup ) um den Datendurchsatz zu konkurrieren.
Wenn es auch anders geht. Wie wir es jetzt schon haben.

Test Szenario ( SSD als -> System & Haupspeicher ):

Du machst einen Download von Steam , der DL hat 50GB er muss Zwischen gespeichert werden.
-> Grundlagen der Software verarbeitung!

Würde jetzt die SSD beides machen hätte Sie nur die hälfte an Schreibgeschwindigkeit
-> Speicher Controller kann ja auch nicht Zaubern !

Neben den Download machst du ja noch was anders Film anschauen, Musik Hören oder
weiß der geier was.
-> Das würde:

1. Den Download (im Szenario) ausbremsen , weil der teil des Speicher Controller einen Teil der
Priorität verlagern muss ( Mehr Beanspruchung )

2. Das schreiben auf der SSD wurde verlangsamt werden.

Und je mehr du am PC macht ( "Systemprogramme" verwenden und zugleich auf die SSD ) desto langsamer wurde alles werden.
Und wenn man Pech hat --> Bluescreen <--

3. Ein Sicherheits-Albtraum wenn man die Firmware des Speicher Controller Modifizieren würde,
hätte man so auch Zugriff auf die Daten im Ram.

Da ja da dann alles über eine Controller verarbeitet wurde.

Und so kann alle bekommen.

cyberxxx schrieb am 19.03.2020:Gerade habe ich gelesen, dass die SSD der PS 5 mit einer Geschwindigkeit von 5,5 GB / Sekunde ausgelesen werden kann.
In Anbetracht dessen, dass die Schreib- und Lesegeschwindigkeit im Zuge des technischen Fortschritts zunimmt, frage ich mich ob der SSD Speicher den Platz des Arbeitsspeichers, wie wir ihn kennen, nicht vollständig übernehmen können wird.
Dass man Bspw. seinen benötigten Arbeitsspeicher als Partition auf der SSD anlegen kann.

Eine SSD hat viel zuviel Verschleiß und ist deshalb als Arbeitsspeicher ungeeignet.

Wie siehts eigentlich umgekehrt aus. Könnte man einen nichtflüchtigen RAM bsp. einen FRAM gleichzeitig als Arbeitsspeicher und als Festplatte verwenden und somit auf eine SSD verzichten. Vorrausgesetzt man könnte die mit der entsprechenden Größe und Geschwindigkeit produzieren?

Jaime schrieb am 29.03.2020:Wie siehts eigentlich umgekehrt aus. Könnte man einen nichtflüchtigen RAM bsp. einen FRAM gleichzeitig als Arbeitsspeicher und als Festplatte verwenden und somit auf eine SSD verzichten. Vorrausgesetzt man könnte die mit der entsprechenden Größe und Geschwindigkeit produzieren?

Von der Theorie ja, aber man forscht bei MRAM und FRAM schon sehr lange. Aktuell gibt es da noch keine Aussicht, dass man an die Dichte der SDRAMs kommt. Und um diese auch als Massenspeicher einsetzen zu können muss die Menge der Speicherzellen noch deutlich weiter erhöht werden, Flashs können aus aktueller Sicht mit bis zu 500 Lagen gebaut werden.

Außerdem muss man sich hier die Frage nach dem Sinn stellen. Die Zugriffszeiten eines SDRAMs sind in den meisten Fällen für Massendaten nicht erforderlich. Und SDRAMs sind für die CPU selber ebenfalls zu langsam, deshalb hat die CPU selber u.U. sogar noch mehrstufige Caches.

Wenn man von der Neumannschen Architektur wegkommen würde, dann gäbe es andere Möglichkeiten, dann braucht der Speicher auch nicht mehr die Geschwindigkeit.

Früher hatten Rechner keinen Cache-Speicher, weil der Arbeitsspeicher schnell genug war (die CPU war noch entsprechend langsam). Als Arbeitsspeicher waren statische RAMs (SRAM) und dynamische RAMs (DRAM) üblich. Die dynamischen RAMs waren in der Regel schneller und billiger als die statischen. Allerdings mussten sie ständig aufgefrischt werden, was zusätzliche Logik und Zeit braucht. Statische RAMs halten die Daten ohne Kunstgriffe ewig, solange die Betriebsspannung (mit minimalstem Strom) erhalten bleibt.

Weil im Laufe der Jahre die Geschwindigkeit der Recheneinheit (CPU) schneller zugenommen hat als die Geschwindigkeit des Arbeitsspeichers, wurde der Cache erfunden, um die CPU schneller mit Daten zu versorgen. Das ist eine noch größere Krücke als die Auffrischung bei dynamischen RAMs. Ich warte noch immer auf statische RAMs, die so schnell sind, dass wir auf den Cache und das Auffrischen verzichten können. Bislang scheint kein Weg dorthin zu führen (außer bei langsamen Rechnern/Mikrocontrollern).

Eine (virtuelle) Festplatte im Arbeitsspeicher verwende ich schon immer. So etwas heißt RAM-Disk und ist für kleine Datenmengen unschlagbar schnell. Es ist also keine Frage der Logik sondern der Speichergröße und des Preises.
Flash-Speicher sind als Arbeitsspeicher ungeeignet, weil das Schreiben vergleichsweise ewig dauert. Auch liefern Flash-Speicher fehlerbehaftete Rohdaten, die in der Praxis durch spezielle Controller korrigiert werden.

Die Technik wird immer kleiner und immer Leistungsfähiger. Ich wundere mich ja das man immernoch große Kühler im PC braucht und riesige Ramriegel. Irgendwann wird das auch mal vorbei sein.
Das ist zwar schade weil man dann nicht mehr seinen PC mit so viel Spaß zusammenschrauben kann aber es spart am Ende sehr viel Platz.

Ich würde sogar noch einen Schritt weiter gehen und behaupten das CPU, RAM und Festplatte irgendwann Eins sind.

blattschuss schrieb:Die dynamischen RAMs waren in der Regel schneller und billiger als die statischen.

Was? Ohne jetzt recherchieren zu wollen will ich das mal stark bezweifeln, daß sie schneller waren. Der Zugriff auf SRAM geht direkt und dürfte so schnell gehen wie auf ein Prozessor-Register - abzüglich der Zeit, die ein Zugriff auf den Bus benötigt, an den das SRAM angeschlossen ist, und den hat DRAM auch mindestens bzw. zusätzlich. Der Prozessor-Cache dürfte auch SRAM sein (bleibt ja eigentlich nichts anderes übrig).

Während SRAM auf Anfrage sofort seinen Inhalt bei Bedarf auch byte-weise liefern kann, muss bei DRAM erst eine Zeile bestehend aus mehreren Bytes (bzw. Bits) adressiert werden, die Kondensatoren, die an dieser Zeile hängen, liefern ihre Ladezustände aus, die gehen in einen Verstärker, landen dann in einem SRAM-Puffer, und aus diesem Puffer kann die Leseanfrage beantwortet werden. Das war es aber noch nicht: Die Kondensatoren sind jetzt nach dem Auslesen leer, das bedeutet, der Zeilenpuffer muß jetzt wieder in die Kondensatoren kopiert werden und die Kondensatoren je nach 0 oder 1 aufgeladen oder nicht geladen werden. Und das dauert insgesamt erheblich.

Der Vorteil von DRAM liegt einfach darin, daß pro Bit nur 1 Transistor und 1 relativ kleiner Kondensator benötigt wird, wobei der Kondensator auch nicht wie die normalen Schaltungen an der Oberfläche liegt, sondern nach unten ins Silizium hineingebohrt wird und somit keinen Oberflächenplatz wegnimmt. SRAM braucht glaube ich so 4 bis 6 Transistoren pro Bit, die alle die Oberfläche beanspruchen. Mit DRAM kommt man also auf viel höhere Speicherdichten, und das ist eigentlich auch der einzige Vorteil, sonst bringt das nur Nachteile mit sich. Wie z.B. die nötige Wiederauffrischung.