Mi a RAM szerepe és hogyan hat a számítógépek által végzett feladatokra?

Ennek a két részes összefoglalónak a célja, hogy kiderüljön mi az a RAM, hogy tisztázzuk mit is csinál valójában és hogy megismerjük azt is, hogy napjainkban milyen munkaterhelések során jut kiemelt szerephez. Kiderül, hogy mit csinálnak a DDR RAM-ok és átvesszük azokat a területeket, ahol a legfontosabb, hogy mennyi és mennyira gyors a RAM. De bõven jut tartalom a cikk következõ részére is, ahol megnézzük, hogy miben más a legfrisebb DDR5 RAM szabvány, de többek kozött azt is, hogy miben különbözik a RAM a VRAM-tól, végül kiderítjük, hogy milyen a számunkra ideális RAM frekvencia, avagy órajel.

Mi a RAM?

A RAM, vagyis a Random Access Memory (véletlen-, vagy közvetlen hozzáférésû memória) a hagyományos számítógépek és az okoseszközök által használt memória elsõdleges formája. A RAM célja, hogy aktív, nagy sebességû memóriában tartsa mindazt, amit a processzor éppen futtat, amin éppen dolgozik. Minél közelebb van a memória a processzormaghoz, annál gyorsabb. Meghatározó tulajdonsága a "latency", avagy késleltetés. Bár kissé megtévesztõnek hangozhat, telekommunikáció esetén a késleltetés a válaszidõ szinonimájaként funkcionál, tehát nem szándékosan késleltetésre, inkább a reakcióidõre érdemes gondolnunk.

A távközlésben az alacsony késleltetés a pozitív felhasználói élményhez (UX, avagy user experience), míg a magas késleltetés a rossz felhasználói élményhez kötõdik. A számítógépes hálózatokban a késleltetés azt fejezi ki, hogy mennyi idõbe telik, amíg egy adatcsomag eljut az egyik kijelölt ponttól a másikig. Ideális esetben a várakozási idõ a lehetõ legközelebb lesz a nullához, a lényeg, hogy a felhasználó azt érezze, hogy a rendszer azonnal reagál egy kattintásra vagy gombnyomásra. A hálózati késleltetés úgy mérhetõ, hogy meghatározzuk az adatcsomagnak a célállomáshoz való eljutásához és visszautazáshoz szükséges oda-vissza út idejét (RTT). Ez tehát nem csak internetes játék, online beszélgetés vagy videochat esetén nyilvánvaló szempont, de egy számítógép esetén is, melytõl elvárjuk, hogy a lehetõ leggyorsabban dolgozza fel a kéréseinket és az információkat.

A RAM olyan szorosan kötõdik a CPU-hoz és ahhoz, amit csinál, hogy az alaplapon mindig a CPU közelében találjuk, hogy a kettõ közötti gyors kommunikáció a lehetõ legjobb legyen. Az olyan tárolómeghajtókkal, mint a HDD-k és SSD-k (amelyeket néha kissé megtévesztõ módon szintén "memóriának" neveznek) összehasonlítva a RAM a számítógép dinamikus és aktív memóriája. A háttértárat ebben az összefüggésben "statikus memóriának" is nevezik, mivel csak idõszakosan írunk rá és olvasunk róla, a CPU tehát nem használja folyamatosan. A modern asztali számítógépek és laptopok esetében a RAM a két legnépszerûbb formában "DIMM"-ként vagy "SO-DIMM"-ként kerül forgalomba. Az SO-DIMM a laptopok által használt kisebb változat, a fõ DIMM (Dual In-Line Memory Module) pedig a DDR RAM különbözõ generációin és az asztali PC-kben használt formátényezõ.

A DDR RAM, más néven Double Data Rate RAM, olyan RAM-ot jelent, amely képes megduplázni a tényleges adatátviteli sebességét, ha egy azonos frekvencián mûködõ, azonos RAM-modullal párosítják. A meghirdetett frekvencia megfelel ennek a megduplázott adatátviteli sebességnek, de a valós frekvencia az egyes modulokon futó frekvencia fele marad.

Mi a RAM feladata a számítógépben?

Gondolhatunk a RAM-ra úgy, mint az ételek elkészítésekor és a fõzéskor használt pultra, a háttértárakra (SSD, HDD) pedig úgy, mint egy kamrára vagy tárolóra. Mindent, amit a számítógép tesz, elõször ebbõl a tárolóból fog kivenni, és minél közelebb kell helyezni a munkapulthoz, hogy ne kelljen átrohanni a konyhán minden egyes alkalommal, amikor szükséged van egy következõ hozzávalóra.

Ez tehát mindent gyorsabbá tesz. De ahogyan a legtöbb konyhában sokkal több hely van a kamrában, mint a pulton, a számítógépes háttértárak is sokkal nagyobb kapacitással bírnak, mint a RAM. A CPU és a RAM szerves részét képezi a számítógépek mûködésének, de gyakran a RAM hatása a felszínen minimálisnak tûnik, különösen az olyan specifikációk növelése, mint a RAM sebessége és a RAM késleltetése. Az alábbiakban a RAM-kapacitást, vagyis az egyik kiemelten fontos jellemzõjét tárgyaljuk, mielõtt belemerülnék abba, hogy a RAM és az egyéb specifikációk hogyan befolyásolhatják a különbözõ munkaterheléseket. Ez remélhetõleg egyértelmûvé teszi, hogy mi az, amit a RAM valójában csinál a számítógépében, igaz, ennek a specifikációnak a hatása és szerepe munkaterhelésenként változik.

Mennyi RAM-ra van szükségünk? A RAM-kapacitás magyarázata

Ha a RAM-teljesítménnyel kapcsolatos problémánk akad, akkor valószínûleg a RAM-kapacitás lehet a szûk keresztmetszet, amit tech-nyelven így is ismerhetünk: "bottleneck". A teljesítményprobléma oka, amelyet minden alkalmazásban a szabad RAM-kapacitás kimerülése, megtelése okoz, az nem más, minthogy a memóriakezelésnek ilyenkor muszáj egy lapozófájlra támaszkodnia. A lapozófájl egyfajta kényszermegoldása a CPU számára, melyhez akkor nyúl, ha a RAM kapacitása nem elégséges a feladatokhoz szükséges adatok betöltéséhez. Ezt a teljesítményhiányt annak köszönhetjük, hogy a tárolómeghajtók, még a gyors SSD-k is, jóval lassabbak, mint a dedikált RAM.

A probléma elkerülése érdekében a legjobb megoldás egyszerûen több RAM hozzáadása. Ezért a RAM bõvítése mindig az elsõ tanácsok egyike, ha egy gép esetében hardverfrissítésrõl van szó. Szinte minden egyszerûbb feladat és a rengeteg multitasking miatt felmerülõ teljesítményprobléma is orvosolható azzal, hogy a gépünk nem kényszerül a háttértárakon kialakított lapozófájl használatára. Ha nem tudjuk pontosan, hogy mennyi RAM-ra van szükség egy adott munkaterheléshez, az alábbiakban kitérünk több jellemzõ feladattípusra is, melyek eltérõ mennyiségû RAM-ot igényelnek.

Ezért ajánlott a RAM bõvítése:

• Több RAM hozzáadásával megelõzhetõk a RAM kifogyásával kapcsolatos teljesítményproblémák.
• Ha a meghajtó alapú lapozófájlra támaszkodunk, az lassulást eredményez – még az olyan egyszerûbb alkalmazások esetében is, mint a webböngészõk.
• A több RAM hozzáadása megakadályozza a RAM kifogyásából adódó teljes összeomlásokat is.
• Az összeomlás viszonylag ritka, de nagy igénybevételt jelentõ alkalmazásoknál elõfordulhat, különösen olyan szerkesztõ vagy renderelõ szoftvereknél, amelyek nem tudják hatékonyan kihasználni a lapozófájlt.
• Néha a memória kifogyása operációs rendszer szintû összeomlást is okozhat, kék képernyõ (BSOD) formájában.
• A böngészõk közismerten szeretik megtölteni a RAM-ot, ilyenkor elõfordul, hogy a böngészõ, vagy egy párhuzamosan használt program lefagy, illetve kilép.

Mit a RAM szerepe videoszerkesztéskor?

A videoszerkesztés során a RAM elsõsorban az aktív projektfájlok, a felvételek, valamint a gyorsítótárazott idõvonalak és effektek memóriában való tárolására szolgál. A gyors és megfelelõ mennyiségû RAM sokkal gördülékenyebb videoszerkesztést és gyorsabb renderelési idõt tesz lehetõvé – tehát lerövidíti az idõt is, amíg az elkészült projektbõl egyetlen videofájl készül. Minél több projektfájlt fér el a PC aktív memóriájában, annál simább lesz a teljesítmény. Még ha van is nagy sebességû SSD-nk (ami mindenképpen segít kompenzálni, amikor nagyobb projekteknél kifogyunk a RAM-ból), a RAM még mindig sokkal gyorsabb cache-t, gyorsítótárat jelent a szerkesztõszoftverek számára, amelybõl valós idõben olvashat.

Tehát a RAM elég jelentõs dolog a videószerkesztésnél. Lehet, hogy nem lesz nagy hatással a végsõ renderelési idõkre (amelyek nagyrészt CPU-s, illetve GPU-s folyamatok, ha GPU-gyorsítást használunk), de ha elegendõ RAM áll rendelkezésre a videofájlok számára, sokkal zökkenõmentesebbé teszi a vágási munka idõvonalán végzett munkánkat, hiszen minden felvétel, effekt és egyéb adat közvetlenül, gyorsan hozzáférhetõ lesz. Persze a HDD helyett egy SSD használata szintén segíti a zökkenõmentes munkát. A videoszerkesztés a nagy kapacitású, alacsony késleltetésû RAM-ot részesíti elõnyben a gördülékenyebb munkafolyamat és szerkesztési élmény érdekében.

Az esetlegesen szükséges konkrét kapacitás azonban a videofájlok minõségétõl és a videoprojekt méretétõl függ. Általában minimum 16 GB-ajánlott a 1080p vagy 1440p felbontású felvételek szerkesztéséhez, ezt 32 GB-ra vagy annál nagyobbra emelhetjük, ha 4K felbontású felvételeket szerkesztenénk, vagy nagyobb videoprojektekkel dolgoznánk (pl. 20+ percesekre). Egy irodai gépnek elég lehet 8GB RAM is, ám a böngészõvel együtt több szoftver egyidejû használata ott is okozhat kellemetlen meglepetéseket. Éppen ezért nem meglepõ, hogy ha nagy adatmennyiséggel dolgozunk, könnyen kifuthatunk a keretbõl.

Mit a RAM szerepe a videojátékokban?

A játék egyike azoknak a feladatoknak, amelyek a RAM-ot alaposan próbára tehetik – nem csak a kapacitás, de a sebesség és a késleltetés tekintetében is. Az, hogy a játékok milyen mértékben veszik igénybe a RAM-ot vagy az olyan komponenseket, mint a CPU vagy a GPU, természetesen az adott játék motorjától és kiterjedésétõl függ, de azért itt is érvényesek az általános bölcsességek.

Mindenekelõtt a RAM-kapacitás a játékok, különösen a nagy, nyitott világú modern játékok esetében nagy jelentõséggel bír. Nyilvánvalóan a videokártya és annak VRAM-ja is nagy szerepet játszik az ilyen dolgokban (errõl bõvebben késõbb) de a CPU és a RAM is keményen dolgozik majd egy adott címmel a játék logikai számításainak kezelésével. Egy kevéssé ismert tény a PC-s játékteljesítményrõl, hogy a CPU mindig meghatározza a játékban elérhetõ maximális képkockaszámot (fps, vagyis framerate), függetlenül a GPU frissítési képeségétõl vagy a grafikai beállítások/felbontás módosításától. Bár ezek az egyéb elemek minden bizonnyal csökkenthetik vagy növelhetik az fps-t, a CPU az "agya" annak a mûveletnek, amely a játék számításait és adatait a GPU-nak továbbítja, mielõtt a videokártya bármit is megjelenítene. Ezért van szükség a nagy teljesítményû CPU-kra a magas frissítési sebesség eléréséhez az intenzív modern címekben.

Azonban a RAM is fontos szerepet játszik ebben. A modern játékokhoz szükséges nagyobb kapacitáson túl (szerencsére 8-16 GB RAM elegendõ lehet szinte bármilyen játékhoz), a játékteljesítményt olyan látszólag másodlagos tényezõk is befolyásolják, mint a RAM sebessége és a RAM késleltetése. Ezeknek a tényezõknek a hatását nem olyan könnyû nyomon követni, különösen a régebbi játékok esetében, amelyeket nem a gyors RAM használatára terveztek, de azért még mindig jelentõs a befolyásuk a végeredményre. A RAM-sebesség növelésének legnagyobb elõnye minden játékban a képkockaszám minimum értékének, más néven az 1%-os és 0.1%-os legalacsonyabb képkockaszám emelkedése. Adjunk egy modern játékmotornak egy kellõképpen intenzív jelenetet (különösen sok aktív játékossal/karakterrel), és a játék képkockái máris csökkenni fognak, ha megpróbál lépést tartani a sok extra számítással, még akkor is, ha erõs GPU dolgozik alatta.

A gyorsabb RAM nem védi meg ezeket a kiesõ képkockákat, de mondjuk úgy, hogy finomítja a zuhanást. Például érezzük a különbséget az állandó 100 FPS-rõl 40 FPS-re való csökkenés és a 60 vagy 70 FPS-re való csökkenés között. Minél kevésbé drasztikusak ezek az esések, annál jobb a képkockaidõ konzisztenciája, a felhasználói élmény érzékelhetõen gördülékenyebb. A játékmotortól függõen a nagyobb RAM-sebesség és a jobb késleltetés szintén javulást eredményezhet a játékokban mérhetõ átlagos képkockasebességben. Egyes címek esetében ez akár ~20%-os növekedést is jelenthet az átlagos képkockaszámban, máshol viszont a különbség minimális lehet, ha egyáltalán van és mérhetõ. Egy másik alkalommal külön cikkben részletezzük a RAM órajelének, frekvenciájának szerepét és hatásait is.

Mi a RAM szerepe a streamelésben?

Az online videotárak tartalmainak fogyasztása viszonylag kevés erõforrást kér tõlünk, az általunk végzett élõ közvetítés szempontjából a RAM meglehetõsen fontos. Mivel a felvételeket valós idõben közvetítjük az internetre, a felvételek kezeléséért a legnagyobb felelõsség a CPU-ra és a RAM-ra hárul. A GPU-t, ha annak a kódolóját használjuk az élõ közvetítéshez, szintén megterhelheti ez a folyamat, de általában a CPU és a RAM igényei lesznek a legnagyobbak. Elõször is fontos tisztázni, hogy milyen streaming beállítással rendelkezünk. Ha valaki nem valós idejû, renderelt felvételeket streamel (azaz kameráról vagy elõre felvett videóról), akkor elég könnyen megúszhatja akár 8 GB RAM-mal is. Azért feltételezzük, hogy a felhasználók többsége nem elégszik meg 2 x 8GB RAM-nál kevesebbel, fõleg úgy, hogy a legtöbb streamer a Twitch-en játékokat is streamel. Az a 8 GB RAM ilyenkor csak egy másodlagos PC-hez, egy segédgéphez lesz elég. Utóbbi egy olyan PC, amelynek az egyetlen szerepe az elsõdleges, a gamer géprõl származó felvételek közvetítése.

Ha valaki a streaminget és a játékot ugyanazon a PC-n végzi, akkor az alapszintû RAM-igény legalább 16 GB körül kezdõdik (kisebb játékok/eSport-címek esetén), de az intenzív modern játékoknál, amelyeknek nagyobb RAM-igénye van, 32 GB vagy még több sem túlzás. Bár kevésbé valószínû, hogy a RAM-sebessége és a késleltetése közvetlen hatással van erre a konkrét munkaterhelésre, mégis nagyon fontos figyelembe venni, ha valaki ugyanazon a PC-n játszik, amelyrõl streamel. Senki nem akar olyan felvételt közvetíteni, ami akadozik, amit az alacsony teljesítmény miatt õ sem élvez, esetleg a teljesítmény megõrzése miatt csak alacsony grafikai beállításokon fut. Ráadásul a közvetített felvétel mindig egy jelentõsen tömörített anyag, mely nem adja vissza telje pompájában azt a képminõséget, amit a játékos lát. Éppen ezért a lehetõ legjobb minõségben kell prezentálni, hogy a kép minõsége a nézõk számára is élvezhetõ legyen.

Mit tud a RAM a professzionális renderelés, a CAD és a nagy igénybevételû munkaterhelések esetében?

A valóban nagy igénybevételû professzionális munkaterhelésekhez, például 3D modellezéshez, szobrászathoz, animációhoz, textúrázáshoz vagy CAD-hez szükséges RAM 32 GB és 64 GB között lehet. Ha a kompozitálást (pl. AE, Nuke, Fusion) is belevesszük a mixbe, akkor akár meg is duplázhatjuk ezt az összeget, de a határ egészen a CPU és az alaplap által támogatott kapacitásig is terjedhet. Ez azért van, mert ezek a munkaterhelések amellett, hogy sok nyers memóriaterületet igényelnek a projektfájlok és eszközök számára, sok összetett számítást is végeznek, amelyeket a CPU-nak a lehetõ leggyorsabban kell kezelnie. Az olyan intenzív munkák esetében, mint a nagy hûségû folyadékszimuláció vagy a többrétegû-exr 32 bites After Effects kompozitálás, a RAM-igény olyan meredek, hogy az elfogadható teljesítményhez 64 GB RAM már mindenképp szükséges. Ha valaki valóban csúcskategóriás munkát végez, amelyhez csúcskategóriás CPU-ra van szükség, akkor a 32-64 GB RAM erõsen ajánlott, hogy ne a memória mennyisége fogja vissza a folyamatot.

Természetesen más tényezõk is befolyásolhatják a teljesítményt ezekben a munkaterhelésekben – a RAM és a CPU mellett a GPU-gyorsítást támogató csúcskategóriás munkaterhelések (több GPU-val is) szintén nagy teljesítményû, sok felesleges VRAM-mal rendelkezõ GPU-kon múlik. Szerver vagy HEDT (Intel Extreme, AMD Threadripper Pro) processzorok használata esetén szintén hajlamosak lehetünk nagyobb mennyiségû RAM-ot választani. Különösen egy szerver esetében sok extra RAM-ra van szükség, a különbözõ kapcsolatokon keresztül egyszerre áttolt, nagy mennyiségû adat kezeléséhez. Szerencsére a szoftverek gyártói és forgalmazói többnyire nem titkolják, hogy a felhasználóknak mekkora RAM-kapacitással kell készülnie a program használatához, de láttunk már olyat, hogy a feltüntetett vagy ajánlott mennyiség végül nem volt elég a zökkenõmentes élményhez.

Mennyi memória kell az opeárciós rendszernek?

Ezt a részt nem eresztjük olyan bõ lére, de a lényeget azért megpróbáljuk átadni. Míg a fent vázolt esetekben a 32-64 GB általában elégséges, a modern Windows rendszereknél erõsen tapasztalható, hogy az utóbbi évek során alaposan megnõtt a minimális memóriaigény. A Windows 10 elméleti minimuma például 1-2GB lenne, ám ez legfeljebb akkor lenne elegendõ, ha a Microsoft nem erõltetné azt a rengeteg háttérfolyamatot és kéretlen adatkommunikációt, amit telepítés után tapasztalhatunk. Ezek e CPU-t folyamatosan ellátják munkával, így ez a meglehetõsen alacsony kapacitás legfeljebb a telepítés folyamatán segítene át bennünket. 4GB márpedig még ehhez is az ajánlott minimum, az elvárt kényelmet pedig inkább 8GB biztosítja, csak vigyázzunk a túl sok böngészõfüllel és ablakkal.

A Windows 11 esetében már nem vacakoltak, az ajánlott minimumot 4GB RAM-ban, a javasolt kapacitást pedig 16GB-ban határozták meg. Ahhoz, hogy a felhasználók ezt az átdolgozott Windows 10 rendszert modernebbnek, frissebbnek érezzék, olyan változtatásokat kellett meghozni, amely igényli a több memória jelenlétét. Nem véletlen, hogy a régebbi PC-k felhasználói már a Windows XP korában is lekapcsolták a kisebb-nagyobb animációkat és grafikai finomságokat, melyek mindegyike többet és többet követelt a PC-ktõl. Ettõl függetlenül ez mégis kissé túlzó elvárásnak tûnik a felhasználók irányába. Ismerve a Linux közismerten alacsony erõforrásigényét és látva az egyre felhasználóbarátabb felületét, (nem beszélve a videojátékok futtatásában elért fejlesztésekrõl) egyre többen gondolkodhatnak el azon, hogy miért is használunk Windows-t. Fõleg egy olyan Windows 11-et, amelyet sok gépre úgy kell felimádkozni, hogy aztán akár 16GB memóriát is megegyen, ha az asztal nézegetésén kívül másra is használnánk. Nyilván nem az a gond, hogy a technika fejlõdik és ehhez szép lassan nekünk is igazodnunk kell. A gond inkább az, ha a hardverfejlesztést ebben az esetben valójában nem indokolja semmi más, csak a fejlesztõi lustaság, mindezt egy olyan terméknél, mely a szabadon hozzáférhetõ piaci vetélytársával ellentétben komoly anyagi bevételeket generál.

Vége az elsõ résznek

A cikk folytatásában megtárgyaljuk, hogy mi az a dual-channel és miért fontos, hogy mi a VRAM, hogy mekkora az optimális RAM-frekvencia. Ezeken túl még néhány gyakran felbukkanó kérdést is átveszünk, hogy szükség esetén magunknak is a megfelelõ mennyiségû és minõségû memóriát választhassuk.