Arbeitsspeicher (RAM)

Als Arbeitsspeicher oder RAM wird der flüchtige Speicher eines Rechnersystems bezeichnet, in dem die Daten der aktiven Prozesse zur Verarbeitung im Hauptprozessorvorgehalten werden. Durch die direkte Anbindung des Arbeitsspeichers an den Hauptprozessor ist die Größe des Arbeitsspeichers wesentlich für die Leistungsfähigkeit des Computersystems. Arbeitsspeicher ist in Computern modular verbaut und erweiter- oder austauschbar. In Smartphones, Tablets und besonders kompakten Notebooks (Netbooks und Ultrabooks) ist fest verlöteter Arbeitsspeicher zu finden.

Aufgrund der Entwicklung der Computer und der zentralen Rolle des Arbeitsspeichers für die Leistungsfähigkeit der zentralen Recheneinheit gibt es mittlerweile zahlreiche unterschiedliche Typen von Arbeitsspeicher. Dabei wird einerseits nach der Bauform unterschieden, andererseits nach Speichertyp. Die Spezifikationen der RAM-Module legt die JEDEC (Joint Electon Device Engineering Council) fest. Allerdings kommt es auch vor, dass neue experimentelle Speichertypen erst nachträglich spezifiziert werden. Die wichtigsten Bauformen von Arbeitsspeicher sind (chronologisch aufgelistet): 

• SIMM (Single Inline Memory Module): Die Kontakte am Steckplatz sind umlaufend und mit einer Leitung verbunden. 
• DIMM (Dual Inline Memory Module; dt. doppelreihiger Speicherbaustein): Auf jeder Seite des DIMMs sind separate Anschlusskontakte auf Vorder- und Rückseite verbaut. 
• SO-DIMM (Small Outline Dual Inline Memory Module): funktional vergleichbar mit Standard-DIMMs, jedoch in kompakter Bauform für die Verwendung in All-in-One-PCs oder Notebooks.

Die wichtigsten Typen von Arbeitsspeicher waren bzw. sind: 

• SRAM (Static random-access Memory): Die Besonderheit des RAMs ist, dass der Status der Speicherzelle solange unverändert bleibt, solange die Betriebsspannung anliegt. 
  
• DRAM (Dynamic Random Access Memory): Im Gegensatz zur SRAM-Zelle muss der Status einer Speicherzelle mit jedem Takt erneuert werden. 
• EDO-RAM (Extended Data Output RAM): Der EDO-RAM war eine Evolutionsstufe des RAM, die direkt vom schnelleren SDRAM abgelöst wurde. 
• SDRAM (Synchronous Dynamic Access Memory): Die Speicherzustände einzelner Zellen werden synchron an der aufsteigenden Taktflanke geändert. Maßgeblich für die Geschwindigkeit des Arbeitsspeichers ist also die Taktfrequenz. 
• DDR-SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory): Die DDR-Module erster Generation erreichen die fast doppelte Datenübertragungsrate gegenüber den SDRAM-Modulen, indem die Datenbits sowohl bei aufsteigender wie auch absteigender Flanke des Taktsignals gelesen bzw. geschrieben werden. 
• DDR2-SDRAM: Beim DDR2-Speicher werden mit einem Read-Kommando vier statt nur zwei Speicheradressen (Bit) ausgelesen. 
• DDR3-SDRAM: Wie beim DDR2-RAM werden mehrere Bits gleichzeitig ausgelesen, jedoch statt in 4-Bit mit einem Achtfach-Read-Kommando (8-Bit).

In den Anfängen der Computerentwicklung hatten die Rechner spezielle Register in Röhren- oder Relais-Form. Die Programme waren auf Lochkarten, physisch-elektrischen Verbindungen (Verdrahtung) oder auf einem Magnetkernspeicher abgelegt. Erst mit der Einführung der Mikroelektronik wurde auch der Arbeitsspeicher durch Chips ersetzt und leistete mit den kurzen Zugriffszeiten einen wichtigen Beitrag zur Leistungssteigerung von Computersystemen. Die Weiterentwicklung von Arbeitsspeicher ist auf die Steigerung der Datenübertragungsrate vom Arbeitsspeicher an die CPU fokussiert.