Waarom vergroot computergeheugen altijd met een factor twee?

Wie kijkt naar het werkgeheugen van een computer, ziet dat de capaciteit daarvan verdubbelt, dus 4, 8, 16 of 32 enzovoorts. Hoe zit dat, waarom zie je in de winkel nooit een computer met een RAM van 10 GB? Ook bij het opslaggeheugen zie je dit fenomeen. Wij leggen je hier uit hoe dat komt.

In je zoektocht naar een nieuwe computer laptop is het je waarschijnlijk al eens opgevallen: zodra je naar alle mogelijke specificaties kijkt, zie je bijvoorbeeld bij de verschillende groottes van het werkgeheugen een opvallende numerieke verdubbeling optreden. Zo heb je bij de meeste consumentenlaptops doorgaans toestellen met 4, 8, 16, 32 of zelfs 64 GB RAM. Die verdubbeling zie je ook bij het opslaggeheugen van je apparaat. Dat gaat dan van 64 naar 128, 256 en 512GB, enzovoort. Waarom werkt ons RAM alleen met een factor 2? De sprong tussen de waardes is dus best groot. Waarom kunnen we bijvoorbeeld niet met een laptop met 10 GB RAM aan de slag? Zou dat geen goedkopere oplossing zijn voor gebruikers die slechts een beetje méér nodig hebben in de plaats van een volledige verdubbeling? Er zijn hiervoor enkele vrij logische verklaringen, waarbij niet te diep in de technische materie wordt gedoken.

Logisch tellen
Computers werken met een binair stelsel, wat wil zeggen dat je met een 0 of een 1 werkt. De data wordt op het werkgeheugen opgeslagen in bits, oftewel binaire digits. Eén bit kan volgens het binaire stelsel dus slechts twee waarden aannemen, 0 of 1. Als je twee bits hebt, dan heb je vier verschillende waarden, namelijk 00, 01, 10 of 11. Drie bits hebben dan weer acht verschillende uitkomsten, zijnde 000, 001, 010, 100, 011, 101, 110 of 111. Zoals je kunt zien, treedt er hier telkens een verdubbeling op, namelijk van twee waarden naar vier en vervolgens acht. Deze informatie wordt in je werkgeheugen tijdelijk in condensatoren opgeslagen. Voor elke bit aan informatie die je RAM op kan slaan, moet er dus zo’n condensator aanwezig zijn. Dat houdt in dat zij voor een optimaal gebruik van het binaire stelsel moeten meegroeien met een factor twee.

Technisch gezien is het niet onmogelijk om bijvoorbeeld een werkgeheugen van 6 GB te maken voor je laptop. Dit zou er echter wel voor zorgen dat je niet het volledige bereik van het binaire stelsel gebruikt. Dit kunnen we het beste illustreren aan de hand van de bovenstaande bits. Bij twee bits heb je vier waarden die je op de condensators kunt plaatsen. Je hebt dus vier condensatoren nodig om alles optimaal weg te krijgen. Door een extra bit toe te voegen, heb je acht waarden die je kwijt kunt en vraag je dus acht condensatoren. Als je hier nu maximaal zes condensatoren zou voorzien in plaats van acht, dan vallen de twee laatste waarden weg, omdat er geen plaats voor is. Je neemt dus niet alles in gebruik. Het lijkt onlogisch om deze waarden weg te laten. Je kunt dus met minder waarden werken, maar de grote vraag is waarom je dat zou willen als het efficiënter kan.

Is het nodig?
Qua RAM-configuratie is het dus wel mogelijk om een andere samenstelling te maken: zo kan je computer met 6 GB aan RAM werken. Je kunt dan bijvoorbeeld éénmaal 4 GB installeren, samen met twee keer 1 GB. Dit brengt echter wel enkele problemen met zich mee: de twee verschillende groottes RAM-geheugen zullen in ‘flex mode’ moeten worden geplaatst en zullen zo op een eigen snelheid met de processor communiceren, waardoor er vertragingen kunnen optreden. Dat is natuurlijk niet wenselijk voor de efficiëntie van je computer.

Bij smartphones en tablets werken echter wel meer toestellen met 6GB RAM. Dit komt door de manier waarop zij met hun processor in verbinding staan. In de plaats van via 64bit-technologie met elkaar te communiceren, doen zij dat via 16- of 32bit. Dit zorgt voor minder bandbreedte, maar wel voor een meer energiezuinige werking wat belangrijk is voor dit soort toestellen.

Harde schijven
De bovenstaande regel rond de factor twee telt ook voor flashgeheugen. Er zijn andere configuraties mogelijk, maar die zijn doorgaans minder efficiënt. Harde schijven volgen niet noodzakelijk dezelfde regel. De harde schijf bestaat immers uit een fysieke schijf die niet met transistoren en condensatoren werkt, waardoor ze deze binaire vuistregel niet hoeven volgen. Zij kunnen opslaan wat ze willen, zolang de schijf maar groot genoeg is.

Het lijkt wellicht overbodig om ‘te veel’ RAM in je computer te steken: waarom zou je immers voor 16 GB betalen als je aan een upgrade van 10 GB al genoeg hebt? De prijs van RAM is echter niet zo hoog, dus dit zou geen wezenlijk probleem mogen zijn. In sommige systemen zal je ook merken dat je zelf naar hartenlust RAM kunt toevoegen. We raden je het af om dat zomaar te doen, zeker als het op verschillende groottes RAM aankomt. Als je dan toch gaat uitbreiden, probeer dan de RAM die je al in je systeem hebt zitten, te vinden en eenzelfde toe te voegen. Dat zal steeds voor de beste resultaten zorgen voor jouw systeem.

Dit artikel is overgenomen van onze Vlaamse Clickx-collega’s