Speicher: Unterschied zwischen den Versionen

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== Speicher ==
<metadesc>
 
Speicherarten einfach erklärt: RAM, ROM, Cache, Flash – Unterschiede, Funktionen und ihre Bedeutung für die Leistung moderner Computersysteme.
Unter '''Speicher''' versteht man alle Komponenten, die Daten im Computer halten – entweder '''flüchtig''' (gehen beim Ausschalten verloren) oder '''nichtflüchtig''' (bleiben dauerhaft gespeichert).   
</metadesc>
Unter '''Speicher''' versteht man alle Komponenten, die Daten im Computer halten, entweder '''flüchtig''' (gehen beim Ausschalten verloren) oder '''nichtflüchtig''' (bleiben dauerhaft gespeichert).   
Sie unterscheiden sich stark in Geschwindigkeit, Kapazität und Zweck.
Sie unterscheiden sich stark in Geschwindigkeit, Kapazität und Zweck.


=== Vergleich: Arten von Speicher ===
== Vergleich: Arten von Speicher ==
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! Speicherart
! Speicherart
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| nichtflüchtig
| nichtflüchtig
| enthält feste, unveränderliche Daten
| enthält feste, unveränderliche Daten
| BIOS/UEFI (früher), Firmware
| [[BIOS]]/[[UEFI]] (früher), Firmware
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| '''Massenspeicher'''
| '''[[Massenspeicher]]'''
| nichtflüchtig
| nichtflüchtig
| große Kapazität, deutlich langsamer als RAM
| große Kapazität, deutlich langsamer als [[RAM]]
| HDD, Sata-SSD, NVMe-SSD
| [[HDD]], SATA-[[SSD]], NVMe-[[SSD]]
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| '''[[Cache|Cache]]'''
| '''[[Cache|Cache]]'''
| flüchtig
| flüchtig
| extrem schnell, direkt in der CPU
| extrem schnell, direkt in der [[CPU]]
| L1, L2, L3
| L1, L2, L3
|}
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=== [[RAM|RAM (Random Access Memory)]] ===
== [[RAM|RAM (Random Access Memory)]] ==
Der '''[[RAM|Arbeitsspeicher]]''' speichert Daten und Programme, die die CPU aktuell benötigt. Er ist:
Der '''[[RAM|Arbeitsspeicher]]''' speichert Daten und Programme, die die CPU aktuell benötigt. Er ist:


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[[RAM]] bestimmt, wie viele Programme und Daten gleichzeitig verarbeitet werden können.
[[RAM]] bestimmt, wie viele Programme und Daten gleichzeitig verarbeitet werden können.


=== [[ROM|ROM (Read Only Memory)]] ===
== [[ROM|ROM (Read Only Memory)]] ==
[[ROM|ROM]] ist ein '''nichtflüchtiger Speicher''' mit fest eingespeicherten Daten.
[[ROM|ROM]] ist ein '''nichtflüchtiger Speicher''' mit fest eingespeicherten Daten.


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* kann über Updates („Flashen“) erneuert werden
* kann über Updates („Flashen“) erneuert werden


=== Massenspeicher (HDD, SSD) ===
== Massenspeicher ([[HDD]], [[SSD]]) ==


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=== [[HDD|HDD (Hard Disk Drive)]] ===
* mechanischer Speicher (Magnetplatten + Schreib-/Lesekopf)   
* mechanischer Speicher (Magnetplatten + Schreib-/Lesekopf)   
* hohe Kapazitäten (1–20 TB)   
* hohe Kapazitäten (1–20 TB)   
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100–200 MB/s
100–200 MB/s


==== [[SSD|SATA-SSD]] ====
=== [[SSD|SATA-SSD]] ===
* keine Mechanik → schneller und leiser als HDD   
* keine Mechanik → schneller und leiser als [[HDD]]  
* über SATA angebunden   
* über SATA angebunden   
* limitiert durch SATA-Standard (max. 600 MB/s)
* limitiert durch SATA-Standard (max. 600 MB/s)


==== [[SSD|NVMe-SSD (M.2)]] ====
=== [[SSD|NVMe-SSD (M.2)]] ===
* direkte PCIe-Anbindung   
* direkte PCIe-Anbindung   
* extrem schnelle Zugriffe   
* extrem schnelle Zugriffe   
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bis 12.000 MB/s (PCIe 5.0)
bis 12.000 MB/s (PCIe 5.0)


=== Geschwindigkeit im Vergleich ===
== Geschwindigkeit im Vergleich ==
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! Speicher
! Speicher
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! Bemerkung
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| L1-Cache
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| ~1000 GB/s
| ~1000 GB/s
| extrem schnell, sehr klein
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| schnell, aber flüchtig
| schnell, aber flüchtig
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| NVMe-SSD
| NVMe-[[SSD]]
| 3–7 GB/s
| 3–7 GB/s
| sehr schnell
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| SATA-SSD
| SATA-[[SSD]]
| ~0,5 GB/s
| ~0,5 GB/s
| deutlich schneller als HDD
| deutlich schneller als HDD
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| HDD
| [[HDD]]
| 0,1–0,2 GB/s
| 0,1–0,2 GB/s
| sehr langsam, mechanisch
| sehr langsam, mechanisch
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=== Warum gibt es verschiedene Speicherarten? ===
== Warum gibt es verschiedene Speicherarten? ==
Weil jeder Speicher andere Stärken hat:
Weil jeder Speicher andere Stärken hat:


* CPU braucht extrem schnellen Cache   
* [[CPU]] braucht extrem schnellen [[Cache]]  
* Programme brauchen viel, aber schnellen RAM   
* Programme brauchen viel, aber schnellen [[RAM]]  
* Daten müssen dauerhaft im Massenspeicher bleiben   
* Daten müssen dauerhaft im [[Massenspeicher]] bleiben   
* Firmware muss vor dem Systemstart verfügbar sein   
* Firmware muss vor dem Systemstart verfügbar sein   


'''Kurz gesagt:'''   
'''Kurz gesagt:'''   
Kein Speicher kann alles – deshalb arbeiten mehrere Speicherarten zusammen, um Geschwindigkeit, Kapazität und Kosten auszugleichen.
Kein Speicher kann alles. Deshalb arbeiten mehrere Speicherarten zusammen, um Geschwindigkeit, Kapazität und Kosten auszugleichen.


=== Zusammenfassung ===
== Zusammenfassung ==
* RAM ist flüchtiger Arbeitsspeicher für laufende Programme.   
* [[RAM]] ist flüchtiger Arbeitsspeicher für laufende Programme.   
* ROM enthält Firmware und wichtige Startinformationen.   
* [[ROM]] enthält Firmware und wichtige Startinformationen.   
* Massenspeicher wie HDD, SSD und NVMe speichern Daten dauerhaft.   
* [[Massenspeicher]] wie [[HDD]] und [[SSD]] speichern Daten dauerhaft.   
* Geschwindigkeit nimmt ab: Cache → RAM → SSD → HDD.   
* Geschwindigkeit nimmt ab: [[Register]] → [[Cache]] → [[RAM]] → [[SSD]] → [[HDD]].   
* Moderne Systeme nutzen vor allem NVMe-SSDs für hohe Leistung.
* Moderne Systeme nutzen vor allem NVMe-[[SSD]]s für hohe Leistung.

Aktuelle Version vom 11. Januar 2026, 11:45 Uhr

Unter Speicher versteht man alle Komponenten, die Daten im Computer halten, entweder flüchtig (gehen beim Ausschalten verloren) oder nichtflüchtig (bleiben dauerhaft gespeichert). Sie unterscheiden sich stark in Geschwindigkeit, Kapazität und Zweck.

Vergleich: Arten von Speicher

Speicherart Typ Eigenschaften Beispiele
RAM flüchtig sehr schnell, verliert Daten beim Ausschalten Arbeitsspeicher
ROM nichtflüchtig enthält feste, unveränderliche Daten BIOS/UEFI (früher), Firmware
Massenspeicher nichtflüchtig große Kapazität, deutlich langsamer als RAM HDD, SATA-SSD, NVMe-SSD
Cache flüchtig extrem schnell, direkt in der CPU L1, L2, L3

RAM (Random Access Memory)

Der Arbeitsspeicher speichert Daten und Programme, die die CPU aktuell benötigt. Er ist:

  • sehr schnell
  • flüchtig (Daten gehen beim Herunterfahren verloren)
  • direkt mit der CPU verbunden

Eigenschaften:

  • DDR4, DDR5 (aktuelle Generationen)
  • Kapazität: 8–64 GB typisch
  • Taktrate z. B. 3200–6000 MHz
  • Dual-/Quad-Channel für höhere Bandbreite

Kurz gesagt: RAM bestimmt, wie viele Programme und Daten gleichzeitig verarbeitet werden können.

ROM (Read Only Memory)

ROM ist ein nichtflüchtiger Speicher mit fest eingespeicherten Daten.

Früher: BIOS war echtes ROM Heute: UEFI liegt meist in einem Flash-ROM (umschreibbar)

  • enthält Firmware zum Starten des PCs
  • wird beim Einschalten als Erstes geladen
  • kann über Updates („Flashen“) erneuert werden

Massenspeicher (HDD, SSD)

HDD (Hard Disk Drive)

  • mechanischer Speicher (Magnetplatten + Schreib-/Lesekopf)
  • hohe Kapazitäten (1–20 TB)
  • langsam bei Zugriffen
  • robust und günstig

Typische Geschwindigkeit: 100–200 MB/s

SATA-SSD

  • keine Mechanik → schneller und leiser als HDD
  • über SATA angebunden
  • limitiert durch SATA-Standard (max. 600 MB/s)

NVMe-SSD (M.2)

  • direkte PCIe-Anbindung
  • extrem schnelle Zugriffe
  • ideal für Betriebssystem & Programme

Geschwindigkeit: 3.000–7.000 MB/s (PCIe 4.0) bis 12.000 MB/s (PCIe 5.0)

Geschwindigkeit im Vergleich

Speicher Typische Geschwindigkeit Bemerkung
L1-Cache ~1000 GB/s extrem schnell, sehr klein
RAM ~30–70 GB/s schnell, aber flüchtig
NVMe-SSD 3–7 GB/s sehr schnell
SATA-SSD ~0,5 GB/s deutlich schneller als HDD
HDD 0,1–0,2 GB/s sehr langsam, mechanisch

Warum gibt es verschiedene Speicherarten?

Weil jeder Speicher andere Stärken hat:

  • CPU braucht extrem schnellen Cache
  • Programme brauchen viel, aber schnellen RAM
  • Daten müssen dauerhaft im Massenspeicher bleiben
  • Firmware muss vor dem Systemstart verfügbar sein

Kurz gesagt: Kein Speicher kann alles. Deshalb arbeiten mehrere Speicherarten zusammen, um Geschwindigkeit, Kapazität und Kosten auszugleichen.

Zusammenfassung

  • RAM ist flüchtiger Arbeitsspeicher für laufende Programme.
  • ROM enthält Firmware und wichtige Startinformationen.
  • Massenspeicher wie HDD und SSD speichern Daten dauerhaft.
  • Geschwindigkeit nimmt ab: Register → Cache → RAM → SSD → HDD.
  • Moderne Systeme nutzen vor allem NVMe-SSDs für hohe Leistung.
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