DRAM

Jeder Computer braucht einen Ort, an dem er Daten kurzfristig ablegt, während er arbeitet. Dieser Ort heißt Arbeitsspeicher. DRAM ist die Technik, mit der dieser Arbeitsspeicher fast immer gebaut wird. Die Abkürzung steht für Dynamic Random Access Memory, also etwa "dynamischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff". "Wahlfreier Zugriff" bedeutet: Der Rechner kann jede Stelle im Speicher sofort ansteuern, ohne sich vorher durch andere Stellen zu arbeiten. "Dynamisch" bedeutet, dass die gespeicherten Daten von selbst verblassen und ständig aufgefrischt werden müssen. Schaltet man den Strom ab, ist alles weg.

Warum ohne DRAM kein Rechner läuft

Ein Prozessor rechnet unglaublich schnell, hat aber selbst kaum Platz für Daten. Er braucht einen Zwischenspeicher, aus dem er sich bedienen kann. Eine SSD oder Festplatte wäre dafür viel zu langsam. DRAM sitzt genau in dieser Lücke: schneller als jeder dauerhafte Speicher, billiger als der winzige Speicher direkt im Prozessor.

Wie viel DRAM ein Gerät hat, entscheidet oft mehr über das Tempo als die Prozessorleistung. Wenn der Arbeitsspeicher voll ist, muss das Betriebssystem Daten auf die Festplatte auslagern. Das merkt man sofort: Programme starten träge, das Umschalten zwischen Fenstern ruckelt. Deshalb steht die Angabe "16 GB RAM" bei fast jedem Notebook im Datenblatt.

In der KI-Branche ist DRAM zu einem wirtschaftlichen Engpass geworden. Große Sprachmodelle müssen komplett in den Speicher der Grafikkarten passen, sonst laufen sie nicht. Eine spezielle, sehr schnelle Bauform namens HBM wird direkt neben den Rechenchip gestapelt. Der Bedarf danach ist so groß, dass die Preise für Speicherchips inzwischen ganze Quartalszahlen von Konzernen wie Samsung, SK Hynix oder Micron bewegen.

Ein Kondensator pro Bit

Eine DRAM-Zelle speichert genau ein Bit, also eine Null oder eine Eins. Sie besteht aus nur zwei Bauteilen: einem winzigen Kondensator und einem Transistor als Schalter. Der Kondensator hält eine kleine elektrische Ladung. Ist er geladen, gilt das als Eins, ist er leer, als Null. Diese extreme Einfachheit ist der Grund, warum man Milliarden solcher Zellen auf einen daumennagelgroßen Chip packen kann.

Das Problem: Der Kondensator ist undicht. Seine Ladung sickert innerhalb von Millisekunden weg. Deshalb liest der Chip alle Zellen ständig aus und schreibt sie sofort wieder zurück. Dieses Auffrischen heißt Refresh und passiert tausende Male pro Sekunde, völlig unbemerkt vom Nutzer. Es kostet allerdings Strom, auch wenn der Rechner gerade gar nichts tut.

Der Gegenspieler heißt SRAM. Dort besteht eine Zelle aus sechs Transistoren und hält ihren Zustand ohne Auffrischen. SRAM ist deutlich schneller, braucht aber pro Bit ein Vielfaches an Fläche und ist entsprechend teuer. Man baut daraus nur die kleinen Zwischenspeicher im Prozessor. Ein verbreiteter Irrtum ist übrigens, DRAM sei Festplattenersatz: Beides speichert Daten, aber nur die Festplatte behält sie nach dem Ausschalten.

Von DDR5 bis zur Speicherkrise in den News

Im Alltag begegnet DRAM meist unter dem Kürzel RAM. Beim Notebookkauf steht dort etwa "16 GB DDR5". DDR5 ist die aktuelle Generation der Anschlusstechnik, mit der die Chips mit dem Prozessor sprechen. In Smartphones heißt die stromsparende Variante LPDDR, wobei LP für "low power" steht.

In Wirtschaftsnachrichten taucht DRAM regelmäßig auf, weil der Markt stark schwankt. Fast die gesamte Weltproduktion stammt von drei Herstellern. Bauen alle gleichzeitig neue Fabriken, fallen die Preise ins Bodenlose. Zieht die Nachfrage an, etwa durch den KI-Boom, verdoppeln sich die Preise binnen Monaten. Solche Zyklen entscheiden über Milliardengewinne oder Verluste.

Auch wer selbst am Rechner schraubt, trifft auf DRAM. Zusätzliche Speichermodule sind bei vielen Desktop-PCs das billigste Upgrade überhaupt. Bei modernen Notebooks und Smartphones ist der Speicher dagegen oft fest verlötet. Was man beim Kauf wählt, bleibt dann für die gesamte Lebensdauer des Geräts.