Мое почтение, уважаемые читатели, други, недруги и прочие личности!
Сегодня хочется поговорить с Вами о такой важной и полезной штуке как оперативная память, в связи с чем опубликовано сразу две статьи, одна из которых рассказывает о памяти вообще (тобишь ниже по тексту), а другая (собственно, статья находится прямо под этой, просто опубликована отдельно).
Изначально это был один материал, но, дабы не делать очередную многобуквенную страницу-простыню, да и просто из соображений разделения и систематизации статей, было решено разбить их на две.
Так как процесс дробления был произведен на лету и почти в последний момент, то возможны некоторые огрехи в тексте, которых не стоит пугаться, но можно сообщить об оных в комментариях, дабы, собственно, их так же на лету исправить.
Ну, а сейчас, приступаем.
Вводная
Перед каждым пользователем рано или поздно (или никогда) встает вопрос модернизации своего верного «железного коня». Некоторые сразу меняют «голову» - процессор, другие - колдуют над видеокартой, однако, самый простой и дешевый способ – это увеличение объема оперативной памяти.
Почему самый простой?
Да потому что не требует специальных знаний технической части, установка занимает мало времени и не создает практически никаких сложностей (и еще он наименее затратный из всех, которые я знаю).
Итак, чтобы узнать чуть больше о таком простом и одновременно эффективном инструменте апгрейда, как оперативная память (далее ОП), для этого обратимся к родимой теории.
Общее
ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), оно же RAM ("Random Access Memory " - память с произвольным доступом), представляет собой область временного хранения данных, при помощи которой обеспечивается функционирование программного обеспечения. Физически, оперативная память в системе представляет собой набор микросхем или модулей (содержащих микросхемы), которые обычно подключаются к системной плате.
В процессе работы память выступает в качестве временного буфера (в ней хранятся данные и запущенные программы) между дисковыми накопителями и процессором, благодаря значительно большей скорости чтения и записи данных.
Примечание.
Совсем новички часто путают оперативную память с памятью жесткого диска (ПЗУ - постоянное запоминающее устройство), чего делать не нужно, т.к. это совершенно разные виды памяти. Оперативная память (по типу является динамической - Dynamic RAM ), в отличие от постоянной - энергозависима, т.е. для хранения данных ей необходима электроэнергия, и при ее отключении (выключение компьютера) данные удаляются. Пример энергонезависимой памяти ПЗУ - флэш-память, в которой электричество используется лишь для записи и чтения, в то время как для самого хранения данных источник питания не нужен.
По своей структуре память напоминает пчелиные соты, т.е. состоит из ячеек, каждая из которых предназначена для хранения мёда определенного объема данных, как правило, одного или четырех бит. Каждая ячейка оной имеет свой уникальный «домашний» адрес, который делится на два компонента – адрес горизонтальной строки (Row ) и вертикального столбца (Column ).
Ячейки представляют собой конденсаторы, способные накапливать электрический заряд. С помощью специальных усилителей аналоговые сигналы переводятся в цифровые, которые в свою очередь образуют данные.
Для передачи на микросхему памяти адреса строки служит некий сигнал, который зовется RAS (Row Address Strobe ), а для адреса столбца - сигнал CAS (Column Address Strobe ).
Как же работает оперативная память?
Работа оперативной памяти непосредственно связана с работой процессора и внешних устройств компьютера, так как именно ей последние «доверяют» свою информацию. Таким образом, данные сперва попадают с жесткого диска (или другого носителя) в саму ОЗУ и уже затем обрабатываются центральным процессором (смотрите изображение).
Обмен данными между процессором и памятью может происходить напрямую, но чаще все же бывает с участием кэш-памяти.
Кэш-память является местом временного хранения наиболее часто запрашиваемой информации и представляет собой относительно небольшие участки быстрой локальной памяти. Её использование позволяет значительно уменьшить время доставки информации в регистры процессора, так как быстродействие внешних носителей (оперативки и дисковой подсистемы) намного хуже процессорного. Как следствие, уменьшаются, а часто и полностью устраняются, вынужденные простои процессора, что повышает общую производительность системы.
Оперативной памятью управляет контроллер, который находится в чипсете материнской платы, а точнее в той его части, которая называется North Bridge (северный мост) - он обеспечивает подключение CPU (процессора) к узлам, использующим высокопроизводительные шины: ОЗУ , графический контроллер (смотрите изображение).
Примечание.
Важно понимать, что если в процессе работы оперативной памяти производится запись данных в какую-либо ячейку, то её содержимое, которое было до поступления новой информации, будет безвозвратно утеряно. Т.е. по команде процессора данные записываются в указанную ячейку, одновременно стирая при этом то, что там было записано ранее.
Рассмотрим еще один важный аспект работы оперативки – это ее деление на несколько разделов с помощью специального программного обеспечения (ПО), которое поддерживается операционными системами.
Сейчас Вы поймете, о чем это я.
Подробнее
Дело в том, что современные устройства оперативной памяти являются достаточно объемными (привет двухтысячным, когда хватало и 32 Mб), чтобы в ней можно было размещать данные от нескольких одновременно работающих задач. Процессор также может одновременно обрабатывать несколько задач. Это обстоятельство способствовало развитию так называемой системы динамического распределения памяти, когда под каждую обрабатываемую процессором задачу отводятся динамические (переменные по своей величине и местоположению) разделы оперативной памяти.
Динамический характер работы позволяет распоряжаться имеющейся памятью более экономно, своевременно «изымая» лишние участки памяти у одних задач и «добавляя» дополнительные участки – другим (в зависимости от их важности, объема обрабатываемой информации, срочности выполнения и т.п.). За «правильное» динамическое распределение памяти в ПК отвечает операционная система, тогда как за «правильное» использование памяти, отвечает прикладное программное обеспечение.
Совершенно очевидно, что прикладные программы должны иметь способность работать под управлением операционной системы, в противном случае последняя не сможет выделить такой программе оперативную память или она не сможет «правильно» работать в пределах отведенной памяти. Именно поэтому не всегда удается запустить под современной операционкой, ранее написанные программы, которые работали под управлением устаревших систем, например под ранними версиями Windows (98 например).
Ещё (для общего развития) следует знать, что поддержка памяти зависит от разрядности системы, например, операционная система Windows 7, разрядностью 64 бита, поддерживает объем памяти до 192 Гбайт (младший 32 -битный собрат "видит" не больше 4 Гбайт). Однако, если Вам и этого мало, пожалуйста, 128 -разрядная заявляет поддержку поистине колоссальных объемов – я даже не осмеливаюсь озвучить эту цифру. Чуть подробнее про разрядность .
Зачем нужна эта самая оперативная память?
Как мы уже знаем, обмен данными между процессором и памятью происходит чаще всего с участием кэш-памяти. В свою очередь, ею управляет специальный контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их, т.е. кэш-контроллер загружает в кэш-память нужные данные из оперативной памяти, и возвращает, когда нужно, модифицированные процессором данные в оперативку.
После процессора, оперативную память можно считать самым быстродействующим устройством. Поэтому основной обмен данными и происходит между этими двумя девайсами. Вся информация в персональном компьютере хранится на жестком диске. При включении компа в ОЗУ с винта записываются драйверы, специальные программы и элементы операционной системы. Затем туда записываются те программы – приложения, которые мы будем запускать, при закрытии последних они будут стерты из оной.
Данные, записанные в оперативной памяти, передаются в CPU (он же не раз упомянутый процессор, он же Central Processing Unit ), там обрабатываются и записываются обратно. И так постоянно: дали команду процессору взять биты по таким-то адресам (как то: обработатьих и вернуть на место или записать на новое) – он так и сделал (смотрите изображение).
Все это хорошо до тех пор, пока ячеек памяти (1 ) хватает. А если нет?
Тогда в работу вступает файл подкачки (2 ). Этот файл расположен на жестком диске и туда записывается все, что не влезает в ячейки оперативной памяти. Поскольку быстродействие винта значительно ниже ОЗУ , то работа файла подкачки сильно замедляет работу системы. Кроме этого, это снижает долговечность самого жесткого диска. Но это уже совсем другая история.
Примечание.
Во всех современных процессорах имеется кэш (cache ) - массив сверхскоростной оперативной памяти, являющейся буфером между контроллером сравнительно медленной системной памяти и процессором. В этом буфере хранятся блоки данных, с которыми CPU работает в текущий момент, благодаря чему существенно уменьшается количество обращений процессора к чрезвычайно медленной (по сравнению со скоростью работы процессора) системной памяти.Однако, кэш-память малоэффективна при работе с большими массивами данных (видео, звук, графика, архивы), ибо такие файлы просто туда не помещаются, поэтому все время приходится обращаться к оперативной памяти, или к HDD (у которого также имеется свой кэш).
Компоновка модулей
Кстати, давайте рассмотрим из чего же состоит (из каких элементов) сам модуль.
Так как практически все модули памяти, состоят из одних и тех же конструктивных элементов, мы для наглядности возьмем стандарт SD-RAM (для настольных компьютеров). На изображении специально приведено разное конструктивное исполнение оных (чтобы Вы знали не только «шаблонное» исполнение модуля, но и весьма «экзотическое»).
Итак, модули стандарта SD-RAM (1 ): DDR (1.1 ); DDR2 (1.2 ).
Описание:
- Чипы (микросхемы) памяти
- SPD (Serial Presence Detect ) – микросхема энергонезависимой памяти, в которую записаны базовые настройки любого модуля. Во время старта системы BIOS материнской платы считывает информацию, отображенную в SPD , и выставляет соответствующие тайминги и частоту работы ОЗУ ;
- «Ключ» - специальная прорезь платы, по которой можно определить тип модуля. Механически препятствует неверной установке плашек в слоты, предназначенные для оперативной памяти;
- SMD -компоненты модулей (резисторы, конденсаторы). Обеспечивают электрическую развязку сигнальных цепей и управление питанием чипов;
- Cтикеры производителя - указывают стандарт памяти, штатную частоту работы и базовые тайминги;
- РСВ – печатная плата. На ней распаиваются остальные компоненты модуля. От качества зачастую зависит результат разгона: на разных платах одинаковые чипы могут вести себя по-разному.
Послесловие
Собственно, это основы основ и базисный базис, а посему, надеюсь, что статья была интересна Вам как с точки зрения расширения кругозора, так и в качестве кирпичика в персональных знаниях о персональном компьютере:).
На сим всё. Как и всегда, если есть какие-то вопросы, комментарии, дополнения и тп, то можете смело бежать в комментарии, которые расположены ниже. И да, не забудьте прочитать материал .
Сейчас мы попробуем выяснить, что же такое ОЗУ (оперативная память), а также рассмотрим основные виды современной, и не очень, оперативной памяти компьютера.
Оперативная память (RAM) - часть компьютерной системы, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им различных операций. Передача данных в оперативную память процессором производится непосредственно, либо через сверхбыструю память . Если говорить проще – это элементы «начинки» системного блока, которые служат для хранения запущенных пользователем программ , и для предоставления процессору быстрого доступа к ним. Теперь перейдём непосредственно к типам памяти. Оперативную память ПК, можно поделить на два типа: SRAM (статического типа) и DRAM (динамического типа). Далее подробнее о каждом из них:
(Dynamic Random Access Memory) – динамический тип памяти, вот это и есть те самые прямоугольные планки оперативной памяти, которые мы вставляем в слоты на материнской плате. Для хранения разряда бита или трита используется схема, состоящая из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариациях конденсаторов два) такой вид памяти решает, во-первых, проблему дороговизны (один конденсатор и один транзистор дешевле нескольких транзисторов) и, во-вторых, компактности (там, где в SRAM размещается один триггер, то есть один бит, можно уместить восемь конденсаторов и транзисторов), такой тип памяти имеет ряд недостатков:
- такая память работает медленнее, чем память типа SRAM, а значит увеличивается и время доступа к информации которая в ней содержится;
- второй минус заключается в разрядке конденсаторов, из которых состоит DRAM: дабы не потерять содержимое памяти, заряд конденсаторов необходимо «регенерировать» через определённый интервал времени. Регенерация выполняется центральным микропроцессором или контроллером памяти. Так как для регенерации памяти периодически приостанавливаются все операции с памятью, значительно снижается производительность данного вида ОЗУ.
SRAM (Static Random Access Memory) – статический тип памяти, который обычно основан на триггерах, этот тип ОЗУ не нуждается в регенерации и достоинство этого вида памяти - скорость. Поскольку триггеры собраны на вентилях, а время задержки вентиля очень мало, то и переключение состояния триггера происходит очень быстро, а вот недостаток этого типа памяти – дороговизна. Также группа транзисторов входящая в триггер занимает гораздо больше места, чем конденсаторы, соответственно объемы такой памяти ограничены. Данный тип памяти используется для организации сверхбыстрой памяти (кэш памяти ), кэш в свою очередь используется в процессорах, жёстких дисках , и в других устройствах.
Важнейшей характеристикой, от которой зависит производительность памяти, является ее пропускная способность. Современная память имеет шину шириной 64 бита (или 8 байт), поэтому пропускная способность памяти типа DDR800, составляет 800 МГц х 8 Байт = 6400 Мбайт в секунду. Отсюда, следует и другое обозначение памяти такого типа – PC6400. В последнее время часто используется двухканальное и трёхканальное подключение памяти, при котором ее пропускная способность соответственно удваивается и утраивается. Таким образом, в случае с двумя модулями DDR800 мы получим максимально возможную скорость обмена данных 6.4 Гбайт/с и 12,8 Гбайт/c, но это всего лишь в теории, на практике же, дела обстоят иначе и прирост от таких режимов совсем незначителен.
Теперь поговорим подробнее о типах динамической оперативной памяти:
DDR - используется в очень старых системах и из-за своей древности имеет ряд недостатков в структуре модулей, и имеет низкую скорость передачи данных.
DDR2 – этот тип памяти понемногу теряет актуальность в наши дни, но ещё используется множеством компьютеров. Скорость передачи данных у DDR2 на порядок выше, чем у DDR(самая медленная модель DDR2, по своей скорости равна самой быстрой модели DDR).
DDR3 - наиболее распространенный вид памяти на сегодняшний день. Если учитывать скорость передачи данных, то она опять же выше, чем у памяти предыдущего поколения (Самая медленная модель DDR3 по скорости передачи данных равна самой быстрой модели DDR2).
DDR4 - новый тип оперативной памяти, отличающийся от предыдущих поколений более высокими частотными характеристиками и низким напряжением. Будет поддерживать частоты от 2133 до 4266 МГц.
DDR | DDR2 | DDR3 |
|
скорость | 100-400 | 400-800 | 800-1600 |
Электр. напряжение | 2.5v +/- 0.1V | 1.8V +/- 0.1V | 1.5V +/- 0.075V |
Внутр. блоки | |||
Termination | ограничено | ограничено | все DQ сигналы |
Топология | TSOP | TSOP or Fly-by | Fly-by |
Управление | OCD калибровка | Самокалибровка с ZQ |
|
Термо сенсор | Нет | Нет | Да (необязательный) |
Таблица 1: Технические характеристики оперативной памяти по стандартам JEDEC
На максимальную производительность памяти также влияют такие важные параметры как "тайминги памяти".
Тайминг - это задержка между отдельными операциями, производимыми контроллером при обращении к памяти. Если рассмотреть состав памяти, получим: всё её пространство представлено в виде ячеек (прямоугольников), которые состоят из определённого количества строк и столбцов. Один такой "прямоугольник" называется страницей, а совокупность страниц называется банком. Для обращения к ячейке, контроллер задаёт номер банка, номер страницы в нём, номер строки и номер столбца, на все запросы тратится время, помимо этого довольно большая затрата уходит на открытие и закрытие банка после самой операции чтения/записи. На каждое действие требуется время, оно и называется таймингом.
Довольно-таки популярное это словосочетание - оперативная память. Многие про неё слышали и порой видели ошибки в системе, связанные с ней, а так же на многих сайтах пишут о ней если Вы хотите скачать программу или игру. В этой статье Вы узнаете практически всё что нужно и всё что с ней связано. Надеюсь после прочтения больше не будет вопросов и Вы станете граммотнее.
Начну, пожалуй, издалека...
Что такое оперативная память?
Оперативная память - это планка в или и т.д.
Выходит, если разобрать системный блок (я буду в статье ориентироваться на ПК, ибо там проще), то можно зрительно увидеть эту планку (а бывает что их несколько) и это правильно. Выглядит она примерно так:
в ноутбуке так:
Таким образом оперативная память - это одна из "частей" компьютера. Притом одна из главных, без которой комп даже не загрузиться.
Кстати, оперативную память ещё часто называют оперативкой, памятью, ОЗУ (Оперативно Запоминающее Устройство), ОЗУшка и т.д.
Для чего нужна оперативная память?
Чтобы разобраться в этом, нужно обратить внимание на первое слово.
Дело в том, что когда "мозг" компа (центральный процессор) обращается к данным на (а обращается он к ним практически постоянно, ведь там всё хранится), то он это делает через посредника - Оперативную Память нашу.
Оперативка выступает в роли этакого посредника или буфера. Когда процессору нужно что-то, то он отправляет команду в ОЗУ, а она уже копирует информацию с жесткого диска. Затем процессор работает только с оперативкой, а когда закончит, то данные снова копируются в жесткий диск.
Быть может у Вас возникнет вопрос "Так почему всё так сложно то? Зачем оперативку то использовать если можно напрямую или самим справится?". Всё дело в том, что жесткий диск лишь хранит информацию, и если бы процессор нагружал его ещё и тем, что нужно было бы с ней работать, то он бы стал жутко медленным. А оно нам надо? Неет.
Кстати, существует такое понятие, как Виртуальная память и Файл подкачки. Более подробно можете почитать в статье .
Вкратце лишь напишу то, что когда в оперативке мало места остаётся (она ж постоянно в себе что-то хранит и ещё новые процессы выполняются), то она всё же обращается к жесткому диску (ну а куда деваться то...) и забирает оттуда место. Правда от этого комп тормозить может.
Таким образом в ОЗУ всегда хранятся какие-то данные. Это могут быть и результаты Ваших действий в , и , и в , и вообще всё и всегда "делается" через оперативную память, как через посредника.
Здесь следует ещё знать то, что информацию копируется с жесткого диска в оперативную память, потом в ней изменяется, а затем снова направляется в жесткий диск. Наиболее простым и распростренённым примером этого является то, как Вы работает с текстовыми документами.
Вы вначале открываете его, затем изменяете, а затем сохраняете и закрываете (или закрываете с сохранением). Поняли к чему клоню? Да да. Вы поработали с документом в ОЗУ, а затем его нужно переписать, т.к. на диске находится лишь не измененная копия.
Кстати, именно поэтому, при сбое и экстренном выключении компьютера, Вы рискуете потерять в большинстве случаев именно не сохраненные данные. Как раз те, что находятся в данный момент в оперативке.
Виды оперативной памяти
Как я уже писал выше, оперативная память - это специальный модуль, который встраивается в специальный разъем в материнской плате. Как он выглядит - можете посмотреть на первой картинке выше.
Разумеется прогресс не стоит на месте. Сегодня можно встретить и жесткий диск, который содержит в себе свой высокоскоростной буфер, чтобы увеличить быстроту чтения/записи информации. Ещё встречаются такие видеокарты с таким же принципом. Так же и сами "планки" оперативной памяти могут оснащаться специальными радиаторами, для обеспечения наилучшей теплоотдачи, что вследствие влияет на производительность.
Но вернемся к типам... Сейчас существует только два типа - это статистический и динамический .
Статистический тип оперативной памяти (SRAM (Static random access memory)) создается на основе полупроводниковых триггеров и имеет очень высокую скорость работы. Имеет два недостатка: высокую стоимость и занимает много места. Поэтому в настольных компьютерах, да и вообще в повседневной жизни, не встречается.
Динамический тип оперативной памяти (DRAM (Dynamic random access memory)) создан на основе конденсаторов, поэтому имеет высокую плотность записи и относительно низкую стоимость. Недостатки вытекают из особенностей её конструкции, а именно, применение конденсаторов небольшой емкости приводит к быстрому саморазряду последних, поэтому их заряд приходится периодически пополнять. Этот процесс называют регенерацией памяти, отсюда возникло и название динамическая память. Регенерация заметно тормозит скорость ее работы, поэтому применяют различные интеллектуальные схемы стремящиеся уменьшить временные задержки.
Динамическая память так же разделяется по поколениям. Не буду сильно вдаваться в историю, напишу лишь что сейчас распространено третье поколение DDR3 SDRAM , которое пришло на смену DDR2 (они даже ещё встречаются на старых компьютерах до сих пор) и им на смену готовится DDR4 (вот только не скоро ещё будет думаю).
Объем оперативной памяти
Это основная единица измерения оперативной памяти, которая часто используется. Измеряется в мегабайтах (Мб) и гигабайтах (Гб).
Наиболее частый вопрос - Какой объем оперативной памяти использовать? Тут всё зависит от двух вещей:
1)
от того, чем Вы будите заниматься. Например для выхода в интернет и простейших работ на компьютере вполне может хватать и 1Гб. Но лучше уж взять с запасом и минимум поставить 2 Гб.
Если же Вы хотите и играть в игры и заниматься графикой, то ставьте от 4х Гб и выше.
Мне вот 4 Гб хватает для всего. Так что мой совет - 4Гб ОЗУ и всё будет нормально.
2)
от разрядности Вашей операционной системы. Читаем статью .
Вкратце лишь напишу что если 32х, то не больше 4х. Если 64х, то сколько угодно.
Так же многое зависит от Вашей , в частности от количества и типа разъемов под оперативку. Разумеется нужно чтобы и разъемов хватало и чтобы по типу подходили.
Как узнать оперативную память компьютера
Чтобы посмотреть какая у Вас оперативная память, можно воспользоваться двумя путями.
1)
Выключить компьютер, открыть системный блок и вынуть планку ОЗУ. Далее смотрим на ней стикер (наклейку) на ней и там всё будет написано - и тип и частота и прочая информация.
Если его нет, то вот хотя бы по рисунку определите тип:
2) Через общеизвестную утилиту CPU-Z , которую можно скачать с . На вкладке Memory можно узнать проверить основную информацию, такую как тип (Type), размер (Size), режим работы и используемые тайминги:
На вкладке SPD можно увидеть все характеристики конкретного модуля памяти установленного в выбранный слот:
Про вкладку SPD хочу ещё написать, что в ней содержится информация из одноименного чипа в оперативке. В него производитель записывает всю информацию о ней (объем, маркировку, производителя, серийный номер, рекомендованные задержки и др.) и при загрузке системы комп считывает всю эту инфу и выставляет режим работы памяти, в связи с содержащимися в чипе настройками.
Как очистить оперативную память
Как я уже писал выше, оперативка всё больше и больше загружается в процессе работы компьютера. Если её объем мал, то может быть такое, что компьютер начнет тормозить. Поэтому следует очистить оперативную память и тогда комп перестанет тормозить.
Для очистки можно воспользоваться следующими способами:
1) Закрыть ненужные программы.
2) Подождать немного. В Windows есть служебная утилита для очистки оперативки. Правда она не всегда срабатывает.
3) Воспользоваться специальными программами. Я не буду их расписывать, напишу лишь ссылки на официальные сайты:
4) Перезагрузиться
Как увеличить оперативную память
Здесь думаю всё очень просто. Программно её увеличить никак не получится, только физически.
Нужно лишь приобрести нужную планку. А какая нужна? Читайте об этом где было написано про объем.
Хочу лишь тут добавить, что если у Вас, предположим, уже стоит одна планка на 2 Гб, а Вам хочется 4, то лучше возьмите ещё одну на 2 и чтобы они работали параллельно. Тогда у них будет мультипоток и они будут быстрее, если Вы вытащите одну на 2 и вместо неё поставите 4.
Лучше использовать парно.
На этом думаю всё. Если что не написал про оперативную память или что не ясно - пишите в комментариях.
З
наете ли вы, что такое оперативная память? Конечно, знаете. Это такое устройство, от которого зависит скорость работы компьютера. В общем, так оно и есть, только выглядит такое определение немного дилетантски. Но что в действительности представляет собой оперативная память? Как она устроена, как работает и чем один вид памяти отличается от другого?
Она же RAM (англ.) - это энергозависимая часть компьютерной памяти, предназначенной для хранения временных данных, обрабатываемых процессором. Хранятся эти данные в виде бинарной последовательности, то есть набора нулей и единиц. Энергозависимой же она называется потому, что для её работы необходимо постоянное подключение к источнику электрического тока. Стоит только отключить её от питания, как вся хранящаяся в ней информация будет утеряна.
Но если ОЗУ это одна часть компьютерной памяти, тогда что представляет собой её другая часть? Носителем этой части памяти является жесткий диск. В отличие от ОЗУ, он может хранить информацию, не будучи подключён к источнику питания. Жесткие диски, флешки и CD-диски - все эти устройства именуются ПЗУ, что расшифровывается как постоянное запоминающее устройство. Как и ОЗУ, ПЗУ хранят данные в виде нулей и единиц.
Для чего нужна ОЗУ
Тут может возникнуть вопрос, а зачем вообще нужна оперативная память? Разве нельзя выделить на жестком диске буфер для временного помещения обрабатываемых процессором данных? В принципе можно, но это был бы очень неэффективный подход.
Физическое устройство оперативной памяти таково, что чтение/запись в ней производится намного быстрее . Если бы вместо ОЗУ у вас было ПЗУ, компьютер бы работал очень медленно.
Физическое устройство ОЗУ
Физически ОЗУ представляет съёмную плату (модуль) с располагающимися на ней микросхемами памяти. В основе микросхемы лежит конденсатор - устройство, известное уже больше сотни лет.
Каждая микросхема содержит множество конденсаторов связанных в единую ячеистую структуру - матрицу или иначе ядро памяти. Также микросхема содержит выходной буфер - особый элемент, в который попадает информация перед тем, как быть переданной на шину памяти. Из уроков физики мы знаем, что конденсатор способен принимать только два устойчивых состояния: либо он заряжен, либо разряжен. Конденсаторы в ОЗУ играют ту же роль, что и магнитная поверхность жёсткого диска, то есть удержание в себе электрического заряда, соответствующего информационному биту. Наличие заряда в ячейке соответствует единице, а отсутствие - нулю.
Как в ОЗУ записывается и читается информация
Понять, как в ОЗУ происходит запись и считывание данных будет проще, если представить её в виде обычной таблицы. Чтобы считать данные из ячейки, на горизонтальную строку выдаётся сигнал выбора адреса строки (RAS) . После того как он подготовит все конденсаторы выбранной строки к чтению, по вертикальной колонке подаётся сигнал выбора адреса столбца (CAS) , что позволяет считать данные с конкретной ячейки матрицы.
Характеристика, определяющая количество информации, которое может быть записано или прочитано за одну операцию чтения/записи, именуется разрядностью микросхемы или по-другому шириной шины данных. Как нам уже известно, перед тем как быть переданной на шину микросхемы, а затем в центральный процессор, информация сначала попадает в выходной буфер. С ядром он связывается внутренним каналом с пропускной способностью равной ширине шины данных. Другой важной характеристикой ОЗУ является частота шины памяти. Что это такое? Это периодичность, с которой происходит считывание информации, а она совсем не обязательно должна совпадать с частотой подающегося на матрицу памяти сигнала, что мы и увидим на примере памяти DDR.
В современных компьютерах используется так называемая синхронная динамическая оперативная память - SDRAM . Для передачи данных в ней используется особый синхросигнал. При его подаче на микросхему происходит синхронное считывание информации и передача её в выходной буфер.
Представим, что у нас есть микросхема памяти с шириной шины данных 8 бит , на которую с частотой 100 МГц подаётся синхросигнал. В результате за одну транзакцию в выходной буфер по 8-битовому каналу попадает ровно 8 бит или 1 байт информации. Точно такой же синхросигнал приходит на выходной буфер, но на этот раз информация попадает на шину микросхемы памяти. Умножив частоту синхросигнала на ширину шины данных, мы получим ещё один важный параметр - пропускную способность памяти .
8 бит * 100 МГц = 100 Мб/с
Память DDR
Это был простейший пример работы SDR - памяти с однократной скоростью передачи данных. Этот тип памяти сейчас практически не используется, сегодня его место занимает DDR - память с удвоенной скоростью передачи данных. Разница между SDR и DDR заключается в том, что данные с выходного буфера такой ОЗУ читаются не только при поступлении синхросигнала, но и при его исчезновении. Также при подаче синхросигнала в выходной буфер с ядра памяти информация попадает не по одному каналу, а по двум, причём ширина шины данных и сама частота синхросигнала остаются прежними.
Для памяти DDR принято различать два типа частоты. Частота, с которой на модуль памяти подаётся синхросигнал, именуется базовой, а частота, с которой с выходного буфера считывается информация - эффективной. Рассчитывается она по следующей формуле:
эффективная частота = 2 * базовая частота
В нашем примере с микросхемой 8 бит и частотой 100 МГц это будет выглядеть следующим образом.
8 бит * (2 * 100 МГц) = 200 Мб/с
Чем отличаются DDR от DDR2, DDR3 и DDR4
Количеством связывающих ядро с выходным буфером каналов, эффективной частотой, а значит и пропускной способностью памяти. Что касается ширины шины данных (разрядности) , то в большинстве современных модулей памяти она составляет 8 байт (64 бит) . Допустим, что у нас есть модуль памяти стандарта DDR2-800 . Как рассчитать его пропускную способность? Очень просто. Что такое 800 ? Это эффективная частота памяти в мегагерцах. Умножаем её на 8 байт и получаем 6400 Мб/с .
Что такое оперативная память, ОЗУ, оперативка? Такой вопрос могут задавать только те люди, которые либо вообще не имеют дело персональным компьютером, либо только только начали с ним знакомиться.
И для тех и для других, в статье будет дан ответ на указанный выше вопрос. Если вам это интересно, то дочитайте этот пост до конца. Поехали.
Вы спросите: Почему ПОЧТИ все? Просто потому, что рассказать в одной статье все об оперативке просто физически не возможно. Поэтому сегодня будем говорить коротко, но о самом главном, чтобы пользователи новички не путали оперативную память компьютера (ОЗУ - оперативное запоминающее устройство) с памятью жесткого диска (ПЗУ - постоянное запоминающее устройство).
Что такое ОЗУ?
Операти́вная па́мять, операти́вка, ОЗУ́ (от англ. RAM - Random Access Memory - память с произвольным доступом ; ОЗУ - Оперативное Запоминающее Устройство ) это временная память в которой хранится промежуточная информация обрабатываемая центральным процессором. Другими словами ОЗУ это посредник между процессором и программами находящимися на жестких дисках. Оперативная память энергозависима, т.е. если отключить энергию идущей к ОЗУ все данные на ней удаляются. Во время работы в оперативной памяти хранятся данные и запущенные программы.
Структура оперативной памяти
По своей структуре ОЗУ
напоминает таблицу, в которой есть строки и столбцы. Например шахматная доска. На шахматной доске есть столбцы, которые размечены цифрами от 1-8, и есть строки, которые размечены буквами от A-H. Таким образом можно узнать адрес любой клетки на шахматной доске (например A1). 
В оперативной памяти все точно также. Каждая ячейка (клетка) предназначена для хранения определенного объема данных и имеет свой адрес. Здесь горизонтальная строка обозначается ROW
, а вертикальный столбец Column
. Ячейки ОЗУ имеют способность задерживать электрический заряд и переводить его в некий цифровой сигнал. Для передачи адреса строки используется сигнал, который называется RAS
(Row Adress Strobe), а для столбца CAS
(Column Adress Strobe).
Принцип работы оперативной памяти компьютера.
При задействовании оперативки данные с жесткого диска (hdd) сначала попадают в нее и уже потом передаются для обработки в процессор. Часто сначала они попадают в кеш-памяти. Там как правило хранится та информация, которая чаще всего запрашивается. Так, на много сокращается время доставки данных от устройств к процессору, а значит повышается производительность системы.
Для чего нужна оперативка?
Прочитав про принцип работы оперативки задаешься вопросом: Раз есть кеш, зачем нужны большие объемы оперативной памяти? Оперативкой управляет специальный контроллер расположенный в чипсете материнки. Контроллер подключает CPU (процессор) к основным узлам через так называемые шины - графический контроллер, ОЗУ.
Примечание: Компьютерная шин́а (англ. computer bus) в архитектуре компьютера - подсистема, служащая для передачи данных между функциональными блоками компьютера. Например: на картинке шина PCI Express
Шины бывают параллельными (данные переносятся по словам, распределенные между несколькими проводниками) и последовательными (данные переносятся побитово).
Большинство компьютеров имеет как внутренние, так и внешние шины. Внутренняя шина подключает все внутренние компоненты компьютера к материнской плате (и, следовательно, к процессору и памяти). Такой тип шин также называют локальной шиной, поскольку она служит для подключения локальных устройств. Внешняя шина подключает внешнюю периферию к материнской плате.
Сетевые соединения, такие, как Ethernet, обычно не рассматриваются как шины, хотя разница больше концептуальная, чем практическая.
Контроллер анализирует выполняемую программу и старается предвидеть какие данные, скорее всего, понадобятся в ближайшее время центральному процессору и закачивает их в кеш-память из оперативки, а также выгружает их обратно. При включении компьютера первыми с hdd
записываются в ОЗУ драйвера устройств, системные приложения и элементы ОС. При запуске какой либо программы пользователем, она также записывается в оперативку. Если программу закрыть она тут же стирается из оперативной памяти
.
Все данные не просто записываются в оперативку. Они, как мы уже знаем, передаются из нее в центральный процессор (CPU), обрабатываются им и уже потом передаются обратно. Но иногда получается так, что не хватает ячеек памяти, т.е. объема оперативной памяти
. В таких случаях, используется так называемый файл подкачки
, который расположен на винчестере
(HDD). Скорость винта по сравнению с ОЗУ в разы меньше. Поэтому использование файла подкачки заметно снижает быстродействие компьютера и сокращает время работы самого жесткого диска.
Планки оперативной памяти. Как выглядят?
Планка оперативки
по своей сути это микросхема, печатная плата с модулями. Она состоит фактически из одинаковых элементов. Внешне, обычно, сильное отличие планок зависит от их форм фактора. Вот как выглядят стандартные планки оперативной памяти.
Вот так выглядит разъем куда вставляются планки оперативной памяти в материнской плате.
На этом все! Подписывайтесь на обновления сайта и вы не пропустите наши следующие интересные статьи!