Оперативная память; ОЗУ: Что это такое

Оперативная память является неотъемлемой частью компьютеров, ноутбуков, телефонов и других устройств, работающих под управлением многозадачных операционных систем.

Оперативная память — ОЗУ: Что это такое

Оперативная память является неотъемлемой частью компьютеров, ноутбуков, телефонов и других устройств, работающих под управлением многозадачных операционных систем.

Все, наверное, слышали об оперативной памяти или, в повседневной жизни, ее часто называют оперативной памятью. Если вам интересно, что это такое, как работает и на что в целом влияет, то этот материал, несомненно, будет вам полезен.

В недавней публикации мы рассмотрели все тонкости того, что такое видеокарта, сегодня мы рассмотрим еще одну не менее важную часть компьютеров и различных многозадачных устройств — оперативную память.

Оперативная память, RAM или RAM (англ.) — это энергозависимая часть компьютерной памяти, предназначенная для хранения временных данных, обрабатываемых процессором. Эти данные хранятся в виде двоичной последовательности.

Как устроена оперативная память компьютера

Вы знаете, что такое оперативная память? Конечно, знаешь. Это устройство, определяющее скорость вашего компьютера. В общем, как таковое, только это определение кажется немного дилетантским. Но что такое оперативная память? Как это работает, как работает и чем один тип памяти отличается от другого?

Компьютерная память

Оперативная память, RAM, также известная как RAM (англ. RAM), является энергозависимой частью компьютерной памяти, предназначенной для хранения временных данных, обрабатываемых процессором. Эти данные хранятся в виде двоичной последовательности, которая представляет собой набор нулей и единиц. Он называется энергозависимым, потому что для его работы требуется постоянное подключение к источнику электрического тока. Просто отключите его от источника питания, так как вся информация, хранящаяся в нем, будет потеряна.

Но если оперативная память — это одна часть памяти компьютера, что является другой ее частью? Носителем этой части памяти является жесткий диск. В отличие от ОЗУ, он может хранить информацию без подключения к источнику питания. Жесткие диски, флэш-накопители и компакт-диски — все эти устройства называются ПЗУ, что означает постоянную память. Как и ОЗУ, ПЗУ хранят данные в виде единиц и нулей.

Для чего нужна ОЗУ

Тут может возникнуть вопрос, а зачем нам оперативная память? Разве на жестком диске нельзя выделить буфер для временного хранения данных, обрабатываемых процессором? В принципе возможно, но это был бы очень неэффективный подход.

Физическая структура ОЗУ такова, что чтение / запись происходит намного быстрее. Если бы у вас было ПЗУ вместо ОЗУ, ваш компьютер был бы очень медленным.

Физическое устройство ОЗУ

Физически оперативная память представляет собой съемную карту (модуль) с размещенными на ней микросхемами памяти. Микросхема основана на конденсаторе, устройстве, известном уже более ста лет.

Каждая микросхема содержит множество конденсаторов, объединенных в единую ячеистую структуру: матрицу или ядро ​​памяти. Кроме того, микросхема содержит выходной буфер — специальный элемент, в котором информация передается перед передачей на шину памяти. Из уроков физики мы знаем, что конденсатор может принимать только два стабильных состояния: либо он заряжен, либо разряжен. Конденсаторы в RAM играют ту же роль, что и магнитная поверхность жесткого диска, то есть они содержат в себе электрический заряд, соответствующий биту информации. Наличие заряда в ячейке соответствует единице, а отсутствие заряда нулю.

Как в ОЗУ записывается и читается информация

Понять, как данные записываются и читаются в ОЗУ, будет легче, если вы представите их в виде обычной таблицы. Для чтения данных из ячейки на горизонтальную линию отправляется сигнал выбора адреса линии (RAS). После подготовки всех конденсаторов выбранной строки к чтению, сигнал выбора адреса столбца (CAS) отправляется по вертикальному столбцу, что позволяет считывать данные из определенной ячейки матрицы.

Характеристика, которая определяет количество информации, которая может быть записана или считана в операции чтения / записи, называется разрядностью чипа или, другими словами, шириной шины данных. Как мы уже знаем, перед передачей на шину микросхемы, а затем в центральный процессор, информация сначала поступает в выходной буфер. Он связывается с ядром через внутренний канал с полосой пропускания, равной ширине шины данных. Еще одна важная характеристика оперативной памяти — частота шины памяти. Что это? Это частота, с которой считывается информация, и она не должна совпадать с частотой сигнала, отправляемого в матрицу памяти, что мы увидим на примере памяти DDR.

Современные компьютеры используют так называемую синхронную динамическую память с произвольным доступом — SDRAM. Он использует специальный сигнал синхронизации для передачи данных. При отправке в микросхему информация считывается синхронно и передается в выходной буфер.

Представим, что у нас есть микросхема памяти с шириной шины данных 8 бит, на которую подается тактовый сигнал с частотой 100 МГц. В результате ровно 8 бит или 1 байт информации поступает в выходной буфер через 8 -битный канал за одну транзакцию. Точно такой же тактовый сигнал поступает в выходной буфер, но на этот раз информация идет на шину микросхемы памяти. Умножая частоту тактового сигнала на ширину шины данных, мы получаем еще один важный параметр: пропускную способность памяти.

8 бит * 100 МГц = 100 Мбит / с

Память DDR

Это был простейший пример того, как память SDR работает с одной скоростью передачи данных. Этот тип памяти сейчас практически не используется; сегодня ее заменяет DDR — память с удвоенной скоростью передачи данных. Разница между SDR и DDR заключается в том, что данные из выходного буфера ОЗУ считываются не только при поступлении сигнала синхронизации, но и при его исчезновении. Кроме того, когда сигнал синхронизации отправляется в выходной буфер из ядра памяти, информация отправляется не по одному каналу, а по двум, а ширина шины данных и частота сигнала синхронизации остаются неизменными.

Для памяти DDR принято различать два типа частот. Частота, с которой тактовый сигнал подается на модуль памяти, называется базовой частотой, и частота, с которой информация считывается из выходного буфера, является эффективной. Он рассчитывается по следующей формуле:

фактическая частота = 2 * базовая частота

В нашем примере с 8-битной микросхемой и частотой 100 МГц это будет выглядеть так.

8 бит * (2 * 100 МГц) = 200 Мбит / с

Чем отличаются DDR от DDR2, DDR3 и DDR4

Количество каналов, соединяющих ядро ​​с выходным буфером, фактическая частота и, следовательно, пропускная способность памяти. Что касается ширины шины данных (разрядности), то в большинстве современных модулей памяти она составляет 8 байт (64 бита). Допустим, у нас есть модуль памяти DDR2-800. Как рассчитать его пропускную способность? Очень простой. Сколько стоит 800? Это реальная частота памяти в мегагерцах. Умножаем его на 8 байтов и получаем 6400 МБ / с.

И последнее. Мы уже знаем, что такое пропускная способность, каков объем оперативной памяти и зависит ли он от ее пропускной способности? Между этими двумя характеристиками нет прямой связи. Объем оперативной памяти зависит от количества элементов хранения. И чем больше таких ячеек, тем больше данных можно сохранить в памяти без их перезаписи и использования файла подкачки.

Конечно, вы слышали, что компьютеры имеют оперативную память, иначе называемую RAM или RAM — в конце концов, именно с увеличением ее объема легче обновить компьютер. Попробуем вместе разобраться в его предназначении и принципах работы. Немного теории. Очень часто пользователи путают оперативную память с информацией, хранящейся на жестком диске. Это в основном […]

Что представляет собой блок оперативной памяти

Модуль RAM — это так называемая планка, на которой расположены микросхемы. На одной стороне планки находятся разъемы для установки в соответствующие слоты на материнской плате.

Оперативная память бывает разных типов: DDR, DDR1, DDR3 и DDR4. Для лучшей совместимости лучше покупать платы одного типа (и желательно от одного производителя).

Память с произвольным доступом Память с произвольным доступом — энергозависимая часть

Содержание

В 1834 году Чарльз Бэббидж начал разработку аналитической машины. Одна из важных частей этой машины называлась «Магазин» и предназначалась для хранения промежуточных результатов вычислений. Результаты были сохранены с использованием валов и шестерен.

Компьютеры первого поколения до сих пор можно считать экспериментальными, поэтому в них использовалось много типов запоминающих устройств: на ртутных линиях задержки, электронно-лучевых и электростатических трубках. Магнитный барабан также использовался в качестве оперативной памяти: он обеспечивал скорость, достаточную для компьютеров того времени, и использовался как основная память для хранения программ и входных данных.

Второе поколение требовало более технологичных схем RAM. Самым распространенным типом памяти в то время была память на магнитных сердечниках.

Начиная с третьего поколения большинство компьютерных узлов начали работать на микросхемах, включая оперативную память. Наиболее популярны два типа оперативной памяти: конденсаторная (динамическая память) и триггерная (статическая). Оба этих типа памяти не могут сохранять данные при отключении питания — для этого используется энергонезависимая память.

Многие пользователи компьютеров не знают, как оперативная память влияет на работу системы, и наша статья поможет ответить на этот вопрос!

Советы по выбору оперативной памяти

Прежде чем начать выбирать оперативную память, нужно определиться, для чего она будет использоваться.

1. Узнайте, какой тип памяти поддерживает ваше устройство. Хотя в настоящее время в большинстве случаев используются модули DDR, планки разных поколений не могут заменить друг друга.
2. Компьютер или ноутбук. От этого зависит его физический размер.

Хотя карты для ноутбуков можно установить в компактные ПК.

1. Для работы в офисе, графических приложений или игр:

• минимальные требования к офисным картам памяти: объем 512 МБ, минимальная частота и пропускная способность шины; сроки с такой работой не очевидны;
• графические приложения требуют много места, поэтому объем необходим побольше — начинаем с 4 Гиг, с частотой лучше брать около 2800 МГц и хорошей пропускной способностью; латентность (время) также не имеет значения;
• для игровых компьютеров выбирайте память объемом 8 ГБ и более, но лучше 16, частота должна быть не менее 3200 МГц (если не позволяет бюджет, можно довести до 2800 и разогнать), с максимальной пропускной способностью, но будьте осторожны, чтобы тайминги не превышали 15 нс (лучше жертвовать частотой).

1. Покупайте сразу все модули ОЗУ — планки с одинаковыми параметрами, но из разных партий могут конфликтовать.
2. Модули с разными данными также могут отказаться работать вместе, поэтому устанавливайте карты с одинаковым объемом, частотой и разрядностью.
3. Не берите память с характеристиками, превосходящими поддерживаемые системой: излишки не будут использоваться и могут «загрузить» компьютер, что приведет к его неисправности.
4. Используйте двухканальный режим, чтобы получить оптимальную скорость подсистемы.