Для чего предназначена оперативная память компьютера?

Что такое оперативная память в компьютере и зачем она нужна

Добрый день, друзья!  Сегодня мы поговорим об оперативной памяти компьютера.  Но сначала кратко вспомним, что такое

Программная и аппаратная части компьютера

Современный компьютер включает в себя аппаратную и программную части.

Аппаратная часть – это то, что можно увидеть, потрогать, это то, что жаргонно называют «железом».

Программная часть – это то, что оживляет «железо», заставляет его работать и выполнять функции, необходимые пользователю.

Грубо, говоря, программная часть «прокачивает» через аппаратную потоки цифровой информации.

В компьютере имеется:

• постоянная память (ROM – Read Only Memory, только для чтения),
• оперативная (RAM – Random Access Memory, память с произвольным доступом).

ROM предназначена для хранения программ, необходимых для начального запуска компьютера. RAM предназначена для кратковременного хранения данных в процессе одного сеанса работы.

В оперативной памяти  при выключении питания компьютера данные стираются, в постоянной  – остаются. Если они почему-то сотрутся и в постоянной памяти, то компьютер превратится в мертвую кучку «железа».

 Статическая и динамическая память

Оперативная память подразделяется на статическую и динамическую. При этом основная часть оперативной памяти – динамическая. Это связано с тем, что статическая память значительно дороже в производстве. Для одной ее ячейки требуется значительно больше интегральных элементов. Но она более быстродействующая.

Основой ячейки динамической памяти служит миниатюрный конденсатор. Если он заряжен до какого-то определенного порога – это соответствует «единице», если разряжен (до определенного порога и ниже) – это соответствует «нулю».

Заряд на конденсаторе быстро уменьшается. Поэтому, чтобы не было ошибок, данные в ячейках надо периодически обновлять (регенерировать). Причем делать надо это не реже, чем раз в 15 мс. Это замедляет быстродействие компьютера.

Кроме того, процессор работает на значительно более высокой частоте, чем основная (динамическая) память. И если поднимать только тактовую частоту процессора – особого толку не будет. Быстродействие компьютера будет определяться более медленной скоростью работы памяти.

Поднять быстродействие можно, если между процессором и основной памятью установить статическую память (SRAM, Static RAM), которая работает на более высокой частоте (в идеале – равной тактовой частоте процессора).

Она будет являться как бы посредником, процессор будет считывать данные из нее, а не из медленной RAM. Раньше SRAM устанавливали в виде отдельных микросхем на материнской плате, теперь же она перекочевала в процессор и стала называться «кэш первого уровня L1» и «кэш второго уровня L2».

Тактовые частоты оперативной памяти все время растут, и объем ее увеличивается.

К настоящему времени емкость модулей исчисляется гигабайтами (Гб). Со времени 286-х компьютеров — с их 1-2 Mб RAM — объемы выросли в тысячи раз!

 Модули с коррекцией ошибок

Существуют модули с коррекцией ошибок и без. Дело в том, что всегда существует некоторая вероятность ошибочного считывания данных из памяти. Для борьбы с этим явлением применяют как аппаратные, так и программные средства. Программные средства – это избыточное кодирование.

В этом случае цифровой поток имеет в своем составе «лишние», так называемые служебные биты. Они не несут полезной информации, но использующиеся для проверки и коррекции ошибок. Аппаратные средства – это дополнительные микросхемы в модуле.

Модули с коррекцией ошибок (ЕСС — Error Correction Code) применяется в серверах, где циркулируют большие информационные потоки и велика цена ошибки.

В бытовых и офисных компьютерах применяются модули без коррекции ошибок, которые стоят существенно дешевле. Эти два вида модулей можно легко отличить по внешнему виду. Память без коррекции ошибок имеет четное количество микросхем в модуле (чаще всего – 8), память с коррекцией ошибок – нечетное (чаще всего – 9).

 Микросхема SPD

В модуле, вместе собственно с микросхемами динамической памяти, обычно установлена и маленькая микросхемка EEPROM (электрически перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство) с последовательным доступом, где хранятся настройки для этого модуля. Это микросхема SPD (Serial Presense Detect – схема последовательного детектирования).

Для устойчивой работы и безошибочного считывания данных из микросхем необходимо выдержать определенные временнЫе параметры (задержки) между различными управляющими сигналами. В программе конфигурации SETUP компьютера имеется возможность настройки параметров памяти — как автоматически (опция «By SPD»), так и вручную.

В случае автоматической настройки данные считываются из микросхемы SPD, и это гарантирует устойчивую работу модулей. Ручные настройки могут понадобиться при разгоне (оверклокинге) системы. При этом задержки принудительно уменьшаются.

Скучноватый сегодня у нас получился урок… Но зато вы, уважаемые читатели, узнали о микросхеме SPD. Об этом редко пишут. Раньше, в первых модулях DDR наиболее продвинутые пользователи перепрограммировали эту микросхему с целью разгона памяти. Производитель ведь всегда закладывает какой-то резерв.

И этот резерв  использовался для разгона. Такое вмешательство на самом низком – аппаратном — уровне было чревато сбоями в работе. Но когда получалось, дотошный пользователь радовался как гонщик «Формулы-1», которому удалось выжать из своего «болида» последние лошадиные силы.

На этом закончим краткое знакомство с компьютерной памятью. В следующей статье мы познакомимся с тем, что такое BIOS в компьютере. Будет интересно!

Надеюсь, информация оказалась Вам полезной.

С вами был Vsbot. До новых встреч!

Источник: https://vsbot.ru/komputery/chto-takoe-operativnaya-pamyaty.html

Что такое оперативная память

Что такое оперативная память ?

Оперативная память компьютера имеет несколько названий, которые одинаково успешно применяются в русскоязычной литературе. Она же RAM (в технической документации), она же ОЗУ (для отечественных разработок), она же основная память, она же память с произвольным доступом. Последнее название – пословный перевод от изначально английского RAM (random access memory).

В соответствии с наименованием оперативная память – это та часть памяти компьютера, к которой операционная система может получать доступ бессистемно и наугад. То есть каждый байт памяти (а измеряется объём, т. е. количество, в байтах) может быть «вынут» и использован системой без затрагивания остальных байт в той же RAM. Сама же оперативная память – это самый распространённый тип памяти на всех современных электронных устройствах: телефоны и принтеры, смартфоны и МФУ.

Существует два типа RAM:

DRAM – динамическая оперативная память

SRAM – неизменяющаяся (статическая) оперативная память

Названные типы отличаются технологией изготовления и принципом работы. В вашем компьютере и ноутбуке установлена первая. Она дешевле в своём исполнении и потому может рассчитывать на массовое производство.

SRAM, однако, не требует, в отличие от DRAM постоянной перезагрузки (тысячи операций запоминания-стирания-запоминания в секунду). И потому SRAM, где данные хранятся постоянно, дороже в производстве и скорости (в среднем до 6 раз быстрее).

Так что единственное, что объединяет DRAM и SRAM – тот факт, что данные исчезают в никуда, когда вы выключаете питание компьютера.

Вообще оперативная память – это память, которая доступна для всех программ, которые работают в вашей операционной системе. Хранилища (планки) RAM с каждым годом увеличиваются в своём цифровом объёме, иногда изменяясь в своём интерфейсе подключения к материнской плате (по-разному расположены штырьки и пазы для разъёма в плате). При этом практически не меняясь в цене.

Иногда можно встретить ещё одно определение памяти, которое обязательно присутствует в каждом компьютере.

Размер ПЗУ или ROM обычно невелик: всего несколько тысяч байт, но без этой информации материнская плата не увидит ни процессора, ни RAM, ни дисков. Компьютер не включится. Некоторые данные в ROM всё же можно записать, и для хранения настроек обычно стоит аккумулятор и батарейка.

Какая бывает оперативная память ?

Чтобы не загружать наши светлые головы, думаю имеет смысл указать только те типы RAM, с которыми мы можем столкнуться, обслуживая устройства, которыми сами и пользуемся. Благо, это сделать нетрудно.

Правильно подобрать дополнительные планки – задача несложная, купить можно недорого (и новую и б\у – разница будет непринципиальна; причём не нужно ждать, когда появится кто-нибудь в родном городе, предлагая “хорошую” цену на устаревший и пропавший из магазинов стандарт типа DDR2 – проще купить в интернет-магазине).

А процесс замены и дополнительной RAM в компьютер и ноутбук подробно описан в статьях Добавление оперативной памяти.

Итак, сегодня в чревах наших устройств установлены вот такие планки RAM:

Как видно при всей внешней схожести, вряд ли предыдущее поколение планок можно заменить последующим. И дело, конечно, не в разъёме (интерфейсе подключения). Разные разъёмы – это всего лишь «защита от дурака» для особо непонятливых, но настойчивых пользователей и любителей апгрейда.

А в этой таблице можно увидеть даты начала выпуска каждого типа памяти компьютера:

Одноканальная и двухканальная память

Давайте сразу. Понятия двухканальная планка оперативной памяти не существует. Зато есть понятие двухканальной архитектуры материнской платы. При этом понятия одноканальный режим уже нет – он существовал априори многие годы. Раньше. А вот уже в последнее время двухканальный режим замещает первый, а четырёх канальный – второй. Но суть не в этом.

Чтобы уяснить разницу, нужно понять принцип работы с ОЗУ. Процессор через чипсет изначально обращался к установленным планкам памяти по единственной скоростной шине (64 битному каналу). Слотов может быть 2, 3, 4 и т.д. Но этим пользователи и производители добивались лишь абсолютного увеличения объёма оперативной памяти.

А теперь игроков двое против одного. Результат предсказуем. В чипсете также. Ширина канала удвоилась: 64 бит Х 2 = 128 бит. Нетрудно посчитать что происходит в 4-х канальном режиме на базе quad-channel-платформ.

Значит, скорость работы оперативной памяти удваивается?

Так и не так. Удвоение происходит в теории, или, как выражаются физики, в идеальных системах. Более того, заметный прирост в работе RAM вы увидите не всегда: большинство ставящихся перед вашей системой задач настолько тривиальны, что заметить прирост могут только специальный тест-программы.

Как определить, поддерживает ли моя оперативная память двухканальный режим работы?

Для этого есть специальные программы типа PC Wizard, которые отлично с этим справляются:

Визуально при вскрытии крышки корпуса компьютера можно ориентироваться на одноцветные пары слотов на материнской плате:

Но лучше бенчмарка никто этого не скажет.

Успехов

Источник: https://computer76.ru/2015/05/21/ram/

Виды памяти пк. их назначение и характеристики

7. Память – среда или функциональная часть ЭВМ, предназначенная для приема, хранения и избирательной выдачи данных. Различают оперативную, регистровую, кэш- и внешнюю память.

Функции и основные характеристики внутренней памяти ПК

Внутренняя память — это память, к которой процессор может обратиться непосредственно в процессе работы и немедленно использовать ее.

К внутренней памяти относятся:

1. Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory — память с произвольным доступом) — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.

Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, так как, когда машина выключается, все, что находилось в ОЗУ, пропадает. Доступ к элементам оперативной памяти прямой — это означает, что каждый байт памяти имеет свой индивидуальный адрес.

2. Кэш (англ. cache) или сверхоперативная память — очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.

Кэш-памятью управляет специальное устройство — контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память. При этом возможны как попадания, так и промахи.

В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти.

Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.

Кэш-память реализуется на микросхемах статической памяти SRAM (Static RAM), более быстродействующих, дорогих и малоёмких, чем DRAM (SDRAM). Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память, так называемый кэш первого уровня размером 8, 16 или 32 Кбайт. Кроме того, на системной плате компьютера может быть установлен кэш второго уровня ёмкостью 256, 512 Кбайт и выше.

Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory — память только для чтения) — энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. памяти специальным образом зашивается в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать.

Виды внешней памяти ПК, их особенности и основные характеристики.

Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных, и целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. Этот вид памяти обладает большим объемом и маленьким быстродействием. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором. Информация от ВЗУ к процессору и наоборот циркулирует примерно по следующей цепочке:

В состав внешней памяти компьютера входят:

Винчестер, или жесткий диск, — самая важная составляющая компьютера. На нем хранится операционная система, программы и данные. Без операционной системы Windows нельзя запустить компьютер, а без программ — ничего сделать, когда он уже загрузился. Без банка данных придется информацию каждый раз вводить вручную.

2.Дисководы (накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), англ. FDD) бывают двух основных типов — для больших дискет (размером 5,25 дюйма, иногда пишут — 5,25), и для маленьких (3,5 дюйма, 3,5). Пятидюймовая дискета может вмещать в зависимости от ее типа от 360 информации (360 тысяч символов) до 1,2 Мбайт.

Трехдюймовки хоть и меньше, но вмещают информации больше (720 КБ — 1,44 МБ). К тому же трехдюймовки заключены в пластмассовый корпус, и потому их труднее сломать или помять. Стандартным дисководом для современных компьютеров является дисковод для маленьких (3,5 дюйма) дискет.

Отсюда и его название в компьютерной системе — диск 3,5 А.

3. Лазерные дисководы (CD-ROM и DVD-ROM) используют оптический принцип чтения информации.

На лазерных CD-ROM (CD — Compact Disk, компакт диск) и DVD-ROM (DVD — Digital Video Disk, цифровой видеодиск) дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна, что отражено во второй части их названий: ROM (Real Only Memory — только чтение). Производятся такие диски путем штамповки и имеют серебристый цвет.

Существуют CD-R и DVD-R-диски (R — recordable, записываемый), которые имеют золотистый цвет. Информация на такие диски может быть записана, но только один раз. На дисках CD-RW и DVD-RW (RW — ReWritable, перезаписываемый), которые имеют платиновый оттенок, информация может быть записана многократно.

4. Накопители на магнитной ленте (стримеры) и накопители на сменных дисках

Стример (англ. tape streamer) — устройство для резервного копирования больших объёмов информации. В качестве носителя здесь применяются кассеты с магнитной лентой ёмкостью 1 — 2 Гбайта и больше.

Недостатком стримеров является их сравнительно низкая скорость записи, поиска и считывания информации. На данный момент стримеры являются устаревшими и поэтому используются они на практике очень редко.

Статьи к прочтению:

• Виды периферийных устройств пк и их назначение
• Виды подарочных сертификатов

:

Источник: http://csaa.ru/vidy-pamjati-pk-ih-naznachenie-i-harakteristiki/

Что такое оперативная память и зачем она нужна?

Здравствуйте, многоуважаемые читатели нашего блога. Сегодня мы с вами вновь поговорим о железе, а именно об оперативной памяти компьютера. Мы разделим данную статью на две части. В первой, то бишь в этой статье я расскажу о том, что такое оперативная память, ее назначение и прочую полезную информацию, а во второй статье будет описано то, как выбрать оперативную память, каким критериям следовать и прочее.

Теперь перейдем к конкретному вопросу, а именно, что такое оперативная память и для чего она необходима.

Назначение оперативной памяти

У каждого из нас есть компьютер, и перед пользователями часто может возникать вопрос об улучшении и модернизации этого самого ПК. Каждый человек вправе экспериментировать над своим электронным устройством, но в пределах разумного, конечно. Кто-то приобретает видеокарту, кто-то колдует над материнской платой и процессором, ну а мы с вами разберем более дешевый вариант – оперативную память, а именно увеличение ее объема.

Во-первых, вариант выбора оперативной памяти является наиболее простым, так как особых знаний для этого иметь не нужно, а установка модуля памяти проходит в одно мгновение. Тем более, в настоящее время данная техническая часть является довольно дешевой.

А сейчас мы перейдем к определению оперативной памяти, по-другому ОЗУ.

ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) – структура временного хранения данных, при помощи которой осуществляется функционирование ПО. Всегда представляет собой набор микросхем и модулей, подключающихся к материнской плате.

Данная память обычно выступает в виде буфера между накопителями и процессором, в ней производится временное хранение файлов и данных, а также в ней хранятся запущенные приложения.

Кстати, не стоит путать ОЗУ с памятью жесткого диска. ПЗУ – это память жесткого диска (постоянное запоминающее устройство). Это разные виды памяти.  

По структуре, оперативная память состоит из ячеек, в которых хранятся данные определённого объема, 1 или 4 бит. Также, каждая ячейка имеет свой адрес, который разделяется на горизонтальные строки и вертикальные столбцы.

Описанные выше ячейки являются конденсаторами, которые накапливают электрический заряд. Еще здесь находятся специальные усилители, способные аналоговые сигналы переводить в цифровые, которые потом создают данные.

Со сложными определениями разобрались, теперь перейдем к работе оперативной памяти.

Как работает оперативная память?

Работа ОЗУ безоговорочно связана с работой процессора и других внешних устройств компьютера, так как в нее поступают данные со всех этих устройств. Прежде всего данные с жесткого диска попадают в оперативную память, а потом обрабатываются процессором, такую структуру можно увидеть на рисунке ниже:

Обмен информацией между ОЗУ и самим процессором может происходить либо напрямую, либо с участием кэш памяти.

Кэш память также является временным хранилищем данных и представляет собой участки локальной памяти. Использование данной памяти значительно сокращает время доставки данных в регистр процессора, а все потому, что быстродействие внешних носителей очень медленное в отличие от процессорного. Также из-за этого повышается производительность системы, что тоже немаловажно.

А собственно, кто или что управляет оперативкой? ОЗУ управляется с помощью контроллера, установленного в чипсете материнской платы. Это часть называется «Северный мост», которая обеспечивает подключение процессора (CPU) к различным узлам, использующим графический контроллер и ОЗУ. Такую схему Вы можете увидеть ниже.

Еще хочется сказать одну важную вещь. Если в оперативную память идет запись данных, в какую-либо ячейку, то содержимое, которое было до записи, немедленно сотрётся.

Сейчас контроллер памяти перенесен в процессор и им же память управляется. Поэтому при выборе оперативной памяти конкретного объема нужно убедиться, поддерживает ли его процессор, то то относится и к типу памяти.

Важным моментом в прикладных программах является то, что они должны работать под управлением той или иной операционной системы, иначе она не сможет выделить нужный объем оперативной памяти для этой программы. Бывали случаи, что не получалось запустить на новой операционной системе, старые программы, которые предназначались под старые ОС.   

Следует знать, что ОС Windows 7, имеющая разрядность 64 бита, поддерживает 192 Гб объема оперативной памяти, а вот 32-х разрядная Windows 7 поддерживает только 4 Гб.

Зачем нужна оперативная память?

Итак, теперь мы знаем, что в процессе обмена данными участвует, так называемая кэш-память. В этот момент ею управляет контроллер, который анализирует какую-либо программу и просчитывает то, какие данные скорее всего понадобятся процессору, а потом подгружает их в кэш-память из оперативной памяти, далее модифицированные данные процессором, если нужно, возвращаются обратно в оперативную память.

Оперативную память можно считать почти самым быстродействующим элементов компьютера, после процессора, конечно. Таким образом, весь обмен информацией осуществляется между этими двумя устройствами.

Для начала заметим, что вся ваша информация хранится на жестком диске, далее, когда вы включаете ПК, с этого самого жесткого диска в оперативную память записываются различные драйвера, элементы ОС, и специальные программы. В конце записываются те программы, которые мы будем запускать, а когда мы их закроем, они сотрутся из ОЗУ.

Информация, записанная в оперативную память, передается в процессор, им обрабатывается и записывается обратно и так каждый раз. Но может случиться так, что ячейки памяти закончатся, что же в этом случае делать?

В этом случае, в процесс работы вступает, так называемый файл подкачки. Этот файл находится на жестком диске, туда записывается информация, не вошедшая в оперативную память. Это является большим плюсом. Минусом же является то, что жесткий диск по быстродействию сильно уступает ОЗУ, поэтому может возникнуть замедленная работа системы. Также сокращается жизнь самого жесткого диска.

Из чего состоит оперативная память?

Теперь можно рассмотреть из чего же состоит сам модуль оперативной памяти.

Обычно все планки (модули) ОЗУ состоят из одних и тех же элементов. Также модули бывают двух типов: односторонние и двухсторонние. И говорят, что двухсторонние намного быстрее. Но бывает так, что двусторонняя планка не работала в полную силу, так как чипы с какой-либо стороны не были задействованы. А все потому, что, как и материнская плата, так и процессор должны поддерживать ту или иную память.

На заметку – если будете приобретать, например, два модуля оперативной памяти, то покупать лучше одного типа.

На данный момент существуют несколько типов памяти: DDR, DDR2, DDR3. Также, разработан новый тип памяти – DDR4, который еще особо не используется. Сегодня, DDR3 является самым популярным и используемым типом памяти.

Для ноутбука используется почти такая же память, модуль которого немного меньше. Носит она название SO-DIMM (DDR, DDR2, DDR3).

На этом, я думаю стоит закончить, мы узнали, что такое оперативная память и ее назначения, различные характеристики и типы. Возможно у вас возникнут комментарии по данному вопросу, не стесняйтесь задавать их ниже. Любые пожелания и критика приветствуются.

Оперативную память можно сделать в виде накопителя, то есть хранить на ней данные и устанавливать программы. Такая технология называется RAM-диск. Если вам интересно, то можете о ней прочитать.

Источник: https://computerinfo.ru/chto-takoe-operativnaya-pamyat-i-zachem-ona-nuzhna/

Как устроена оперативная память компьютера

Знаете 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?

Компьютерная память

Оперативная память, ОЗУ 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.

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.

И последнее. Что такое пропускная способность мы уже знаем, а что такое объём оперативной памяти и зависит ли он от её пропускной способности? Прямой взаимосвязи между этим двумя характеристиками нет. Объём ОЗУ зависит от количества запоминающих элементов. И чем больше таких ячеек, тем больше данных может хранить память без их перезаписи и использования файла подкачки.

Источник: https://www.white-windows.ru/kak-ustroena-operativnaya-pamyat-kompyutera/

Оперативная память

Определение 1

Оперативная память (ОЗУ, $Random \ Access \ Memory$ – $RAM$, память с произвольным доступом) – запоминающее устройство сравнительно небольшого объёма, которое непосредственно связано с ЦП и предназначено для записи, чтения и хранения данных о выполняемых программах и данных, обрабатываемых этими программами.

Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, т.к. при выключении ПК информация, которая находилась в ОЗУ, пропадает. Доступ к элементам оперативной памяти прямой, т.е. каждый байт памяти имеет свой индивидуальный адрес.

Назначение ОЗУ

Замечание 1

Оперативная память используется для хранения и передачи информации ЦП, на жесткий диск, на другие внешние устройства, которая располагается в специальных разъемах на материнской плате. ОЗУ представляет собой схему из огромного числа мельчайших конденсаторов и транзисторов (одна пара позволяет хранить $1$ бит).

При выключении ПК введенная информация исчезает, т.к. данные не были записаны на жесткий диск, где могут долго сохраняться, а находились в ОЗУ.

Но в случае отсутствия оперативной памяти, данные должны были бы располагаться на жестком диске, и тогда время обращения к ним резко бы увеличилось, что привело бы к резкому снижению общей производительности ПК.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Итак, ОЗУ используется для:

• хранения данных и команд для дальнейшей их передачи ЦП для обработки;
• хранение результатов вычислений, которые были произведены ЦП.
• считывание (или запись) содержимого ячеек.

Оперативная память изготовлена в виде микросхем, которые крепятся на специальных пластинах и устанавливаются на системной плате в соответствующие разъемы.

Рисунок 1. Модуль оперативной памяти, вставленный в системную плату

При включении ПК в ОЗУ загружается операционная система, затем программное обеспечение и документы. ЦП управляет загрузкой программ и данных в ОЗУ, далее данные в ОЗУ обрабатываются. Таки образом, ЦП работает с инструкциями и данными, которые находятся в ОЗУ, а другие устройства (диски, магнитная лента, модем и т.д.) действуют через нее.

Во избежание потери данных или внесенных в документы изменений перед выключением ПК необходимо сохранить данные на жесткий диск и только потом выйти из приложения.

Типы оперативной памяти

Выделяют $2$ вида оперативной памяти:

• статическую ($SRAM$) – используется в качестве кэш-памяти ЦП;
• динамическую ($DRAM$) – используется в качестве оперативной памяти ПК.

Ячейки динамической памяти можно представить в виде микроконденсаторов, которые способны накапливать электрический заряд. Недостатками $DRAM$-памяти является более низкая скорость записи и чтения данных и необходимость постоянной подзарядки.

Основными являются виды типа $SDRAM$ ($Synchronous \ Dynamic \ Random \ Access \ Memory$ – синхронная динамическая память с произвольным доступом):

$DDR$ ($Double \ Data \ Rate$ – двойная скорость передачи данных). Удвоенная скорость достигается за счет считывания данных по нарастанию и по спаду сигнала.

Рисунок 2. Схема платы памяти DDR

На плате оперативной памяти (рис. 2) с обеих сторон находятся микросхемы с памятью. Снизу находится ключ для вставки платы в разъем системной платы.

Рисунок 3. Разъемы для установки оперативной памяти

$DDR2$ от $DDR$ отличается удвоенной частотой шины, по которой данные передаются в буфер, и способность работы на более высокой частоте. Скорость работы $DDR2$ чуть выше, чем у $DDR$.

$DDR3$ отлична от $DDR2$ пониженным энергопотреблением (на $40 \ %$).

$DDR4$ отличается повышенными частотными характеристиками и пониженным напряжением питания.

Платы $DDR$, $DDR2$, $DDR3$ и $DDR4$ не являются взаимозаменяемыми, т.к. имеют различия в строении (смещение ключа, разное количество контактов и т.п.).

Основные характеристики ОЗУ

Основные характеристики:

• Объем памяти – максимальное количество информации, которая может быть помещена в эту память, выражается в Кб, Мб и Гб.
• Время доступа к памяти (в наносекундах) представляет собой минимальное время, необходимое для размещения в памяти единицы информации.
• Плотность записи (в $бит/см2$) – количество информации, которая записана на единице поверхности носителя.

$SIMM$-модули имеют объем $4$, $8$, $16$, $32$, $64$ Мб; $DIMM$-модули – $16$, $32$, $64$, $128$, $256$, $512$ Мб.

Время доступа SIMM-модулей – $50–70$ нс, $DIMM$-модулей – $7–10$ нс.

Модули оперативной памяти

Оперативная память в ПК размещена на стандартных панелях, которые называют модулями. Модули памяти представлены в двух видах:

• односторонне расположение выводов ($SIMM$-модули) можно устанавливать только парами;
• двухстороннее расположение выводов ($DIMM$-модули) можно устанавливать по одному, обладают большей скоростью передачи.

Устанавливать на одной плате разные модули нельзя.

Рисунок 4. Микросхемы памяти SIMM (сверху) и DIMM (снизу)

Источник: https://spravochnick.ru/informatika/arhitektura_personalnogo_kompyutera/operativnaya_pamyat/

Типы ОЗУ

Когда по земле ещё ходили мамонты оперативка делилась на SIMM и DIMM — сразу забудьте об этих типах ОЗУ, их уже давно не выпускают и не используют.

Потом изобрели DDR (2001 год). Ещё встречаются компьютеры с таким типом памяти. Главное отличие от DDR2 и DDR3 — количество контактов на плате памяти DDR, их всего 184 штуки. Такой тип ОЗУ работает гораздо медленнее своих современных собратьев (DDR2 и DDR3).

В DDR2 (2003 год) большее число контактов (240 штук), благодаря этому расширилось количество потоков данных и заметно ускорилась передача информации к процессору. Максимальная частота DDR2 составляет 1066 МГц.

DDR3 (2007 год) — это самый распространённый тип оперативной памяти в современных компьютерах. Тут оставили количество контактов в покое (240 штук), но сделали их электрически несовместимыми. Максимальная частота DDR3 – 2400 МГц. Ещё этот тип памяти отличается меньшим энергопотреблением и большей пропускной способностью.

DDR3 получилась быстрее DDR2 на 15-20 %.

Планки DDR2 и DDR3 имеют разное расположение «ключа» , они не взаимозаменяемы…

Форм-фактор планок оперативки

Планки оперативной памяти для ноутбуков (SODIMM) и стационарных компьютеров (SDRAM) разные по размеру и внешнему виду. Для ноутов они выглядят так…

…а для стационарных домашних компьютеров, примерно так…

На этом их отличия (в основном) и заканчиваются. Характеристики, которые нужно знать для выбора оперативной памяти, у этих двух видов абсолютно одинаковы.

Объём оперативной памяти

В прошлом веке объём оперативной памяти измерялся в килобайтах и мегабайтах (даже смешно вспоминать  ). Сегодня — в гигабайтах.

Этот параметр определяет сколько временной информации влезет в чип оперативки. Тут всё относительно просто. Сама Windows при своей работе потребляет около 1 Гб памяти, поэтому её должно быть больше в компьютере.

2 Гб — может хватить для бюджетного компьютера (фильмы, фотки, Интернет) 

4 Гб — подойдёт для более требовательных программ, игр на средних и максимальных настройках качества 

16 Гб — будут «летать» самые новые современные и тяжёлые игры, а также специальные профессиональные программы-монстры *bb.* *gamer.*

32 Гб — Вам некуда девать деньги? Перешлите их мне. %)

Частота оперативной памяти

Неопытные пользователи часто при выборе оперативки ограничиваются её объёмом, но частота памяти не менее важна. Она определяет с какой скоростью будет осуществляться обмен данными с процессором.

Современные обычные процессоры работают на частоте 1600 МГц. Соответственно и память желательно покупать с такой частотой, не выше (можно 1866 МГц). Отличие 1333 МГц от 1600 МГц практически незаметны «на глаз» .

Что касается планок памяти с частотой 2133 МГц и выше — они сами стоят диких денег, для их полноценной работы нужны специальные материнские платы, которые стоят дикие деньги, а самое главное, что нужен процессор с разблокированным множителем (поддерживающий разгон), который стоит…  .

При этом всё это безобразие будет сильно греться (нужна мощная охлаждающая система (желательно водяная), которая стоит…) и потреблять много энергии. Это выбор сумасшедших геймеров.

Кстати, прирост производительности компьютера при таком разгоне будет составлять всего  от 10 до 30%, а денег потратите в три раза больше. Оно Вам надо? 

Тайминг оперативной памяти

«Страшный» параметр оперативной памяти о котором мало кто знает и который редко учитывают при выборе памяти, а вот и зря.

Латентность (тайминг) — это временная задержка сигнала. Измеряется она в тактах. Тайминги могут принимать значения от 2 до 13. От них зависит пропускная способность участка «процессор-память» и, как следствие, быстродействие системы, правда совсем чуть-чуть.

Чем ниже значение тайминга, тем быстрее работает оперативная память. Например я приобрёл память со значениями таймингов 9-9-9-24, но есть и шустрее, конечно.

Тайминги оперативной памяти можно корректировать в БИОС при разгоне системы (не рекомендуется это делать неопытным пользователям).

И в завершении статьи, как и обещал в начале, расскажу…

Как правильно устанавливать оперативную память в компьютер

Перед процедурой надо обязательно выключить компьютер и отсоединить шнур питания от системного блока.

Легче всего память устанавливать в ноутбук (бывает труднее открыть заднюю крышку). В ноутах оперативка находится в горизонтальном положении, лежит.

Просто приподнимаем и вытягиваем её из пазов, вставляем новую до упора. Замок на планке (прорезь) не даст Вам ошибиться при установке…

Для изъятия планки достаточно развести эти защёлки в стороны и она сама «выпрыгнет» из слота. Установка тоже займёт у Вас 2 секунды — поднесите планку к слоту, согласуйте замок (прорезь) на планке с перемычкой в слоте и вставьте до упора (услышите щелчок — это защёлки зажмут планку).

На этом видео подробно показан этот процесс…

Двухканальный режим памяти

Очень рекомендую использовать двухканальность при покупке и установке памяти. Проще говоря, если Вы решили приобрести 4Гб оперативки — покупайте две планки по 2 Гб. Если 8Гб — две планки по 4 Гб.

Устанавливать планки тоже нужно определённо, чтоб они работали в двухканальном режиме. Обычно слоты для памяти на материнской плате окрашены в два цвета — это и есть каналы…

Таким образом устанавливайте свои две планки оперативной памяти в слоты одного цвета. В нашем случае — через один. Если оперативки много (16 или 32 Гб) — тут уж понадобятся все слоты  .

И ещё пару слов…

Вот и всё на сегодня. До новых полезных советов и компьютерных программ.

Источник: https://pokompam.by/chto-takoe-operativnaia-pamiat