Принцип работы оперативной памяти

Тип и объем ОЗУ

Игровая оперативная память в пластиковом корпусе

Оперативная память представлена следующими типами:

• DDR. Считается старейшей разновидностью ОЗУ, которая инсталлировалась на ПК в начале двухтысячных годов. Такая память устанавливалась лишь в бюджетных ПК и функционировала с минимальной частотой в 400 мегагерц;
• DDR 2. Является более модернизированной версией вышеописанного типа. Она может функционировать в несколько раз быстрее и справляться с обработкой более значительных объемов данных. Такие планки устанавливались во все компьютеры вплоть до 2011 года;
• DDR 3. ОЗУ, благодаря которой удалось обеспечить прирост компьютерной производительности более, чем на 10%. Такие планки устанавливались в ПК и ноутбуки с 2007 по 2014 год и считались крайне востребованными, так как они отличаются высоким уровнем частоты обработки сведений;
• DDR 4. Известен в качестве новейшего и самого модернизированного типа ОЗУ, способного работать на частоте в 2400 и более мегагерц. Данная память стала доступна в 2014 году, но пока что считается не особо распространенной из-за своей высокой цены – далеко не все пользователи могут позволить ее.

Разновидности ОЗУ

Если говорить об объеме ОЗУ, то он удваивается в модулях 1, 2, 4, 8, 16. Нечетные объемы отсутствуют. Есть возможность установки разнообъемных модулей, но в таком случае произойдет утрата двух- и трехканальных режимов работы. Чтобы рассчитывать на оптимальное функционирование, рекомендуется ставить модели парами одинакового объема (и желательно от одного бренда) – тогда гарантируется их эффективное использование.

Тип и объем

Что дает оперативная память? Она помогает компьютеру работать быстрее. Чтобы увеличить возможности устройства, необходимо знать и учитывать характеристики этого элемента. Например, если оперативная память 8 Гб, это ее объем. Он является неотъемлемым элементом любого модуля в системе. Производительность компьютера или ноутбука зависит от общего объема ОЗУ, чем больше его установлено, тем лучше для пользователя.

Как правильно определить, какой объем памяти установлен на ПК? Сделать это можно разными способами. Если в компьютере операционная система Windows 7, то нужно проделать следующие действия: нажать «Пуск», затем правой кнопкой мыши на «Компьютер» – «Свойства». Появится окно, в котором будет содержаться информация об объеме. Там же можно увидеть информацию о процессоре, типе системы. Таким же способом следует узнать объем оперативной памяти (8 Гб, 16 Гб, 32 Гб и т. д.) в Windows XP.

Если пользователю требуется узнать информацию о модуле и другие характеристики, необходимо установить специальную программу для определения параметров ПК. Специалисты также советуют воспользоваться S & M – диагностическим приложением о состоянии компьютера.

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.

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. Поэтому оперативная память имеет огромное влияние на работу компьютера. Т.к. ОЗУ предназначена для хранения данных и программ только во время работы ПК, то после выключения электропитания все данные в ОЗУ теряются. Во избежание потери данных или внесенных в документы изменений перед выключением ПК необходимо сохранить данные на жесткий диск и только потом выйти из приложения.

Виды оперативной памяти

На данный момент времени, существует два типа памяти возможных к применению в качестве оперативной памяти в компьютере. Оба представляют собой память на основе полупроводников с произвольным доступом. Другими словами, память позволяющая получить доступ к любому своему элементу (ячейке) по её адресу.

Память статического типа

SRAM (Static random access memory) — изготавливается на основе полупроводниковых триггеров и имеет очень высокую скорость работы. Основных недостатков два: высокая стоимость и занимает много места. Сейчас используется в основном для кэша небольшой емкости в микропроцессорах или в специализированных устройствах, где данные недостатки не критичны. Поэтому в дальнейшем мы её рассматривать не будем.

Память динамического типа

DRAM (Dynamic random access memory) — память наиболее широко используемая в качестве оперативной в компьютерах. Построена на основе конденсаторов, 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.

Развитие технологий идет быстрыми темпами и совершенствование памяти не исключение. Компьютерная оперативная память, применяемая в настоящее время, берет свое начало с разработки памяти DDR SDRAM. В ней была удвоена скорость работы по сравнению с предыдущими разработками за счет выполнения двух операций за один такт (по фронту и по срезу сигнала), отсюда и название DDR (Double Data Rate). Поэтому эффективная частота передачи данных равна удвоенной тактовой частоте. Сейчас ее можно встретить практически только в старом оборудовании, зато на её основе была создана DDR2 SDRAM.

В DDR2 SDRAM была вдвое увеличена частота работы шины, но задержки несколько выросли. За счет применения нового корпуса и 240 контактов на модуль, она обратно не совместима с DDR SDRAM и имеет эффективную частоту от 400 до 1200 МГц.

Сейчас наиболее распространённой памятью является третье поколение DDR3 SDRAM. За счет технологических решений и снижения питающего напряжения удалось снизить энергопотребление и поднять эффективную частоту, составляющую от 800 до 2400 МГц. Несмотря на тот же корпус и 240 контактов, модули памяти DDR2 и DDR3 электрически не совместимы между собой. Для защиты от случайной установки ключ (выемка в плате) находится в другом месте.

DDR4 является перспективной разработкой, которая в ближайшее время придет на смену DDR3 и будет иметь пониженное энергопотребление и более высокие частоты, до 4266 МГц.

Наряду с частотой работы, большое влияние на итоговую скорость работы оказывают тайминги. Таймингами называются временные задержки между командой и её выполнением. Они необходимы, чтобы память могла «подготовиться» к её выполнению, в противном случае часть данных может быть искажена. Соответственно, чем меньше тайминги (латентность памяти) тем лучше и следовательно быстрее работает память при прочих равных.

Различных таймингов существует много, но обычно выделяют четыре основных:

• CL (CAS Latency) — задержка между командой на чтение и началом поступления данных
• T_RCD (Row Address to Column Address Delay) — задержка между подачей команды на активацию строки и командой на чтение или запись данных
• T_RP (Row Precharge Time) — задержка между командой закрытия строки и открытием следующей
• T_RAS (Row Active Time) — время между активацией строки и её закрытием

Указываются обычно в виде строки цифр разделенных дефисом, например 2-2-3-6, если указывается только одна цифра, то подразумевается параметр CAS Latency. Это позволяет сравнить скорость работы различных модулей и объясняет разницу в стоимости казалось бы одинаковых планок.

Кстати, обычно чем больше объем модуля, тем больше тайминги, поэтому взять две планки по 2 Гб может оказаться выгоднее, чем одну на 4 Гб. К тому же использование нескольких одинаковых планок памяти активирует многоканальный режим работы, что обеспечивает дополнительное увеличение быстродействия. Справедливости ради нужно отметить, что в настоящее время влияние таймингов на производительность несколько снизилось из-за повсеместного увеличения объема кэша на основе высокоскоростной памяти статического типа интегрированного в современные процессоры.

Полки из гипсокартона своими руками: 70+ идей для эргономики пространства

Что такое оперативная память

Оперативная память (озу, ram, оперативка) — это запоминающее устройство в виде планки с микросхемами для компьютера или микросхемы для других устройств, которое предназначено для хранения данных, исполняемых в текущий момент программ, игр, приложений и другого программного кода, который обрабатывает процессор.

Является энергозависимой, что означает, при отключении питания — все данные на ней стираются. На английском расшифровывается полностью — Random Access Memory. Скорость чтения и записи у ОЗУ намного выше, чем у не энергонезависимой ПЗУ, например, чем у жесткого диска.

Для чего нужна оперативная память

Оперативная память предназначена для быстрого доступа к данным исполняемых в текущий момент процессов — программ, игр, файлов и т.д.

Так, чем больше будет установлено оперативки на компьютере или другом устройстве, например, телефоне — тем больше в ней сможет хранится информации и тем быстрее будет к ней доступ. Это даст намного более быструю работу и производительность в работе приложений и самой ОС.

Как работает ОЗУ — RAM

Любая программа, приложение, ядро операционной системы и другие исполняемые файлы, при их загрузке вначале попадают в оперативку, оттуда их обрабатывает процессор и возвращает обратно. Т.е. все обрабатываемые данные хранятся именно в ней.

Только после того, как вы нажмете на «Сохранить» если этого не предусматривает сама программа, данные будут записаны на жесткий диск или SSD.

Т.е. все, что вы видите на своем экране в данный момент должно находиться в оперативной памяти, это и открытые окна, программы, вкладки в браузере, да практически вся операционная система. Также это работает и на смартфонах под управлением IOS и Android.

Оперативная память — виды

Каждый год виды оперативок обновляются и улучшаются. Но есть два основных — это:

• DRAM — динамическая память, используется для массового производства. Именно она устанавливается в качестве основного ОЗУ. Ее вы и видите на полках магазинов.
• SRAM — статическая память, дорого в производстве, но обладает очень хорошей скоростью. Используется в качестве хранителя КЭШа, например, в процессоре.

DRAM разделяется на несколько подвидов, рассмотри два наиболее известных:

• DDR SDRAM — используется в качестве основной ОЗУ устройства. Заменяема на ПК и ноутбуках, но не на смартфонах
• GDDR — используется, как ОЗУ для видеокарт, отличается увеличенной в два раза скоростью работы. Не заменяема.

Каждое поколение таких планок добавляет к названию одну букву. Так, на данный момент самой последней ОЗУ вида DDR является DDR4. А для графического адаптера — GDDR6.

По интерфейсу подключения ОЗУ также бывают разных типов:

• DIMM — форм фактор в виде двусторонней планки, используется для персональных компьютеров.
• SO-DIMM — форм фактор, также в виде планки, используется в ноутбуках, ПК в компактных форм-факторах и других мини системах.

Оперативная память — как выбрать, характеристики

Рассмотрим основные характеристики оперативной памяти компьютера, на которые надо обязательно обратить свое внимание, если вы хотите подобрать себе действительно хорошую оперативку. Тип ОЗУ — Обязательно обратите внимание, это может быть DDR2, DDR3 или DDR4

Какую поддерживает ваша материнская плата

Тип ОЗУ — Обязательно обратите внимание, это может быть DDR2, DDR3 или DDR4. Какую поддерживает ваша материнская плата

Объем в Гб — Чем больше, тем лучше. Для нынешних систем на операционной системе Windows 10, меньше 8 Гб брать не стоит. При покупке телефона на Android — лучше не брать модель с объемом меньше 3 Гб, т.к. при новых обновлениях данной ОС, ее запросы будут становится больше.

Тактовая частота — Чем выше частота, тем быстрее будет работать RAM. Опирайтесь на то, какую частоту поддерживает процессор и материнская плата. Если частота на плате будет выше, чем у них, ничего страшного не произойдет, просто она будет работать с заниженной частотой.

Задержка сигнала (Тайминги) — Задержка обращений между процессором и ОЗУ должна быть минимальной.

В заключение

Вот вы и узнали во всех деталях, что такое RAM для компьютера, ноутбука и других устройств, какие у нее бывают виды, какие функции она выполняет в системе, и как подобрать себе хорошую ОЗУ.

Как проверить оперативную память

При возникновении сбоев и неполадок, которые могут быть вызваны проблемами с оперативной памятью (зависания и сбои системы, появление так называемого «синего экрана смерти») её необходимо проверить на ошибки. Сделать это можно как стандартными средствами операционной системы, так и сторонними программами.

В Windows 7 оперативная память проверяется программой, именуемой «Средство проверки памяти Windows». Найти её можно либо по адресу «Панель управления\Система и безопасность\Администрирование», либо через поиск по ключу «mdsched» в меню «Пуск». Из всех других утилит наиболее распространённой, доступной и надёжной программой для диагностики ОЗУ является Memtest86+.

Важно помнить пару моментов:

1. Оперативная память проверяется не из операционной системы (с загрузочной флешки, диска или после перезагрузки системы).

2. Если установлено несколько модулей памяти, проверять их желательно по одному. Так будет проще определить, который из них неисправен.

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).

Как максимально эффективно использовать вашу оперативную память

Достичь использования всей доступной оперативной памяти достаточно легко, потому что она поддерживает очень много функций. Прежде чем вы начнете удалять программы с компьютера, попробуйте выполнить следующие быстрые действия, которые позволят вам высвободить место в оперативной памяти.

Перезагрузите ваш компьютер

Первое, что вы можете сделать, чтобы попытаться освободить оперативную память, — это перезагрузить компьютер. Когда вы перезагружаете или выключаете компьютер, вся ваша оперативная память (сохраненные данные) будет стерта, а программы будут перезагружены. Это потенциально может очистить некоторые процессы и программы, которые работают в фоновом режиме и используют вашу оперативную память.

Обновите ваше ПО

Очень важно, чтобы на вашем компьютере использовались самые последние версии программного обеспечения и установленных приложений. Более старые версии программного обеспечения и приложений могут занимать больше памяти для обработки, что приводит к замедлению работы компьютера.

Попробуйте другой браузер

Что еще вы можете попробовать — это использовать другой браузер, так как некоторые из них, как известно, используют больше данных, чем другие. Попробуйте использовать, например, Chrome или Firefox, которые обычно являются хорошими браузерами с точки зрения потребления оперативной памяти.

Очистите ваш кэш

Если вам все еще не хватает оперативной памяти, следующий шаг – это попытаться очистить свой кэш (скешированные данные). Иногда ваш кэш может занимать много места, потому что он использует оперативную память. Кэш хранит информацию, которую ваш компьютер использует для перезагрузки страниц, которые он открывал ранее, чтобы не загружать их снова. Это может сэкономить вам время при просмотре, но если вам не хватает оперативной памяти, то кэшем вы можете пожертвовать без проблем.

Удалите расширения браузера

Наверняка, для упрощения ряда операций вы устанавливали в своем браузере дополнительные расширения. Однако они также требуют постоянного использования оперативной памяти, поэтому можно попробовать отключить или даже удалить эти расширения и дополнения к браузеру.

Все или почти все об оперативной памяти компьютера.

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.

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!

Что такое оперативная память?

Данное устройство является одним из основных и обязательных элементов любого компьютерного устройства. Оперативной памятью принято называть энергозависимую часть компьютерной памяти. В процессе работы компьютера в ней временно хранится различного рода информация, а также команды для процессора.

Проще говоря, оперативная память – это временное хранилище промежуточных вычислений процессора. Когда возникает необходимость в использовании тех или иных сохраненных данных, процессор извлекает их из этого “хранилища”.

Стоит отметить, что термин “Оперативная память” имеет несколько распространенных синонимов:

• ОЗУ – русская аббревиатура (оперативное запоминающее устройство);
• Оперативка – сленг, пользующийся популярностью среди более или менее опытных пользователей;
• RAM – английская аббревиатура (Random Access Memory).

Внешне оперативка выглядит, как пластмассовая планка с микросхемой, внизу которой расположено множество вертикальных линий. Ее крепят в специальное гнездо на материнской плате.

Что касается видов памяти, то оперативная память входит в группу энергозависимой памяти. То есть все данные, сохраняемые на оперативке, доступны только в тот момент, когда ПК включен! Каждый раз, когда ПК выключается, все данные стираются.

Как это работает?

При запуске компьютера все данные, необходимые для полноценного запуска (например, драйвера, программы автозапуска, службы и т.д.), загружаются из винчестера в оперативку, и только после этого центральный процессор приступает к их обработке.

После обработки данных процессор также продолжает хранить результаты в оперативной памяти. Благодаря такому алгоритму, центральный процессор работает значительно быстрее!

Рассмотрим алгоритм работы оперативки на примере создания текстового файла в программе “Блокнот”:

• Когда вы открываете приложение, система автоматически загружает все нужные файлы и команды в оперативку. И только после этого происходит успешный запуск программы.
• Вы набираете текст. Он также сохраняется в оперативной памяти.
• Вы сохранили текстовый документ. В этот момент все данные переносятся из оперативной памяти на винчестер.

Виды ОЗУ

Современные устройства оперативной памяти разделяются на два вида:

• Динамические (DRAM);
• Статические (SRAM).

По сравнению с динамическими ОЗУ, статические отличаются более высокой скоростью работы. Это объясняется особой технологией изготовления. Единственный минус такого типа устройств – высокая стоимость.

Также существует технология DRAM, которая широко используется для массового производства модулей оперативок. Существует несколько типов данного вида памяти:

Напоследок стоит отметить, что каждый тип ОЗУ имеет специальный ключ (пропил в месте крепления), благодаря которому легко обеспечивается совместимость с материнской платой (любая материнская плата имеет специальное гнездо, к которому можно подключать только совместимую планку оперативки).