Оперативная память: быстрая, краткосрочная память

SHARE

Оперативная память, RAM, обеспечивает краткосрочное пространство для хранения данных и программного кода, которые процессор компьютера использует или который он ожидает использовать в ближайшее время. Оперативная память присутствует как в SSD, так и в жестких дисках.

Одной из ключевых характеристик оперативной памяти является то, что она намного быстрее, чем жесткий диск или другое устройство длительного хранения, что означает, что компьютер не заставляли ждать обработки данных.

Простой ответ на вопрос «зачем вам оперативная память?» is: speed.

Что такое оперативная память и как она работает?

Имя оперативной памяти происходит из того факта, что, как правило, любой случайный бит данных может быть прочитан или записан в оперативную память так же быстро, как и любой другой бит. Это контрастирует с носителями данных, такими как вращающиеся диски или ленты, где скорость доступа зависит от точного расположения данных на носителе, скорости вращения носителя и других факторов.

Фактически, оперативная память — не самая быстрая область хранения, к которой имеет доступ компьютер. Самыми быстрыми областями являются аппаратные регистры, встроенные в центральный процессор, за которыми следуют внутренний кэш и кэш внешних данных. Однако эти области очень малы (потому что они дороги) — часто измеряются в байтах, килобайтах или нескольких мегабайтах.

Напротив, в современной компьютерной системе объем памяти с произвольным доступом измеряется в гигабайтах. , в то время как более медленное, но более дешевое долгосрочное хранилище, обеспечиваемое жесткими дисками или твердотельными накопителями, часто измеряется в терабайтах.

Оперативная память также отличается от долговременного хранения тем, что она энергозависима. Это означает, что он может хранить данные (или программный код) только тогда, когда компьютер включен. При отключении питания все данные, содержащиеся в оперативной памяти, теряются.

По этой причине оперативную память иногда называют рабочей памятью, которая используется во время работы компьютера. Перед выключением все данные, которые должны быть сохранены, должны быть записаны в энергонезависимую долговременную память, чтобы к ним можно было получить доступ в будущем.

Доступ к данным, хранящимся в оперативной памяти, возможен намного быстрее, чем к данным, хранящимся на жестком диске компьютера.

Другие функции RAM

Как показано на рисунке выше, функция RAM заключается в обеспечении быстрого временного хранилище и рабочее пространство для данных и программного кода, который включает как приложения, так и операционную систему системы, а также аппаратные драйверы для каждого аппаратного устройства, такого как контроллеры жестких дисков, клавиатуры и принтеры.

Но потому что произвольный доступ память работает очень быстро по сравнению с долговременным хранилищем, она также используется другими способами, которые используют эту скорость.

Одним из примеров является использование оперативной памяти в качестве «RAM-диска». Это резервирует пространство оперативной памяти и использует его как виртуальный жесткий диск. Ему назначается буква диска, и он выглядит точно так же, как обычный диск, за исключением того, что он работает намного быстрее.

В некоторых случаях это может быть очень полезно, но недостатком является то, что размер RAM диск ограничен, а использование RAM-диска означает, что для регулярного использования остается меньше оперативной памяти.

Другое использование оперативной памяти — «теневое ОЗУ». В некоторых операционных системах (но не в Windows) часть содержимого BIOS системы, которая хранится в постоянной памяти (ПЗУ) системы, копируется в ОЗУ. Затем система использует эту копию кода BIOS вместо исходной версии, хранящейся в ПЗУ.

Преимущество этого заключается в скорости: чтение кода BIOS из ОЗУ примерно в два раза быстрее, чем его чтение из ПЗУ. .

Типы оперативной памяти

Чипы оперативной памяти обычно упаковываются в модули RAM стандартного размера, такие как Dual In-line Модули памяти (DIMM) или более компактные модули памяти Small Outline с двухрядным расположением выводов (SODIMM), которые можно вставлять в разъемы модулей оперативной памяти материнской платы компьютера.

Две наиболее распространенные формы оперативной памяти сегодня являются:

  1. Динамическая память с произвольным доступом (DRAM) , которая медленнее, но дешевле
  2. Статическая оперативная память (SRAM) быстрее, но дороже.

Многие люди задаются вопросом о различиях между DRAM и RAM, но на самом деле DRAM — это просто тип ОЗУ.

SRAM против DRAM

Чтобы понять, почему память SRAM дороже, чем DRAM m emory, необходимо взглянуть на структуру двух типов оперативной памяти.

Оперативная память состоит из ячеек памяти, и каждая ячейка памяти может хранить один бит данных: либо ноль, либо единица. Проще говоря, ячейки соединены в сетку, состоящую из адресных линий и перпендикулярных битовых линий. Если указать адресную строку и битовую строку, каждая отдельная ячейка может иметь уникальную адресацию.

Разница между памятью SRAM и памятью DRAM заключается в структуре самих ячеек.

DRAM является намного более простым из двух типов ячеек, поскольку состоит всего из двух электронных компонентов: конденсатора и транзистора. Конденсатор может быть заполнен электронами, чтобы сохранить единицу, или опустошить, чтобы сохранить ноль, в то время как транзистор фактически является переключателем, который позволяет конденсатору заполняться или опорожняться.

Проблема с этим типом Из-за того, что конденсаторы негерметичны, как только они заполнятся электронами, они начинают истощаться. Это означает, что полные конденсаторы, которые накапливают их, необходимо повторно заряжать тысячи раз в секунду. По этой причине эти ячейки памяти с произвольным доступом называются «динамическими», и побочным эффектом является то, что они потребляют больше электроэнергии, чем их статические аналоги..

Чтобы узнать больше о различиях между этими технологиями, см. SRAM и DRAM.

Общие сведения о ячейках SRAM

Статические ячейки памяти с произвольным доступом намного сложнее, потому что они построены с использованием нескольких (обычно шести) транзисторов или полевых МОП-транзисторов и не содержат конденсаторов. Ячейка является «бистабильной» и имеет конструкцию «триггер». Проще говоря, это означает, что ноль, входящий в половину, приводит к выходу единицы; это передается на другую сторону, где входящее приводит к выходу нуля.

Это передается обратно в начало, в результате чего ячейка сохраняет фиксированное значение, пока оно не станет изменено. Это статическое состояние приводит к названию статической оперативной памяти. Но важно отметить, что, как и динамическая память с произвольным доступом, статическая память с произвольным доступом является энергозависимой и теряет все данные при отключении питания.

Относительная сложность статической памяти с произвольным доступом означает, что она предлагает гораздо более низкая плотность хранения, что, в свою очередь, делает его намного более дорогим для хранения байта. Однако сложная конструкция на самом деле намного быстрее, чем динамическая память с произвольным доступом, поэтому SRAM обычно используется только для обеспечения краткосрочного хранения в кэшах (как на кристалле, так и вне процессора). Напротив, DRAM обычно используется для так называемой памяти с произвольным доступом.

Какой объем оперативной памяти лучше всего?

Большинство операционных систем указывают рекомендуемый объем (или минимум) оперативной памяти, необходимой системе для запуска операционной системы. Например, минимальное требование к оперативной памяти для Windows Server 2019 составляет 512 ГБ, а для Windows 10 — 1 ГБ (32-разрядная версия) или 2 ГБ (64-разрядная версия).

Но для запуска нескольких приложений почти наверняка потребуется больше оперативной памяти. Недостаточные ресурсы оперативной памяти замедляют работу системы и в некоторых случаях приводят к сбою программ или невозможности их работы должным образом. На практике в большинстве этих систем будет не менее 8 ГБ установленной памяти с произвольным доступом.

Общее практическое правило в отношении ОЗУ таково: чем больше, тем лучше: система с большим объемом оперативной памяти обычно иметь возможность запускать больше приложений одновременно и работать быстрее, чем аналогичная система с меньшим объемом оперативной памяти.

Но есть несколько ограничений. Наиболее очевидным ограничением является стоимость, и система, которая используется нечасто и удовлетворительно работает, не нуждается в дополнительной памяти с произвольным доступом, хотя может извлечь из этого выгоду. Так что, возможно, не стоит тратить на это дополнительные финансовые ресурсы.

Еще одним ограничением является оборудование самой системы. Это потому, что каждая материнская плата имеет ограничение на объем оперативной памяти, которая может быть установлена ​​на ней.

Но в целом увеличение объема оперативной памяти в системе является одной из самых затратных. эффективные способы повышения производительности.

История RAM, тенденции и будущие разработки

Ранняя технология RAM включала электронно-лучевые трубки (аналогичные тем, которые используются в старых мониторах и телевизоры) и магнитопроводы. Сегодняшняя технология твердотельной памяти была изобретена в конце 1960-х годов.

Недавние разработки включают введение оперативной памяти с двойной скоростью передачи данных (DDR) и последующие поколения этой технологии, включая DDR2, DDR3, и DDR4. Каждая версия DDR быстрее и потребляет меньше энергии, чем предыдущая. Стандарт для DDR5 дорабатывается, и первые продукты DDR5 ожидаются к концу 2019 года.

ОЗУ следующего поколения: Optane

Самое большое изменение, которое есть в Horizon — это новая технология от Intel под названием 3D XPoint, торговая марка Optane.

3D XPoint дешевле, чем DRAM, но несколько медленнее. Таким образом, он предлагает недорогую альтернативу DRAM в системах, требующих огромного объема оперативной памяти, например, в системах с базами данных в памяти. Оснащение таких систем DRAM может быть непомерно дорогим, но 3D XPoint может обеспечить адекватную производительность при гораздо более низких затратах.

Дополнительным преимуществом 3D XPoint является то, что он энергонезависим, что означает, что в случае В случае сбоя системы или отключения электроэнергии система может быть перезапущена гораздо быстрее. Это связано с тем, что данные не нужно считывать обратно в память из более медленного долгосрочного хранилища, а потери данных легче избежать.



Что такое RAM? Базовое определение

(Изображение предоставлено: Tom’s Hardware)

RAM означает оперативную память. Здесь ПК хранит данные до их обработки. RAM DIMM (двухрядный модуль памяти), или, проще говоря, карта RAM, состоит из микросхем памяти, которые ПК может быстро записывать (и перезаписывать). ОЗУ — это форма энергозависимой памяти, а это означает, что она хранит данные только при включенном чипе и стирает все, когда вы выключаете ПК. Объем оперативной памяти измеряется в гигабайтах (ГБ).

Когда люди говорят об оперативной памяти в ПК, они, скорее всего, имеют в виду DDR ​​SDRAM (синхронная память с двойной скоростью передачи данных). Динамическая RAM), которая обычно находится в слотах DIMM на материнской плате . С другой стороны, графические процессоры (также известные как видеокарты или видеокарты) используют GDDR SDRAM (синхронную динамическую оперативную память с удвоенной скоростью передачи данных). Все современные предложения оперативной памяти используют SDRAM, но иногда вы увидите, что люди и розничные продавцы все равно называют ее «DRAM».

Сколько оперативной памяти вам нужно (в том числе для игр)?

Для большинства, включая геймеров и тех, кто занимается основной продуктивностью, достаточно 16 ГБ.. Но если вы многозадачны или опытный пользователь, вам может потребоваться 32 ГБ ОЗУ. Если ваш компьютер когда-либо израсходует всю свою физическую оперативную память, он может использовать часть накопителя в качестве гораздо более медленной «виртуальной памяти».

Чтобы получить более подробное представление о том, сколько оперативной памяти вам нужно , ознакомьтесь с этой статьей: Сколько памяти вам нужно: 8, 16 или 32 ГБ ОЗУ?

Что такое DDR4?

Было четыре поколения DDR объем памяти. DDR4 является самым последним и имеет пропускную способность 32 ГБ/с. Как правило, это самый быстрый тип памяти DDR, доступный в настоящее время, он имеет лучшую производительность и самый большой объем памяти. Поэтому, естественно, в лучших предложениях оперативной памяти используется DDR4. Для большинства современных ПК и лучших материнских плат требуется DDR4, но старые системы могут поддерживать только DDR3 или даже DDR2.

Что такое DDR5?

Гонка за DDR5 в настоящее время началась, и такие поставщики, как Cadence и Micro, планируют производство к концу 2019 года. DDR5 будет предлагать вдвое большую плотность и вдвое большую производительность по сравнению с первым поколением DDR4.

Для получения всех подробностей о DDR5 ознакомьтесь с нашей статьей Что мы знаем о DDR5 на данный момент.

Сравнение памяти DDR SDRAM

Тип памяти Год выпуска Пропускная способность Количество выводов на канал Напряжение (В) Предварительная выборка
DDR 2000 3,2 ГБ/с 184 2,5/2,6 2n
DDR2 2003 8,5 ГБ/с 240 1,8 4n
DDR3 2007 17 ГБ/с 240 1,35/1,5 8n
DDR4 2014 25,6 ГБ/с 380 1,2 8n
DDR5 2019 32 ГБ/с 380 1.1 8/16n

Общие сведения об именах продуктов RAM

При просмотре названий продуктов RAM вы увидите имя поставщика, за которым следует бренд продукта, затем тип RAM и, наконец, четыре -цифровой номер. Это четырехзначное число говорит вам, сколько мегапередач (1000000 передач данных) ОЗУ может выполнить за одну секунду, чем больше, тем лучше. Например, память Super Talent Project X DDR4-3000 16 ГБ может выполнять 3000 мегапередач за одну секунду или 3000 MT/сек.

Что такое SRAM?

Помимо SDRAM, компьютеры используют SRAM (статическую RAM) для встроенного кэша ЦП .

Эта статья является частью Глоссарий Tom’s Hardware .

Дополнительная литература:

  • Лучшая память: быстрая, дешевая и RGB
  • Простой разгон оперативной памяти В несколько кликов: как включить XMP
Темы
Компоненты
Память
RAM
Нет комментариев еще Комментарий с форумов
Оцените статью
logicle.ru
Добавить комментарий