Что такое оперативная память. Оперативное запоминающее устройство (озу) Даны устройства оперативная память

Несмотря на развитие технологий и тотальную их популяризацию многие все равно задают вопрос: «Оперативная память что это такое?»

Наверняка большинство из вас слышало о том, что существует некая и какая-то постоянная.

Но толком объяснить, что это такое и зачем она нужна, могут лишь единицы. Конечно, в интернете есть множество статей по этому поводу, но внятного ответа не найти.

Чаще всего мы сталкиваемся с понятием «оперативная память» при выборе компьютера. И единственное,чем мы руководствуемся в этом деле, это правило «чем больше, тем лучше».

На самом же деле это правильно лишь отчасти. Далеко не всегда нужно покупать компьютер с большим количеством памяти. Но обо всем по порядку.

Содержание:

Теоретическая страничка

Если взять все определения, которые есть в интернете, то можно вывести следующее:

Оперативная память – это та память, в которой хранятся временные, промежуточные данные.

Ее также называют оперативкой, (оперативное запоминающее устройство) или RAM (Random Access Memory или память с произвольным доступом), ОП (аббревиатура).

Мы будем использовать все эти понятия. На первый взгляд, вышеуказанное определение кажется несколько сложным, но сейчас мы во всем разберемся.

Как известно, в компьютере есть два вида памяти – оперативная и постоянная.

Так вот, разницу между ними можно проиллюстрировать на одном простом примере.

Этот текст изначально набирался в документе . Когда он печатался, он еще не был сохранен на компьютере, то есть ни одного байта постоянной памяти (на жестком диске) он не занимал.

А где же тогда он находился? Как раз в оперативке.

Когда мы сохранили его на компьютер, он уже начал занимать место в постоянной памяти. Она, кстати, называется ROM (Read Only Memory).

Точно так же происходит при работе с любой другой программой. Пока вы не сохранили данные, они должны где-то храниться, но реального места на диске они занимать не могут (ведь вы их не сохранили).

Так вот, хранятся они именно в ОП.

То есть оперативка – это некий буфер, который хранит данные до тех пор, пока их не сохраняет в постоянную память.

Если взять более привычную для нас житейскую ситуацию, то все вышеописанное можно проиллюстрировать на другом примере.

Допустим, вы купили помидоры, сладкий перец, петрушку, чеснок и огурцы, чтобы сделать салат.

Вы кладете их на доску, чтобы нарезать. На данный момент они еще не в салате, но уже и не в магазине, они на доске. В этом примере разделочная доска как раз и представляет собой ОЗУ (оперативная).

Здесь происходит небольшая обработка, а затем овощи помещаются в какую-то посудину, которая представляет собой ROM (постоянная память).

Рис. 2. Два вида памяти компьютера на примере салата

Собственно, в этом и состоит отличие. Если вы перезагружаете компьютер или же выключаете его и данные при этом не сохраняете, они пропадут.

Но если вы сохраните их (к примеру, в для этого нужно нажать кнопку «Файл» , затем «Сохранить» ), они будут помещены в постоянку.

Все ясно?

Если нет, пишите об этом в комментариях.

Понятно, что чем больше ОЗУ, тем лучше, ведь тогда одновременно можно будет обрабатывать больше информации.

Если взять вышеприведенный пример с овощами и салатом, то понятно, что чем больше будет разделочная доска, тем большее количество помидоров, огурцов и других продуктов поместится на ней.

Есть одно НО - если посудина для салата у вас очень маленькая и вы живете один, то нет смысла покупать очень большую доску.

Столь объемные салаты вы просто не будете готовить, а если и будете, они будут стоять в холодильнике и пропадать.

Таким же образом нет абсолютно никакого смысла выбирать компьютер с большим количеством ОЗУ, если вы не планируете выполнять на нем какие-то сложные задачи и объем постоянной памяти у вас не очень большой.

Вот мы и подошли к теме выбора ОП.

Из всего, о чем мы говорили в этом разделе, можно было сделать такие выводы:

Оперативная память или ОЗУ, RAM, ОП – это некий промежуточный этап между постоянной памятью и пользователем.
Оперативка содержит в себе данные до тех пор, пока они не будут помещены в постоянку.
Когда пользователь вводит какие-то данные, они хранятся именно в RAM, а после сохранения уже помещаются в ROM.
Если не сохранить информацию, которая на данный момент обрабатывается оперативкой, она пропадет.

Как выбрать объем оперативной памяти

Чтобы сделать выбор объема ОЗУ, необходимо руководствоваться одним лишь критерием, а конкретно, задачами, которые вы будете выполнять на компьютере. Это выглядит следующим образом:

если вам нужно только работать с текстовыми документами, подойдет 1 Гб ОП (этого вполне хватит для нормальной работы Word и всего офисного пакета от );
а если вам нужно обрабатывать графику или играть в , нужно покупать максимальный объем RAM – на данный момент это может быть 16 Гб или даже больше;
если вам нужно что-то среднее, то на сегодняшний день 8 Гб – оптимальный показатель (этого хватит для нормальной работы игр, пусть не на максималках, и выполнения всех остальных задач).

Совет: Возьмите программы, которые вы планируете использовать на компьютере и посмотрите системные требования к ним. Там, наверняка, будет указан требуемый объем оперативной памяти. Опирайтесь на этот показатель при выборе.

Рис. 3. Компьютеры в магазине

Это касается случаев, когда вы выбираете цельный компьютер, а не оперативную память отдельно. О второй ситуации мы поговорим немного позже.

А перед этим рассмотрим вопрос о том, как же узнать, сколько сейчас ОП на вашем компьютере.

Как узнать имеющийся объем ОЗУ

Прежде чем привести способы, которые позволяют выполнить поставленную задачу, необходимо прояснить несколько моментов.

Начнем с того, что оперативная памяти (физически) представляет собой небольшую прямоугольную плату, которая вставляется в соответствующий разъем материнской платы.

Рис. 4. Модуль ОП и разъем материнской платы для него

Так вот, самый надежный способ, как узнать объем RAM, как раз и заключается в том, чтобы просто посмотреть на этот самый модуль и найти там какую-то цифру рядом со словом «GB», то есть Гигабайт.

Вот как это может выглядеть.

Рис. 5. Объем оперативной памяти, указанный на модуле

Кроме этого, узнать, сколько ОП реально установлено в компьютере, можно с помощью специальных программ и , а конкретно:

1. Через свойства системы. Для этого нужно зайти в «Компьютер» , нажать вверху на «Свойства системы» и посмотреть, сколько Гб указано возле надписи «Установленная память…» .

Рис. 6. Просмотр ОЗУ через свойства системы

2. Через диспетчер задач. Запустить его можно двумя способами: при помощи ввода в строку поиска меню «Пуск» соответствующего запроса и при помощи одновременного нажатия кнопок «Ctrl» , «Alt» и «Delete» . В запущенном диспетчере нужно будет перейти на вкладку «Быстродействие» и обратить внимание на раздел «Физическая память» . Этот способ хорош тем, что можно посмотреть еще и то, сколько Гб (или Мб) используется на данный момент (это тот же раздел и раздел «Память» ).

Рис. 7. Просмотр ОЗУ через диспетчер задач

3. Через программу . Сначала ее нужно сказать ( на страницу загрузки с нашего сайта), затем запустить, перейти на вкладку «Memory» и обратить внимание на то, что указано рядом с надписью «Size» . Это и есть реальный объем RAM.

Рис. 8. Просмотр ОЗУ через программу CPU-Z

Вообще, программ, подобных , существует огромное множество. Очень хорошо работает, к примеру, AIDA64. Выбирайте ту, которая вам больше нравится.

Во-вторых, кроме объема у ОЗУ есть множество других характеристик, таких как частоты, тип и другое. Если вы выбираете ОП не вместе с компьютером, а отдельно, необходимо обращать внимание и на них.

Вот мы и подошли к вопросу увеличения оперативной памяти.

Впрочем, если вы решили не покупать готовый компьютер целиком, а собрать его из отдельных деталей, то приведенные далее советы и критерии будут для вас также актуальными.

Можно ли увеличить оперативную память

Ответ на этот вопрос крайне простой – конечно, можно! Нужно просто купить другой модуль ОП и установить его на материнскую плату. Нужно только знать, как же выбрать этот самый модуль.

В этом случае играют роль не только задачи, которые вы будете выполнять, но и характеристики материнской платы и модуля памяти. Речь идет вот о чем:

1. Сначала нужно узнать, какие модули поддерживает ваша . Здесь роль играет тип памяти (а они бывают DDR-1, DDR-2, DDR-3 и DDR-4, причем с разными маркировками).

Легче всего выполнить поставленную задачу с помощью вышеупомянутой программы . Процесс ее использования выглядит следующим образом:

сначала программу нужно загрузить ( на официальный сайт), установить и запустить;
на главном экране следует нажать «Системная плата» ;

Рис. 9. Главный экран AIDA64

после этого необходимо выбрать пункт «Чипсет» ;

Рис. 10. Раздел «Системная плата» в AIDA64

вверху останется нажать на «Серверный мост…» и обратить внимание на строки «Поддерживаемые типы памяти» и «Максимальный объем памяти» .

Рис. 11. Характеристики поддерживаемой памяти компьютера в AIDA64

Обязательно запомните поддерживаемые типы модулей и при выборе нового помните, что тип должен соответствовать.

2. Обратите внимание на форм-фактор. Если сказать просто, здесь подразумевается внешний вид и размер самой платы. Разновидностей не так много, всего две – DIMM для ПК и SO-DIMM для ноутбуков.

Первое больше, второе меньше. Смотрите, чтобы не получилось так, что приобретенный вами модуль будет подходить для ноутбука, а у вас ПК.

Рис. 12. Разновидности форм-фактором модулей ОЗУ

3. Обязательно обращайте внимание на частоту. Это одна из главных характеристик модулей , которая напрямую влияет на ее быстродействие.

Здесь ситуация та же, что и с первым критерием настоящего списка. Если материнская плата не поддерживает ту или иную частоту, нет смысла покупать память с такой частотой.

4. Она, конечно, будет работать, но не на максимуме. К примеру, если материнка поддерживает только 1600 МГц, а вы купите ОЗУ на 1800 МГц, то будет работать только 1600, а 200 окажутся ненужными.

Чтобы узнать, сколько МГц поддерживает материнская плата, нужно выполнить те же действия, которые показаны на рисунках 9-11.

В строке «Поддерживаемые типы…» рядом с типом указаны какие-то цифры (к примеру, DDR3-1066). Это и есть объем частоты.

Эти три характеристики являются основными. А также можно обратить внимание на тайминги, режимы работы и производителя.

Но все это не так принципиально. Если вы купите новый модуль оперативной памяти по вышеуказанным критериям, вы сможете вмиг увеличить ее объем на своем компьютере.

Если остались вопросы, пишите о них в комментариях. Мы будем рады ответить!

Есть еще один способ увеличения объема оперативной памяти – это ее разгон. Процедура эта довольно сложная, но интересная. На видео ниже наглядно показано, как она выполняется.

Как разогнать оперативную память?

Продолжаем тему железа и в этом ролике речь пойдёт о частоте оперативной памяти и о разгоне оперативной памяти

Оперативная память, наряду с памятью накопительной (жесткий диск), являются накопительными устройствами, и необходимы для хранения данных. Для чего нужна оперативная память? Если жесткий диск используется для постоянного хранения файлов: музыки, фильмов, изображений, то оперативная память нужна для временного хранения данных, которые используются при работе компьютера процессором. После выключение компьютера, все содержимое оперативной памяти удаляется. ОЗУ – оперативно запоминающее устройство, так еще обозначают данный вид памяти.

Виды оперативной памяти

Основными характеристиками, которыми должна обладать оперативная память – это скорость и быстрота доступа к содержащимся в ней данным. Различают два вида памяти: SRAM и DRAM.

DRAM –динамический вид оперативной памяти. Главное преимущество доступность и экономичность. Преимущественно установлена на большинстве персональных компьютеров и ноутбуков.

SRAM – статический вид оперативной памяти. Благодаря особой реализации модуля, обладает повышенной скоростью в работе, позволяя оперировать большим объемом данных. К недостаткам относят дороговизну производства.

Организация работы

Каким образом организована работа, и для чего служит оперативная память? ОЗУ представляет собой отдельный модуль, который интегрируется в материнскую плату, путем размещения в специальном слоте. Обладает набором регистров, в которых размещены данные и команды, адресуемые центральному процессору. Взаимообмен происходит через регистры нулевого уровня или через кэш.

Что делает оперативная память? По сути, она содержит данные и команды, обрабатываемые в текущий момент времени, а также хранит переменные текущего сеанса ОС. Оперативная система использует память в своей работе, что позволяет ее реализовать все свои функциональные возможности. При переходе компьютера в спящий режим, хранит в себе текущий сеанс.

Размер модуля оперативной памяти

От объема оперативной памяти напрямую зависит скорость работы компьютера. Чем больший объем модуля ОЗУ, тем скорее функционируют программы: игры не тормозят, видео обрабатывается быстрее, появляется возможность использования большего количества программ одновременно. Существующие размеры модулей оперативной памяти:

128 MB
256 MB
512 MB

На данный момент развития компьютерной техники и программного обеспечения оптимальным установленным размером ОЗУ будет от 1 до 2 гигабайт оперативной памяти.

Вот мы и разобрались, зачем нужна оперативная память. Осталось лишь привести список наиболее популярных обозначений на компьютерном жаргоне, что бы быть в курсе. ОЗУ компьютерщики также часто называют такими словами, как: оперативка, память, мозги.

Обмен данными между процессором и оперативной памятью производится:

непосредственно,
либо через сверхбыструю память, 0-го уровня - регистры в АЛУ , либо при наличии кэша - через него.

Энергосберегающие режимы работы материнской платы компьютера позволяют переводить его в режим «сна», что значительно сокращает уровень потребления компьютером электроэнергии. Для сохранения содержимого ОЗУ в таком случае , применяют запись содержимого оперативной памяти в специальный файл (в системе Windows XP он называется hiberfil.sys).

В общем случае, оперативная память содержит данные операционной системы и запущенных на выполнение программ, поэтому от объёма оперативной памяти зависит количество задач, которые одновременно может выполнять компьютер.

Оперативное запоминающее устройство , ОЗУ - техническое устройство , реализующее функции оперативной памяти.

ОЗУ может изготавливаться как отдельный блок или входить в конструкцию, например однокристальной ЭВМ или микроконтроллера .

История

Начиная с третьего поколения большинство узлов компьютеров стали выполнять на микросхемах , в том числе и оперативную память. Наибольшее распространение получили два вида ОЗУ: на основе конденсаторов (динамическая память) и триггеров (статическая память). Оба этих вида памяти не способны сохранять данные при отключении питания - для этой цели используется Энергонезависимая память .

ОЗУ современных компьютеров

ОЗУ большинства современных компьютеров представляет собой модули динамической памяти, содержащие полупроводниковые ИС ЗУ, организованные по принципу устройств с произвольным доступом . Память динамического типа дешевле, чем статического, и её плотность выше, что позволяет на том же пространстве кремниевой подложки размещать больше ячеек памяти, но при этом её быстродействие ниже. Статическая, наоборот, более быстрая память, но она и дороже. В связи с этим массовую оперативную память строят на модулях динамической памяти, а память статического типа используется для построения кеш-памяти внутри микропроцессора.

Память динамического типа (англ. DRAM (Dynamic Random Access Memory) )

Экономичный вид памяти. Для хранения разряда (бита или трита) используется схема, состоящая из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариациях конденсаторов два). Такой вид памяти решает, во-первых, проблему дороговизны (один конденсатор и один транзистор дешевле нескольких транзисторов) и во-вторых, компактности (там, где в SRAM размещается один триггер, то есть один бит, можно уместить восемь конденсаторов и транзисторов). Есть и свои минусы. Во-первых, память на основе конденсаторов работает медленнее, поскольку если в SRAM изменение напряжения на входе триггера сразу же приводит к изменению его состояния, то для того чтобы установить в единицу один разряд (один бит) памяти на основе конденсатора, этот конденсатор нужно зарядить, а для того чтобы разряд установить в ноль, соответственно, разрядить. А это гораздо более длительные операции (в 10 и более раз), чем переключение триггера, даже если конденсатор имеет весьма небольшие размеры. Второй существенный минус - конденсаторы склонны к «стеканию» заряда; проще говоря, со временем конденсаторы разряжаются. Причём разряжаются они тем быстрее, чем меньше их ёмкость.

За то, что разряды в ней хранятся не статически, а «стекают» динамически во времени, память на конденсаторах получила своё название динамическая память. В связи с этим обстоятельством, дабы не потерять содержимое памяти, заряд конденсаторов для восстановления необходимо «регенерировать» через определённый интервал времени. Регенерация выполняется центральным микропроцессором или контроллером памяти, за определённое количество тактов считывания при адресации по строкам. Так как для регенерации памяти периодически приостанавливаются все операции с памятью, это значительно снижает производительность данного вида ОЗУ.

Память статического типа (англ. SRAM (Static Random Access Memory) )

ОЗУ, которое не надо регенерировать (и обычно схемотехнически собранное на триггерах), называется статической памятью с произвольным доступом или просто статической памятью . Достоинство этого вида памяти - скорость. Поскольку триггеры собраны на вентилях , а время задержки вентиля очень мало, то и переключение состояния триггера происходит очень быстро. Данный вид памяти не лишён недостатков. Во-первых, группа транзисторов , входящих в состав триггера, обходится дороже, даже если они вытравляются миллионами на одной кремниевой подложке . Кроме того, группа транзисторов занимает гораздо больше места, поскольку между транзисторами, которые образуют триггер, должны быть вытравлены линии связи. Используется для организации сверхбыстрого ОЗУ , критичного к скорости работы.

Логическая структура памяти в IBM PC

В реальном режиме память делится на следующие участки:

Основная область памяти (англ. conventional memory ).

См. также

Советские микросхемы для построения запоминающих устройств

Литература

Скотт Мюллер. Глава 6. Оперативная память // Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. - 17-е изд. - М .: Вильямс, 2007. - С. 499-572. - ISBN 0-7897-3404-4
Под. ред. чл.-корр. АН УССР Б. Н. Малиновского. Глава 2.3 БИС ЗУ для построения внутренней памяти // Справочник по персональным ЭВМ. - К. : Тэхника, 1990. - С. 384. - ISBN 5-335-00168-2

Сейчас мы попробуем выяснить, что же такое ОЗУ (оперативная память), а также рассмотрим основные виды современной, и не очень, оперативной памяти компьютера.

Оперативная память (RAM) - часть компьютерной системы, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им различных операций. Передача данных в оперативную память процессором производится непосредственно, либо через сверхбыструю память . Если говорить проще – это элементы «начинки» системного блока, которые служат для хранения запущенных пользователем программ , и для предоставления процессору быстрого доступа к ним. Теперь перейдём непосредственно к типам памяти. Оперативную память ПК, можно поделить на два типа: SRAM (статического типа) и DRAM (динамического типа). Далее подробнее о каждом из них:

(Dynamic Random Access Memory) – динамический тип памяти, вот это и есть те самые прямоугольные планки оперативной памяти, которые мы вставляем в слоты на материнской плате. Для хранения разряда бита или трита используется схема, состоящая из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариациях конденсаторов два) такой вид памяти решает, во-первых, проблему дороговизны (один конденсатор и один транзистор дешевле нескольких транзисторов) и, во-вторых, компактности (там, где в SRAM размещается один триггер, то есть один бит, можно уместить восемь конденсаторов и транзисторов), такой тип памяти имеет ряд недостатков:

такая память работает медленнее, чем память типа SRAM, а значит увеличивается и время доступа к информации которая в ней содержится;
второй минус заключается в разрядке конденсаторов, из которых состоит DRAM: дабы не потерять содержимое памяти, заряд конденсаторов необходимо «регенерировать» через определённый интервал времени. Регенерация выполняется центральным микропроцессором или контроллером памяти. Так как для регенерации памяти периодически приостанавливаются все операции с памятью, значительно снижается производительность данного вида ОЗУ.

SRAM (Static Random Access Memory) – статический тип памяти, который обычно основан на триггерах, этот тип ОЗУ не нуждается в регенерации и достоинство этого вида памяти - скорость. Поскольку триггеры собраны на вентилях, а время задержки вентиля очень мало, то и переключение состояния триггера происходит очень быстро, а вот недостаток этого типа памяти – дороговизна. Также группа транзисторов входящая в триггер занимает гораздо больше места, чем конденсаторы, соответственно объемы такой памяти ограничены. Данный тип памяти используется для организации сверхбыстрой памяти (кэш памяти ), кэш в свою очередь используется в процессорах, жёстких дисках , и в других устройствах.

Важнейшей характеристикой, от которой зависит производительность памяти, является ее пропускная способность. Современная память имеет шину шириной 64 бита (или 8 байт), поэтому пропускная способность памяти типа DDR800, составляет 800 МГц х 8 Байт = 6400 Мбайт в секунду. Отсюда, следует и другое обозначение памяти такого типа – PC6400. В последнее время часто используется двухканальное и трёхканальное подключение памяти, при котором ее пропускная способность соответственно удваивается и утраивается. Таким образом, в случае с двумя модулями DDR800 мы получим максимально возможную скорость обмена данных 6.4 Гбайт/с и 12,8 Гбайт/c, но это всего лишь в теории, на практике же, дела обстоят иначе и прирост от таких режимов совсем незначителен.

Теперь поговорим подробнее о типах динамической оперативной памяти:

DDR - используется в очень старых системах и из-за своей древности имеет ряд недостатков в структуре модулей, и имеет низкую скорость передачи данных.

DDR2 – этот тип памяти понемногу теряет актуальность в наши дни, но ещё используется множеством компьютеров. Скорость передачи данных у DDR2 на порядок выше, чем у DDR(самая медленная модель DDR2, по своей скорости равна самой быстрой модели DDR).

DDR3 - наиболее распространенный вид памяти на сегодняшний день. Если учитывать скорость передачи данных, то она опять же выше, чем у памяти предыдущего поколения (Самая медленная модель DDR3 по скорости передачи данных равна самой быстрой модели DDR2).

DDR4 - новый тип оперативной памяти, отличающийся от предыдущих поколений более высокими частотными характеристиками и низким напряжением. Будет поддерживать частоты от 2133 до 4266 МГц.

	DDR	DDR2	DDR3
скорость	100-400	400-800	800-1600
Электр. напряжение	2.5v +/- 0.1V	1.8V +/- 0.1V	1.5V +/- 0.075V
Внутр. блоки
Termination	ограничено	ограничено	все DQ сигналы
Топология	TSOP	TSOP or Fly-by	Fly-by
Управление		OCD калибровка	Самокалибровка с ZQ
Термо сенсор	Нет	Нет	Да (необязательный)

Таблица 1: Технические характеристики оперативной памяти по стандартам JEDEC

На максимальную производительность памяти также влияют такие важные параметры как "тайминги памяти".

Тайминг - это задержка между отдельными операциями, производимыми контроллером при обращении к памяти. Если рассмотреть состав памяти, получим: всё её пространство представлено в виде ячеек (прямоугольников), которые состоят из определённого количества строк и столбцов. Один такой "прямоугольник" называется страницей, а совокупность страниц называется банком. Для обращения к ячейке, контроллер задаёт номер банка, номер страницы в нём, номер строки и номер столбца, на все запросы тратится время, помимо этого довольно большая затрата уходит на открытие и закрытие банка после самой операции чтения/записи. На каждое действие требуется время, оно и называется таймингом.

З наете ли вы, что такое оперативная память? Конечно, знаете. Это такое устройство, от которого зависит скорость работы компьютера. В общем, так оно и есть, только выглядит такое определение немного дилетантски. Но что в действительности представляет собой оперативная память? Как она устроена, как работает и чем один вид памяти отличается от другого?

Она же RAM (англ.) - это энергозависимая часть компьютерной памяти, предназначенной для хранения временных данных, обрабатываемых процессором. Хранятся эти данные в виде бинарной последовательности, то есть набора нулей и единиц. Энергозависимой же она называется потому, что для её работы необходимо постоянное подключение к источнику электрического тока. Стоит только отключить её от питания, как вся хранящаяся в ней информация будет утеряна.

Но если ОЗУ это одна часть компьютерной памяти, тогда что представляет собой её другая часть? Носителем этой части памяти является жесткий диск. В отличие от ОЗУ, он может хранить информацию, не будучи подключён к источнику питания. Жесткие диски, флешки и CD-диски - все эти устройства именуются ПЗУ, что расшифровывается как постоянное запоминающее устройство. Как и ОЗУ, ПЗУ хранят данные в виде нулей и единиц.

Для чего нужна ОЗУ

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

Физическое устройство оперативной памяти таково, что чтение/запись в ней производится намного быстрее . Если бы вместо ОЗУ у вас было ПЗУ, компьютер бы работал очень медленно.

Физическое устройство ОЗУ

Физически ОЗУ представляет съёмную плату (модуль) с располагающимися на ней микросхемами памяти. В основе микросхемы лежит конденсатор - устройство, известное уже больше сотни лет.

Каждая микросхема содержит множество конденсаторов связанных в единую ячеистую структуру - матрицу или иначе ядро памяти. Также микросхема содержит выходной буфер - особый элемент, в который попадает информация перед тем, как быть переданной на шину памяти. Из уроков физики мы знаем, что конденсатор способен принимать только два устойчивых состояния: либо он заряжен, либо разряжен. Конденсаторы в ОЗУ играют ту же роль, что и магнитная поверхность жёсткого диска, то есть удержание в себе электрического заряда, соответствующего информационному биту. Наличие заряда в ячейке соответствует единице, а отсутствие - нулю.

Как в ОЗУ записывается и читается информация

Понять, как в ОЗУ происходит запись и считывание данных будет проще, если представить её в виде обычной таблицы. Чтобы считать данные из ячейки, на горизонтальную строку выдаётся сигнал выбора адреса строки (RAS) . После того как он подготовит все конденсаторы выбранной строки к чтению, по вертикальной колонке подаётся сигнал выбора адреса столбца (CAS) , что позволяет считать данные с конкретной ячейки матрицы.

Характеристика, определяющая количество информации, которое может быть записано или прочитано за одну операцию чтения/записи, именуется разрядностью микросхемы или по-другому шириной шины данных. Как нам уже известно, перед тем как быть переданной на шину микросхемы, а затем в центральный процессор, информация сначала попадает в выходной буфер. С ядром он связывается внутренним каналом с пропускной способностью равной ширине шины данных. Другой важной характеристикой ОЗУ является частота шины памяти. Что это такое? Это периодичность, с которой происходит считывание информации, а она совсем не обязательно должна совпадать с частотой подающегося на матрицу памяти сигнала, что мы и увидим на примере памяти DDR.

В современных компьютерах используется так называемая синхронная динамическая оперативная память - SDRAM . Для передачи данных в ней используется особый синхросигнал. При его подаче на микросхему происходит синхронное считывание информации и передача её в выходной буфер.

Представим, что у нас есть микросхема памяти с шириной шины данных 8 бит , на которую с частотой 100 МГц подаётся синхросигнал. В результате за одну транзакцию в выходной буфер по 8-битовому каналу попадает ровно 8 бит или 1 байт информации. Точно такой же синхросигнал приходит на выходной буфер, но на этот раз информация попадает на шину микросхемы памяти. Умножив частоту синхросигнала на ширину шины данных, мы получим ещё один важный параметр - пропускную способность памяти .

8 бит * 100 МГц = 100 Мб/с

Память DDR

Это был простейший пример работы SDR - памяти с однократной скоростью передачи данных. Этот тип памяти сейчас практически не используется, сегодня его место занимает DDR - память с удвоенной скоростью передачи данных. Разница между SDR и DDR заключается в том, что данные с выходного буфера такой ОЗУ читаются не только при поступлении синхросигнала, но и при его исчезновении. Также при подаче синхросигнала в выходной буфер с ядра памяти информация попадает не по одному каналу, а по двум, причём ширина шины данных и сама частота синхросигнала остаются прежними.

Для памяти DDR принято различать два типа частоты. Частота, с которой на модуль памяти подаётся синхросигнал, именуется базовой, а частота, с которой с выходного буфера считывается информация - эффективной. Рассчитывается она по следующей формуле:

эффективная частота = 2 * базовая частота

В нашем примере с микросхемой 8 бит и частотой 100 МГц это будет выглядеть следующим образом.

8 бит * (2 * 100 МГц) = 200 Мб/с

Чем отличаются DDR от DDR2, DDR3 и DDR4

Количеством связывающих ядро с выходным буфером каналов, эффективной частотой, а значит и пропускной способностью памяти. Что касается ширины шины данных (разрядности) , то в большинстве современных модулей памяти она составляет 8 байт (64 бит) . Допустим, что у нас есть модуль памяти стандарта DDR2-800 . Как рассчитать его пропускную способность? Очень просто. Что такое 800 ? Это эффективная частота памяти в мегагерцах. Умножаем её на 8 байт и получаем 6400 Мб/с .

Возможно, будет полезно почитать: