Какое из следующих устройств памяти компьютера является энергозависимым?

Обновлено: 02.07.2024

Ниже приведены различные типы оперативной памяти и технологии хранения, используемые в электронных устройствах. Они делятся на две категории: летучие и нелетучие. Энергонезависимые чипы теряют свое содержимое при отключении мгновенного питания, в то время как энергонезависимая память сохраняет свое содержимое. Хотя все следующие технологии содержат слово «память» в своих названиях, энергонезависимая память на самом деле является микросхемой хранения (см. «Хранилище против памяти»). Чтобы окунуться в прошлое, см. ранние воспоминания.

Следующие воспоминания теряют свое содержимое при отключении питания:

Перезаписываемый — с байтовой адресацией (DRAM и SRAM)
Микросхемы динамического ОЗУ (DRAM) и статического ОЗУ (SRAM) являются «рабочей памятью» на каждом компьютере. DRAM — это основная память компьютера, а SRAM используется для высокоскоростных кэшей и буферов. Оба типа являются «адресуемыми по байтам», что означает, что данные могут быть прочитаны и записаны по одному байту за раз. Их главный недостаток заключается в том, что DRAM и SRAM требуют питания для хранения своего содержимого. См. динамическое ОЗУ, статическое ОЗУ и байтовую адресацию.

Память будущего
Святым Граалем для будущей компьютерной памяти является создание чипа ОЗУ с побайтовой адресацией со скоростью статической ОЗУ, плотностью динамической ОЗУ и энергонезависимостью флэш-памяти. Посмотрите будущие микросхемы памяти.

Следующие технологии хранения сохраняют свое содержимое при отключении питания. Данные должны быть целенаправленно удалены пользователем или приложением.

Перезаписываемая флэш-память — блочная запись — асимметричная
Флэш-память — это наиболее широко используемый чип энергонезависимой памяти как в компьютерах, так и в устройствах бытовой электроники (CE). Хотя чтение представляет собой произвольный доступ к уровню байтов, запись выполняется на уровне блоков, аналогично записи сектора диска. Скорости несимметричны; писать дольше, чем читать. См. флэш-память.

Перезаписываемая — с байтовой адресацией — симметричная
чипы EEPROM и F-RAM, которые присутствуют на рынке уже несколько лет, наряду с более новыми технологиями памяти, предлагают байтовую адресацию DRAM и SRAM, но не теряют своих содержимое при отключении питания. Кроме того, скорости чтения и записи равны или почти одинаковы. См. EEPROM, F-RAM и будущие микросхемы памяти.

Перезаписываемый при удалении (СППЗУ)
Микросхемы СППЗУ изначально записывались во внешнем «программаторе», и их приходилось извлекать из печатной платы и помещать обратно в устройство для перепрограммирования. См. СППЗУ.

Постоянные (ПЗУ и ППЗУ)
Данные и инструкции в микросхемах ПЗУ и ППЗУ никогда не могут быть изменены. ПЗУ производятся, а ППЗУ программируются во внешнем устройстве, таком как СППЗУ. См. ROM и PROM.

Память компьютера — это любое физическое устройство, способное временно хранить информацию, например ОЗУ (оперативная память), или постоянно, например ПЗУ (постоянная память). Устройства памяти используют интегральные схемы и используются операционными системами, программным обеспечением и оборудованием.

Когда информация помещается в память, она записывается. Когда информация извлекается из памяти, она считывается.

Как выглядит память компьютера?

Ниже приведен пример модуля компьютерной памяти DIMM емкостью 512 МБ. Этот модуль памяти подключается к слоту памяти на материнской плате компьютера.

Энергонезависимая и энергонезависимая память

Память может быть энергозависимой или энергонезависимой. Энергонезависимая память теряет свое содержимое при отключении питания компьютера или аппаратного устройства. Оперативная память компьютера является примером энергозависимой памяти. Вот почему, если ваш компьютер зависает или перезагружается во время работы над программой, вы теряете все, что не было сохранено. Энергонезависимая память, иногда сокращенно NVRAM, сохраняет свое содержимое даже при отключении питания. EPROM является примером энергонезависимой памяти.

Компьютеры используют как энергонезависимую, так и энергозависимую память.

Являются ли некоторые типы памяти быстрее других?

Да. Некоторые устройства памяти способны хранить и получать доступ к информации быстрее, чем другие. Например, при покупке оперативной памяти вы можете легко сравнить различные варианты, взглянув на версию DDR (удвоенная скорость передачи данных). Оперативная память DDR4 примерно в два раза быстрее, чем оперативная память DDR3. Для более конкретного показателя рядом с оперативной памятью указано число мегагерц (МГц), указывающее ее точную скорость; чем выше частота МГц, тем выше скорость оперативной памяти.

Несмотря на то, что объем оперативной памяти определяет объем информации, которую ваше устройство может обрабатывать за один раз, скорость хранения информации и доступа к ней также различается в зависимости от устройства памяти.

Что происходит с памятью при выключении компьютера?

Как упоминалось выше, поскольку ОЗУ является энергозависимой памятью, когда компьютер теряет питание, все, что хранится в ОЗУ, теряется.Например, при работе с документом он сохраняется в оперативной памяти. Если данные ранее не были сохранены в энергонезависимой памяти (например, на жестком диске), данные будут потеряны при отключении питания компьютера.

Память — это не дисковое хранилище

Новые пользователи компьютеров часто не понимают, какие части компьютера являются памятью. Хотя и жесткий диск, и ОЗУ являются памятью, более уместно называть ОЗУ «памятью» или «основной памятью», а жесткий диск — «хранилищем» или «дополнительным хранилищем».

Когда кто-то спрашивает, сколько памяти в вашем компьютере, чаще всего это от 1 ГБ до 16 ГБ ОЗУ и несколько сотен гигабайт или даже терабайт на жестком диске. Другими словами, у вас всегда больше места на жестком диске, чем оперативной памяти.

Как используется память?

Когда программа, например ваш интернет-браузер, открыта, она загружается с вашего жесткого диска и помещается в оперативную память. Этот процесс позволяет этой программе взаимодействовать с процессором на более высоких скоростях. Все, что вы сохраняете на свой компьютер, например изображения или видео, отправляется на жесткий диск для хранения.

Почему память важна или необходима для компьютера?

Каждое устройство в компьютере работает с разной скоростью, а память компьютера обеспечивает компьютеру место для быстрого доступа к данным. Если бы процессору приходилось ждать вторичного устройства хранения, например жесткого диска, компьютер работал бы намного медленнее.

Основные различия между компьютерной памятью и хранилищем заключаются в энергозависимости и энергонезависимости, а также между производительностью и емкостью.

Изменчивость и энергонезависимость.Память, например, оперативная память (ОЗУ), является энергозависимой. Эта нестабильность означает, что при отключении питания системы данные теряются. Напротив, хранилище является энергонезависимым, поэтому оно сохраняет данные даже без питания.

Производительность и емкость. В большинстве случаев хранилище работает намного медленнее, чем память. В отличие от хранилища, оперативная память напрямую связана с ЦП широкой и быстрой шиной.

Компьютерная память обеспечивает быстрый доступ к данным, а компьютерная память обеспечивает большую емкость.

Основные типы памяти

Давайте подробнее рассмотрим три основных типа системной памяти компьютера: основную, кэш-память и дополнительную память. Возможно, это сбивает с толку, но «вторичная память» также известна как хранилище.

Основная память

Основная память — это оперативная память или ОЗУ. Микросхемы памяти получают и обрабатывают инструкции процессора для вычислений и команд хранения. Каждый регистр процессора содержит небольшие биты данных и взаимодействует с ЦП для выполнения математических вычислений и выдачи инструкций для операций с данными. (Постоянная память или ПЗУ находится на микросхеме BIOS.)

Первичная память — это энергозависимая память, к которой ЦП обращается напрямую. Это определение включает кэш-память, но термин «первичная память» чаще всего используется для описания модулей памяти DRAM, подключенных к ЦП с помощью быстрой шины. Чипы DRAM хранят данные для вычислений процессора. Оперативная память передает вычисления в виде набора инструкций на подключенные/сетевые носители данных.

Это энергозависимое хранилище, которое зависит от бесперебойного питания, поэтому при отключении питания ЦП память и все данные, хранящиеся в ОЗУ, теряются. При запуске система обращается к ОС и запускает приложения из хранилища, а также повторно заполняет основную память. Хотя DRAM медленнее, чем SRAM кэш-памяти, ее архитектура и прямое подключение к ЦП позволяют передавать данные значительно быстрее, чем вторичная память или хранилище.

Кэш-память

Кэш-память — это высокоскоростной кэш-память для высокоскоростной обработки данных. Кэш-память идентифицирует повторяющиеся инструкции и данные, расположенные в основной памяти, и дублирует их в свою память. Вместо того, чтобы ЦП постоянно обращался к более медленной основной памяти для одних и тех же инструкций и данных, он обращается к более быстрому кэшу.

Кэш-память, которую иногда называют памятью ЦП, обычно выполняется в высокопроизводительных модулях памяти SRAM. ЦП может получить доступ к более быстрой кэш-памяти для выполнения операций, чувствительных к производительности. Кэш-память обычно интегрируется под материнскую плату или на другой чип с шинным соединением с ЦП.

Кэш-память хранит инструкции и данные, к которым ЦП часто обращается во время работы компьютера. Вместо того чтобы обращаться к этой повторяющейся информации из основной памяти, ЦП может быстрее извлекать ее из высокопроизводительной кэш-памяти.

Чтобы достичь такого уровня производительности, когда ЦП обрабатывает данные и инструкции, он сначала просматривает кэш-память, а затем основную память.Кэш-память не является монолитной: многоуровневое кэширование даже более эффективно, поскольку ЦП может расставлять приоритеты для повторяющихся данных и инструкций на уровнях с высокой или низкой производительностью кэша.

Основные типы памяти (также называемые вторичной памятью)

Вторичная память – это компьютерная память, в которой система хранит приложения и данные на энергонезависимом носителе. ЦП не может напрямую читать и записывать данные в хранилище. Он отправляет команду чтения/записи (или загрузки/сохранения), содержащую определенный адрес хранилища, в ОЗУ. Контроллеры хранилища получают команду и выполняют запрос.

Так называемая вторичная память на самом деле является памятью компьютера. Существует множество различных типов носителей, включая жесткие диски, твердотельные накопители, ленты, флэш-накопители и оптические диски. Лента обеспечивает наличие активных архивов и высокодоступных хранилищ в регулируемых отраслях. Но жесткие диски и твердотельные накопители на сегодняшний день являются наиболее распространенными типами хранилищ в центрах обработки данных.

< /p>

Некоторые типы компьютерной памяти спроектированы так, чтобы быть очень быстрыми, а это означает, что центральный процессор (ЦП) может очень быстро получить доступ к хранящимся там данным. Другие типы спроектированы так, чтобы быть очень дешевыми, поэтому в них можно экономично хранить большие объемы данных.

Еще одна особенность компьютерной памяти заключается в том, что некоторые типы памяти являются энергонезависимыми, что означает, что они могут хранить данные в течение длительного времени даже при отсутствии питания. А некоторые типы являются изменчивыми, которые часто работают быстрее, но теряют все хранящиеся в них данные при отключении питания.

Компьютерная система создается с использованием комбинации этих типов компьютерной памяти, и точная конфигурация может быть оптимизирована для обеспечения максимальной скорости обработки данных или минимальной стоимости, или некоторого компромисса между ними.

Оглавление

Какие существуют типы компьютерной памяти?

Несмотря на то, что в компьютере существует много типов памяти, основное различие между основной памятью, часто называемой системной памятью, и вторичной памятью, которую чаще называют хранилищем.

Ключевое различие между первичной и вторичной памятью заключается в скорости доступа.

Основная память включает в себя ПЗУ и ОЗУ и расположена рядом с ЦП на материнской плате компьютера, что позволяет ЦП действительно очень быстро считывать данные из основной памяти. Он используется для хранения данных, которые необходимы ЦП в ближайшее время, чтобы ему не приходилось ждать их доставки.

Вторичная память, напротив, обычно физически расположена в отдельном устройстве хранения, таком как жесткий диск или твердотельный накопитель (SSD), который подключен к компьютерной системе либо напрямую, либо по сети. Стоимость гигабайта вторичной памяти намного ниже, но скорость чтения и записи значительно ниже.

За несколько периодов развития компьютеров было развернуто множество типов компьютерной памяти, каждый из которых имел свои сильные и слабые стороны.

Основные типы памяти: RAM и ROM

Существует два основных типа основной памяти:

Давайте подробно рассмотрим оба типа памяти.

1) ОЗУ Память компьютера

Акроним RAM связан с тем, что к данным, хранящимся в оперативной памяти, можно обращаться, как следует из названия, в любом произвольном порядке. Или, другими словами, к любому случайному биту данных можно получить доступ так же быстро, как и к любому другому биту.

Самое важное, что нужно знать об ОЗУ, это то, что ОЗУ работает очень быстро, в нее можно записывать и читать, она энергозависима (поэтому все данные, хранящиеся в ОЗУ, теряются при отключении питания) и, наконец, , это очень дорого по сравнению со всеми типами вторичной памяти по стоимости за гигабайт. Именно из-за относительно высокой стоимости оперативной памяти по сравнению с дополнительными типами памяти большинство компьютерных систем используют как основную, так и дополнительную память.

Данные, необходимые для предстоящей обработки, перемещаются в ОЗУ, где к ним можно получить доступ и изменить их очень быстро, чтобы ЦП не оставался в ожидании. Когда данные больше не требуются, они перемещаются в более медленную, но более дешевую вторичную память, а освободившееся место в ОЗУ заполняется следующим блоком данных, который будет использоваться.

Типы оперативной памяти

DRAM: DRAM расшифровывается как Dynamic RAM и является наиболее распространенным типом RAM, используемым в компьютерах. Самый старый тип известен как DRAM с одинарной скоростью передачи данных (SDR), но новые компьютеры используют более быструю DRAM с двойной скоростью передачи данных (DDR). DDR поставляется в нескольких версиях, включая DDR2, DDR3 и DDR4, которые обеспечивают лучшую производительность и более энергоэффективны, чем DDR.Однако разные версии несовместимы, поэтому невозможно смешивать DDR2 с DDR3 DRAM в компьютерной системе. DRAM состоит из транзистора и конденсатора в каждой ячейке.

SRAM: SRAM означает статическое ОЗУ. Это особый тип ОЗУ, который работает быстрее, чем DRAM, но дороже и объемнее, поскольку в каждой ячейке имеется шесть транзисторов. По этим причинам SRAM обычно используется только в качестве кэша данных внутри самого ЦП или в качестве ОЗУ в серверных системах очень высокого класса. Небольшой кэш SRAM для наиболее необходимых данных может привести к значительному повышению скорости работы системы.

Ключевое различие между DRAM и SRAM заключается в том, что SRAM быстрее, чем DRAM, возможно, в два-три раза быстрее, но дороже и громоздче. SRAM обычно доступен в мегабайтах, а DRAM приобретается в гигабайтах.

DRAM потребляет больше энергии, чем SRAM, поскольку ее необходимо постоянно обновлять для поддержания целостности данных, тогда как SRAM, хотя и энергозависимая, не требует постоянного обновления при включении.

2) ROM Память компьютера

ROM означает постоянную память, и это название связано с тем фактом, что, хотя данные могут быть прочитаны из компьютерной памяти этого типа, данные обычно не могут быть записаны в нее. Это очень быстрый тип компьютерной памяти, который обычно устанавливается рядом с процессором на материнской плате.

ПЗУ — это тип энергонезависимой памяти, что означает, что данные, хранящиеся в ПЗУ, сохраняются в памяти, даже когда на нее не подается питание, например, когда компьютер выключен. В этом смысле она похожа на вторичную память, которая используется для долговременного хранения.

Когда компьютер включен, ЦП может начать считывать информацию, хранящуюся в ПЗУ, без необходимости в драйверах или другом сложном программном обеспечении, помогающем ему взаимодействовать. ПЗУ обычно содержит «загрузочный код», который представляет собой базовый набор инструкций, которые компьютер должен выполнить, чтобы узнать об операционной системе, хранящейся во вторичной памяти, и загрузить части операционной системы в первичную память, чтобы он мог запуститься. и будьте готовы к использованию.

ПЗУ также используется в более простых электронных устройствах для хранения прошивки, которая запускается сразу после включения устройства.

Типы ПЗУ

ПЗУ доступно в нескольких различных типах, включая PROM, EPROM и EEPROM.

PROM PROM расшифровывается как Programmable Read-Only Memory и отличается от настоящего ROM тем, что в то время как ROM программируется (т.е. в него записываются данные) в процессе производства, PROM изготавливается в пустом состоянии, а затем запрограммированы позже с помощью программатора PROM или записи.

EPROM EPROM расшифровывается как Erasable Programmable Read-Only Memory, и, как следует из названия, данные, хранящиеся в EPROM, можно стереть, а EPROM перепрограммировать. Для стирания EPROM необходимо извлечь его из компьютера и подвергнуть воздействию ультрафиолетового света перед повторной записью.

EEPROM EEPROM расшифровывается как электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство, и различие между EPROM и EEPROM заключается в том, что последнее может быть стерто и записано компьютерной системой, в которой оно установлено. В этом смысле EEPROM строго не читается. Только. Однако во многих случаях процесс записи идет медленно, поэтому обычно это делается только для периодического обновления программного кода, такого как микропрограмма или код BIOS.

Как ни странно, флэш-память NAND (например, в USB-накопителях и твердотельных накопителях) является типом EEPROM, но флэш-память NAND считается вторичной памятью.

Вторичные типы памяти

Вторичная память включает множество различных носителей данных, которые можно напрямую подключить к компьютерной системе. К ним относятся:

Вторичная память также включает:

включая флэш-массивы 3D NAND, подключенные к сети хранения данных (SAN)

Устройства хранения, которые могут быть подключены через обычную сеть (известную как сетевое хранилище или NAS).

Возможно, облачное хранилище также можно назвать вторичной памятью.

Различия между ОЗУ и ПЗУ

ПЗУ:

Энергонезависимая

Быстро читать

Обычно используется в небольших количествах.

Невозможно быстро записать

Используется для хранения инструкций по загрузке или прошивки.

Относительно высокая стоимость хранения одного мегабайта по сравнению с оперативной памятью.

ОЗУ:

Нестабильный

Быстро читать и писать

Используется в качестве системной памяти для хранения данных (включая программный код), которые ЦП должен немедленно обработать

Относительно дешевое значение в пересчете на мегабайт по сравнению с ПЗУ, но относительно дорогое по сравнению со вторичной памятью.

Какая технология находится между первичной и вторичной памятью?

За последний год или около того был разработан новый носитель памяти под названием 3D XPoint, характеристики которого находятся между первичной и вторичной памятью.

3D XPoint дороже, но быстрее, чем дополнительная память, и дешевле, но медленнее, чем оперативная память. Это также тип энергонезависимой памяти.

Эти характеристики означают, что ее можно использовать в качестве альтернативы ОЗУ в системах, которым требуется огромный объем системной памяти, создание которой с использованием ОЗУ было бы слишком дорого (например, в системах с базами данных в оперативной памяти). Компромисс заключается в том, что такие системы не получают полного прироста производительности за счет использования оперативной памяти.

Поскольку 3D XPoint является энергонезависимым, системы, использующие 3D XPoint в качестве системной памяти, могут быть запущены и снова запущены после сбоя питания или другого прерывания очень быстро, без необходимости считывания всех данных обратно в системную память из вторичная память.

Читайте также: