Какой способ обмена данными используется в современных компьютерах при работе с внешней памятью

Обновлено: 21.11.2024

Память компьютера обычно подразделяется на внутреннюю или внешнюю память.

Внутренняя память, также называемая "основной или первичной памятью", относится к памяти, в которой хранятся небольшие объемы данных, к которым можно быстро получить доступ во время работы компьютера.

Внешняя память, также называемая «вторичной памятью», относится к устройству хранения, которое может сохранять или сохранять данные на постоянной основе. Это могут быть встроенные или съемные запоминающие устройства. Примеры включают жесткие диски или твердотельные накопители, флэш-накопители USB и компакт-диски.

Какие существуют типы внутренней памяти?

В основном существует два вида внутренней памяти: ПЗУ и ОЗУ.

ROM означает постоянную память. Он энергонезависимый, что означает, что он может сохранять данные даже без питания. Он используется в основном для запуска или загрузки компьютера.

После загрузки операционной системы компьютер использует ОЗУ , что означает оперативную память, в которой временно хранятся данные, пока центральный процессор (ЦП) выполняет другие задачи. Чем больше оперативной памяти на компьютере, тем меньше процессору приходится считывать данные из внешней или вторичной памяти (устройства хранения), что позволяет компьютеру работать быстрее. Оперативная память быстрая, но энергозависимая, что означает, что она не сохранит данные, если нет питания. Поэтому важно сохранять данные на запоминающее устройство до выключения системы.

Какие существуют типы оперативной памяти?

Существует два основных типа ОЗУ: динамическое ОЗУ (DRAM) и статическое ОЗУ (SRAM).

DRAM (произносится как DEE-RAM) широко используется в качестве основной памяти компьютера. Каждая ячейка памяти DRAM состоит из транзистора и конденсатора в интегральной схеме, а бит данных хранится в конденсаторе. Поскольку транзисторы всегда имеют небольшую утечку, конденсаторы будут медленно разряжаться, что приведет к утечке хранящейся в них информации; следовательно, DRAM необходимо обновлять (с новым электронным зарядом) каждые несколько миллисекунд, чтобы сохранить данные.
SRAM (произносится как ES-RAM) состоит из четырех-шести транзисторов. Он хранит данные в памяти до тех пор, пока в систему подается питание, в отличие от DRAM, которую необходимо периодически обновлять. Таким образом, SRAM быстрее, но и дороже, что делает DRAM более распространенной памятью в компьютерных системах.

Какие распространенные типы DRAM?

Synchronous DRAM (SDRAM) «синхронизирует» скорость памяти с тактовой частотой процессора, чтобы контроллер памяти знал точный такт, когда запрошенные данные будут готовы. Это позволяет ЦП выполнять больше инструкций в данный момент времени. Типичная SDRAM передает данные со скоростью до 133 МГц.

Rambus DRAM (RDRAM) получил свое название от компании Rambus, которая его создала. Он был популярен в начале 2000-х годов и в основном использовался для игровых устройств и видеокарт со скоростью передачи данных до 1 ГГц.

SDRAM с двойной скоростью передачи данных (DDR SDRAM) – это тип синхронной памяти, пропускная способность которого почти вдвое превышает пропускную способность SDRAM с одинарной скоростью передачи данных (SDR), работающей на той же тактовой частоте, за счет использования метода, называемого "двойной накачкой", который позволяет передавать данных о переднем и заднем фронтах тактового сигнала без увеличения тактовой частоты.

На смену DDR1 SDRAM пришли DDR2 , DDR3 и, совсем недавно, DDR4 SDRAM. Хотя модули работают по одним и тем же принципам, они не имеют обратной совместимости. Каждое поколение обеспечивает более высокую скорость передачи и более высокую производительность. Например, новейшие модули DDR4 обеспечивают высокую скорость передачи данных 2133/2400/2666 и даже 3200 МТ/с.

Рисунок 1. Типы компьютерной памяти.

Какие существуют типы пакетов DRAM?

Однорядный модуль памяти (SIMM)
Модули SIMM широко использовались с конца 1980-х по 1990-е годы и в настоящее время устарели. Обычно они имели 32-разрядную шину данных и были доступны в двух физических типах — 30- и 72-контактном.

Какие распространенные типы модулей DIMM?

Существует несколько архитектур DIMM. Разные платформы могут поддерживать разные типы памяти, поэтому лучше проверить, какие модули поддерживаются материнской платой. Вот наиболее распространенные стандартные модули DIMM со стандартной длиной 133,35 мм и высотой 30 мм.

Тип модуля DIMM

Описание

Небуферизованные модули DIMM
(UDIMM)

Используется в основном на настольных и портативных компьютерах. Они работают быстрее и стоят меньше, но не так стабильны, как регистровая память. Команды поступают непосредственно от контроллера памяти, находящегося в ЦП, к модулю памяти.

Полностью буферизованные модули DIMM
(FB-DIMM)

Обычно используемые в качестве основной памяти в системах, требующих большой емкости, таких как серверы и рабочие станции, FB-DIMM используют чипы расширенного буфера памяти (AMB) для повышения надежности, поддержания целостности сигнала и улучшения методов обнаружения ошибок для уменьшения программных ошибок. Шина AMB разделена на 14-битную шину чтения и 10-битную шину записи. Благодаря выделенной шине чтения/записи операции чтения и записи могут выполняться одновременно, что повышает производительность. Меньшее количество контактов (69 контактов на последовательный канал по сравнению с 240 контактами на параллельных каналах) приводит к меньшей сложности разводки и позволяет создавать платы меньшего размера для компактных систем с малым форм-фактором.

Зарегистрированные модули DIMM
(RDIMM)

Также известная как "буферизованная" память, часто используется в серверах и других приложениях, требующих стабильности и надежности. RDIMM имеют встроенные регистры памяти (отсюда и название «зарегистрированные»), расположенные между памятью и контроллером памяти. Контроллер памяти буферизует команды, адресацию и тактовый цикл, направляя инструкции в выделенные регистры памяти вместо прямого доступа к DRAM. В результате инструкции могут выполняться примерно на один такт ЦП дольше, но буферизация снижает нагрузку на контроллер памяти ЦП.

Загрузка модулей DIMM с уменьшенным объемом
(LR-DIMM)

Используйте технологию Isolation Memory Buffer (iMB), которая снижает нагрузку на контроллер памяти за счет буферизации каналов данных и адресов. В отличие от регистра модулей RDIMM, которые буферизуют только команды, адресацию и тактовый цикл, микросхема iMB также буферизует сигналы данных. Чип iMB изолирует всю электрическую нагрузку, включая сигналы данных чипов DRAM на модулях DIMM, от контроллера памяти, поэтому контроллер памяти видит только iMB, а не чипы DRAM. Затем буфер памяти обрабатывает все операции чтения и записи в чипы DRAM, повышая как емкость, так и скорость. (Источник: изолирующий буфер памяти)

Таблица 1. Распространенные типы модулей DIMM.

Помимо модулей DIMM стандартного размера, существуют ли модули DIMM малого форм-фактора для систем с ограниченным пространством?

Малогабаритные модули DIMM (SO-DIMM) представляют собой альтернативу модулям DIMM меньшего размера. В то время как стандартные модули DIMM DDR4 имеют длину около 133,35 мм, модули SO-DIMM почти вдвое меньше обычных модулей DIMM и имеют длину 69,6 мм, что делает их идеальными для ультрапортативных устройств. Оба обычно имеют высоту 30 мм, но могут быть доступны в формате очень низкого профиля (VLP) с высотой 20,3 мм или сверхнизкого профиля (ULP) с высотой от 17,8 до 18,2 мм. Другим типом модулей DIMM малого форм-фактора является Mini-RDIMM, длина которого составляет всего 82 мм по сравнению со 133 мм обычных модулей RDIMM.

Продукты ATP DRAM

ATP предлагает промышленные модули памяти различной архитектуры, емкости и форм-фактора. Модули ATP DRAM обычно используются в промышленных ПК и встроенных системах. Устойчивые к вибрации, ударам, пыли и другим сложным условиям, модули ATP DRAM хорошо работают даже при самых ресурсоемких рабочих нагрузках и приложениях, а также в различных операционных средах.

Стремясь обеспечить долговечность продуктов, ATP также продолжает предлагать устаревшие модули DRAM в определенных форм-факторах в соответствии с лицензионным соглашением с Micron Technology, Inc. Для получения информации об устаревших продуктах SDRAM ATP посетите сайт Legacy SDRAM .

Чтобы обеспечить высокую надежность, ATP проводит тщательное тестирование и проверку от уровня ИС до уровня модуля и продукта, используя автоматическое испытательное оборудование (ATE) для различных электрических параметров, таких как предельное напряжение, частота сигнала, тактовая частота, синхронизация команд и синхронизация данных. непрерывные термические циклы. Испытание во время прожига (TDBI) использует специальную мини-термокамеру, в которой модули подвергаются низким и повышенным температурным испытаниям, чтобы отсеять дефектные компоненты и свести к минимуму младенческую смертность IC, тем самым обеспечивая более высокое качество производства и уменьшая фактические отказы в полевых условиях.

В таблице ниже представлены продукты DDR4 DRAM компании ATP.

Тип модуля DIMM

Размер (Д x В мм) / Изображение

DDR4
RDIMM ECC

Стандартный: 133,35 x 31,25

Очень низкий профиль (VLP): 133,35 x 18,75

DDR4
UDIMM ECC

133,35 x 31,25

DDR4
SO-DIMM ECC

69,6 x 30

DDR4
Mini-DIMM
Небуферизованный ECC

Очень низкий профиль (VLP): 80 x 18,75

Таблица 2.Продукты ATP DDR4 DRAM. (Также доступны версии без ECC.)

В таблице ниже показано сравнение размеров различных типов модулей DRAM.

Тип модуля DIMM

Размер (Д x В мм)

DDR4

VLP (очень низкий профиль)

DDR3

133,35 x 18,28–18,79

ULP (сверхнизкий профиль)

133,35 x 17,78–18,28

DDR2

133,35 x 18,28–18,79

ГДР

133,35 x 18,28–18,79

SDRAM

133,35 x 25,4–43,18

Таблица 3. Сравнение размеров DDR4/DDR3/DDR2/DDR.

Для получения подробного списка, спецификаций и описаний продуктов DRAM компании ATP посетите веб-сайт ATP или обратитесь к дистрибьютору/представителю ATP в вашем регионе.

Хранилище данных — это магнитный, оптический или механический носитель, который записывает и сохраняет цифровую информацию для текущих или будущих операций.

Хранение данных определено

Существует два типа цифровой информации: входные и выходные данные. Пользователи предоставляют входные данные. Компьютеры предоставляют выходные данные. Но центральный процессор компьютера не может ничего вычислить или выдать выходные данные без участия пользователя.

Пользователи могут вводить входные данные непосредственно в компьютер. Однако в начале компьютерной эры они обнаружили, что постоянный ввод данных вручную отнимает много времени и энергии. Одним из краткосрочных решений является компьютерная память, также известная как оперативная память (ОЗУ). Но его емкость и объем памяти ограничены. Память только для чтения (ПЗУ), как следует из названия, данные можно только читать, но не обязательно редактировать. Они управляют основными функциями компьютера.

Несмотря на прогресс в компьютерной памяти с динамической ОЗУ (DRAM) и синхронной динамической ОЗУ (SDRAM), они по-прежнему ограничены стоимостью, объемом и сохранением памяти. Когда компьютер выключается, снижается и способность оперативной памяти сохранять данные. Решение? Хранилище данных.

Благодаря месту для хранения данных пользователи могут сохранять данные на устройство. И если компьютер выключается, данные сохраняются. И вместо того, чтобы вручную вводить данные в компьютер, пользователи могут указать компьютеру извлекать данные с устройств хранения. Компьютеры могут считывать входные данные из различных источников по мере необходимости, а затем создавать и сохранять выходные данные в тех же источниках или в других местах хранения. Пользователи также могут делиться хранилищем данных с другими.

Сегодня организациям и пользователям требуется хранилище данных для удовлетворения современных вычислительных потребностей высокого уровня, таких как проекты с большими данными, искусственный интеллект (ИИ), машинное обучение и Интернет вещей (IoT). И другая сторона необходимости хранения огромных объемов данных — это защита от потери данных из-за аварии, сбоя или мошенничества. Таким образом, чтобы избежать потери данных, организации также могут использовать хранилище данных в качестве решения для резервного копирования.

Как работает хранилище данных.
Проще говоря, современные компьютеры или терминалы подключаются к устройствам хранения либо напрямую, либо через сеть. Пользователи инструктируют компьютеры о доступе к данным и сохранении данных на этих устройствах хранения. Однако на фундаментальном уровне существует две основы хранения данных: форма, в которой данные принимаются, и устройства, на которых данные записываются и хранятся.

Устройства хранения данных

Для хранения данных независимо от формы пользователям необходимы запоминающие устройства. Устройства для хранения данных делятся на две основные категории: локальное хранилище и сетевое хранилище.

Хранилище с прямым подключением, также известное как хранилище с прямым подключением (DAS), следует из названия. Это хранилище часто находится в непосредственной близости и напрямую связано с вычислительной машиной, обращающейся к нему. Часто это единственная подключенная к нему машина. DAS также может предоставлять достойные услуги локального резервного копирования, но совместное использование ограничено. Устройства DAS включают гибкие диски, оптические диски — компакт-диски (CD) и цифровые видеодиски (DVD) — жесткие диски (HDD), флэш-накопители и твердотельные накопители (SSD).

Сетевое хранилище позволяет нескольким компьютерам получать к нему доступ через сеть, что упрощает обмен данными и совместную работу. Возможности внешнего хранилища также делают его более подходящим для резервного копирования и защиты данных. Двумя распространенными настройками сетевого хранилища являются сетевое хранилище (NAS) и сеть хранения данных (SAN).

NAS часто представляет собой отдельное устройство, состоящее из избыточных контейнеров хранения или избыточного массива независимых дисков (RAID). Хранилище SAN может представлять собой сеть из нескольких устройств различных типов, включая SSD и флэш-накопители, гибридное хранилище, гибридное облачное хранилище, программное обеспечение и устройства для резервного копирования, а также облачное хранилище.Вот чем отличаются NAS и SAN:

NAS

Одно устройство хранения или RAI
Система хранения файлов
Сеть TCP/IP Ethernet
Ограниченное количество пользователей
Ограниченная скорость
Ограниченные возможности расширения
Более низкая стоимость и простота настройки

САН

Сеть из нескольких устройств
Блочная система хранения
Сеть Fibre Channel
Оптимизировано для нескольких пользователей
Более высокая производительность
Широкие возможности расширения
Более высокая стоимость и сложная настройка

Типы устройств хранения

SSD и флэш-память

Флэш-память – это твердотельная технология, в которой для записи и хранения данных используются микросхемы флэш-памяти. Флэш-накопитель на твердотельном диске (SSD) хранит данные с помощью флэш-памяти. По сравнению с жесткими дисками твердотельная система не имеет движущихся частей и, следовательно, имеет меньшую задержку, поэтому требуется меньшее количество твердотельных накопителей. Поскольку большинство современных твердотельных накопителей основаны на флэш-памяти, флэш-память является синонимом твердотельной системы.

Гибридное хранилище

Твердотельные накопители и флеш-накопители обеспечивают более высокую пропускную способность, чем жесткие диски, но массивы на флэш-дисках могут быть более дорогими. Многие организации применяют гибридный подход, сочетая скорость флэш-памяти с емкостью жестких дисков. Сбалансированная инфраструктура хранения данных позволяет компаниям применять подходящие технологии для различных потребностей в хранении данных. Он предлагает экономичный способ перехода от традиционных жестких дисков без перехода на флэш-память.

Облачное хранилище

Облачное хранилище представляет собой экономичную масштабируемую альтернативу хранению файлов на локальных жестких дисках или в сетях хранения данных. Поставщики облачных услуг позволяют вам сохранять данные и файлы в удаленном месте, к которому вы получаете доступ через общедоступный Интернет или выделенное частное сетевое соединение. Поставщик размещает, защищает, управляет и обслуживает серверы и связанную с ними инфраструктуру, а также обеспечивает доступ к данным в любое время, когда вам это нужно.

Гибридное облачное хранилище

Хранилище гибридного облака сочетает в себе элементы частного и общедоступного облака. Благодаря гибридному облачному хранилищу организации могут выбирать, в каком облаке хранить данные. Например, строго регулируемые данные, к которым предъявляются строгие требования по архивированию и репликации, обычно больше подходят для среды частного облака. В то время как менее конфиденциальные данные могут храниться в общедоступном облаке. Некоторые организации используют гибридные облака, чтобы дополнить свои внутренние сети хранения общедоступным облачным хранилищем.

Программное обеспечение и устройства для резервного копирования

Хранилище резервных копий и устройства защищают данные от потери в случае аварии, сбоя или мошенничества. Они периодически делают копии данных и приложений на отдельном вторичном устройстве, а затем используют эти копии для аварийного восстановления. Устройства резервного копирования варьируются от жестких дисков и твердотельных накопителей до ленточных накопителей и серверов, но хранилище резервных копий также может предлагаться как услуга, также известная как резервное копирование как услуга (BaaS). Как и большинство решений как услуга, BaaS предоставляет недорогой вариант защиты данных, сохраняя их в удаленном расположении с возможностью масштабирования.

Формы хранения данных

Данные можно записывать и хранить в трех основных формах: хранилище файлов, хранилище блоков и хранилище объектов.

Хранение файлов

Файловое хранилище, также называемое хранилищем на уровне файлов или файловым хранилищем, представляет собой иерархическую методологию хранения, используемую для организации и хранения данных. Другими словами, данные хранятся в файлах, файлы организованы в папки, а папки организованы в виде иерархии каталогов и подкаталогов.

Блокировать хранилище

Блочное хранилище, иногда называемое хранилищем на уровне блоков, представляет собой технологию, используемую для хранения данных в блоках. Затем блоки сохраняются как отдельные части, каждая из которых имеет уникальный идентификатор. Разработчики предпочитают блочное хранилище для вычислительных ситуаций, требующих быстрой, эффективной и надежной передачи данных.

Хранилище объектов

Объектное хранилище, часто называемое объектным хранилищем, представляет собой архитектуру хранения данных для обработки больших объемов неструктурированных данных. Эти данные не соответствуют или не могут быть легко организованы в традиционной реляционной базе данных со строками и столбцами. Примеры включают электронную почту, видео, фотографии, веб-страницы, аудиофайлы, данные датчиков и другие типы мультимедиа и веб-контента (текстового или нетекстового).

Хранение данных для бизнеса

Компьютерная память и локальное хранилище могут не обеспечивать достаточно места для хранения, защиты хранилища, доступа нескольких пользователей, скорости и производительности для корпоративных приложений. Поэтому в большинстве организаций в дополнение к системе хранения NAS используется та или иная форма SAN.

SAN
SAN, которую иногда называют сетью за серверами, представляет собой специализированную высокоскоростную сеть, к которой подключены серверы и устройства хранения. Он состоит из коммуникационной инфраструктуры, которая обеспечивает физические соединения, позволяя любому устройству соединяться по сети с помощью взаимосвязанных элементов, таких как коммутаторы и директора. SAN также можно рассматривать как расширение концепции шины хранения.Эта концепция позволяет устройствам хранения данных и серверам соединяться друг с другом с помощью аналогичных элементов, таких как локальные сети (LAN) и глобальные сети (WAN). SAN также включает в себя уровень управления, который организует соединения, элементы хранения и компьютерные системы. Этот уровень обеспечивает безопасную и надежную передачу данных.

Традиционно к серверу можно было подключить только ограниченное количество устройств хранения. В качестве альтернативы SAN обеспечивает гибкость сети, позволяя одному серверу или множеству разнородных серверов в нескольких центрах обработки данных совместно использовать общую утилиту хранения. SAN также устраняет традиционное выделенное соединение между сервером и хранилищем и концепцию, согласно которой сервер эффективно владеет устройствами хранения и управляет ими. Таким образом, сеть может включать в себя множество устройств хранения, включая диски, магнитные ленты и оптические накопители. Кроме того, утилита хранения может располагаться далеко от серверов, которые она использует.

Компоненты SAN
Инфраструктура хранения — это основа, на которой строится информация. Следовательно, инфраструктура хранения данных должна поддерживать бизнес-цели и бизнес-модель компании. Инфраструктура SAN обеспечивает повышенную доступность сети, доступность данных и управляемость системы. В этой среде простого развертывания большего количества и более быстрых устройств хранения данных недостаточно. Хорошая сеть хранения данных начинается с хорошего дизайна.

Основными компонентами SAN являются Fibre Channel, серверы, устройства хранения данных, а также сетевое оборудование и программное обеспечение.

Оптоволоконный канал

Первый элемент, который необходимо учитывать при реализации любой сети SAN, — это возможность подключения компонентов хранилища и сервера, которые обычно используют Fibre Channel. Сети SAN, такие как локальные сети, соединяют интерфейсы хранения во множество сетевых конфигураций и на большие расстояния.

Память компьютера обычно подразделяется на внутреннюю или внешнюю память. Внутренняя память делится на две категории: ПЗУ и ОЗУ. Внутренняя память также называется основной или основной памятью и может хранить небольшие объемы данных, к которым можно быстро получить доступ во время работы компьютера. Примерами внешней памяти являются переносные жесткие диски, USB-накопители и компакт-диски.

Компьютерная память бывает разных форм; DRAM, SRAM, VRAM, SDRAM — мир технологий полон жаргона и может быть довольно запутанным. Динамическая оперативная память DRAM — это тип оперативной памяти или памяти компьютера, который существует с середины 1960-х годов. DRAM претерпела множество изменений в дизайне и поставляется в разных размерах и с различными характеристиками в зависимости от ваших требований. DRAM — наиболее распространенный тип компьютерной памяти и широко доступен.

DRAM широко используется в цифровой электронике, где требуется недорогая память большой емкости. Одним из самых больших приложений для DRAM является основная память (называемая «ОЗУ») в современных компьютерах и графических картах (где «основная память» называется графической памятью). ). Он также используется во многих портативных устройствах и игровых консолях. Напротив, SRAM, которая быстрее и дороже, чем DRAM, обычно используется там, где скорость имеет большее значение, чем стоимость, например, кэш-память в процессорах.

Технологические штучки

DRAM

Произносится как DEE-RAM. DRAM широко используется в качестве основной памяти компьютера. Каждая ячейка памяти DRAM состоит из транзистора и конденсатора в интегральной схеме, а бит данных хранится в конденсаторе. Поскольку транзисторы всегда имеют небольшую утечку, конденсаторы будут медленно разряжаться, что приведет к утечке хранящейся в них информации; следовательно, DRAM необходимо обновлять (с новым электронным зарядом) каждые несколько миллисекунд для сохранения данных. Основными преимуществами DRAM являются простота конструкции и низкая стоимость по сравнению с альтернативными типами памяти. Основными недостатками DRAM являются ее высокая энергозависимость и высокое энергопотребление по сравнению с другими вариантами.

СОЗУ

Произносится как S-RAM. SRAM состоит из четырех-шести транзисторов. Он хранит данные в памяти до тех пор, пока в систему подается питание, в отличие от DRAM, которую необходимо периодически обновлять. Таким образом, SRAM быстрее, но и дороже, что делает DRAM более распространенной памятью в компьютерных системах. SRAM не нуждается в обновлении, потому что она работает по принципу переключения тока в одном из двух направлений, а не удержания заряда на месте в ячейке хранения. SRAM обычно используется для кэш-памяти, к которой можно получить доступ быстрее, чем к DRAM. SRAM обычно не используется для потребительских приложений и стоит дороже, чем DRAM.

Естественный преемник

DRAM является преемником SRAM, поскольку ее производство дешевле, но SRAM по-прежнему доступна для покупки, в основном для сборщиков систем на заказ.Итак, каковы распространенные типы DRAM DDR1 — это самый старый тип DRAM, который в настоящее время поставляет Simms, он доступен у специализированных промышленных производителей и обычно не доступен для потребительских приложений. DDR4 — это последняя версия, широко доступная для промышленных и потребительских рынков. DDR5 сейчас становится все более доступным и через несколько лет станет нормой. Чтобы узнать больше о DDR5, нажмите здесь

ПЗУ и ОЗУ

ROM означает постоянное запоминающее устройство. Он энергонезависимый, что означает, что он может сохранять данные даже без питания. Он используется в основном для запуска или загрузки компьютера.

После загрузки операционной системы компьютер использует оперативную память (оперативное запоминающее устройство), в которой временно хранятся данные, пока центральный процессор (ЦП) выполняет другие задачи. Чем больше оперативной памяти на компьютере, тем меньше процессору приходится считывать данные из внешней или вторичной памяти (устройства хранения данных, например твердотельного накопителя, встроенного в ваш ПК), что позволяет компьютеру работать быстрее. Оперативная память быстрая, но энергозависимая, что означает, что она не сохранит данные, если нет питания. Поэтому важно сохранять данные на запоминающее устройство до выключения системы.

Существует два основных типа ОЗУ: динамическое ОЗУ (DRAM) и статическое ОЗУ (SRAM). В таблице ниже показаны основные различия между ними.

Компания Simms предлагает широкий выбор модулей DRAM для различных типов приложений. Для энтузиастов или геймеров это будет HyperX DRAM, для потребительских/корпоративных — Kingston и Crucial, Micron и Intel. Для требовательных промышленных применений ATP, Innodisk и APRO. Нажмите на различные типы DRAM ниже, чтобы ознакомиться с ассортиментом нашей продукции.

Размер имеет значение

DRAM бывает разных форм, размеров и емкостей, каждая из которых имеет свое специфическое назначение.

DIMM — двухрядный модуль памяти (DIMM) представляет собой небольшую печатную плату, которая содержит микросхемы памяти на материнской плате.
RDIMM — двухрядный модуль памяти (DIMM) с повышенной надежностью. RDIMM, который стал доступен для памяти DDR3, использует аппаратный регистр, который буферизует управляющие сигналы (а не данные приложения) для модулей.
UDIMM (незарегистрированная память) – это тип микросхемы памяти, используемый в основном в настольных и портативных компьютерах. Модули UDIMM, которые чаще называют небуферизованной памятью, работают быстрее, чем регистровая память (RDIMM), и стоят дешевле, но не так стабильны, как RDIMM.
SODIMM — небольшой модуль DIMM (форм-фактор ноутбука).
LRDIMM – это сокращение от двухрядного модуля памяти с уменьшенной нагрузкой. LRDIMM — это модуль DIMM с уменьшением нагрузки (LR) (используемый в серверах), который поддерживает более высокую плотность, чем RDIMM, и содержит микросхему буфера памяти (МБ), а не регистр, для уменьшения и минимизации нагрузки на шину памяти сервера. .
Оперативная память с кодом исправления ошибок (ECC) очень популярна на серверах и других системах с важными данными, поскольку она защищает от повреждения данных, автоматически обнаруживая и исправляя ошибки памяти. Стандартная оперативная память использует банки из восьми микросхем памяти, в которых данные хранятся и передаются ЦП по запросу.

Грэм

Грэм — руководитель отдела маркетинга группы Industrial & Embedded. Он обладает обширными знаниями в этой области, а также обширным опытом работы в области авиации, аэрокосмической и оборонной промышленности.

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.

цифровой компьютер, любое из класса устройств, способных решать задачи путем обработки информации в дискретной форме. Он работает с данными, включая величины, буквы и символы, которые выражены в двоичном коде, то есть с использованием только двух цифр 0 и 1.Подсчитывая, сравнивая и манипулируя этими цифрами или их комбинациями в соответствии с набором инструкций, хранящихся в его памяти, цифровой компьютер может выполнять такие задачи, как управление производственными процессами и регулирование работы машин; анализировать и систематизировать огромные объемы бизнес-данных; и моделировать поведение динамических систем (например, глобальные погодные условия и химические реакции) в научных исследованиях.

Далее следует краткое описание цифровых компьютеров. Полное описание см. в см. информатике: основные компьютерные компоненты.

Вы используете его прямо сейчас. Но вы должны пройти этот тест, чтобы узнать, что вы на самом деле знаете об Интернете.

Функциональные элементы

Типичная цифровая компьютерная система имеет четыре основных функциональных элемента: (1) оборудование ввода-вывода, (2) основную память, (3) блок управления и (4) арифметико-логическое устройство. Любое из ряда устройств используется для ввода данных и программных инструкций в компьютер и для получения доступа к результатам операции обработки. Общие устройства ввода включают клавиатуры и оптические сканеры; устройства вывода включают принтеры и мониторы. Информация, полученная компьютером от своего блока ввода, сохраняется в основной памяти или, если не для непосредственного использования, во вспомогательном запоминающем устройстве. Блок управления выбирает и вызывает инструкции из памяти в соответствующей последовательности и передает соответствующие команды соответствующему блоку. Он также синхронизирует различные рабочие скорости устройств ввода и вывода со скоростью арифметико-логического устройства (ALU), чтобы обеспечить правильное перемещение данных по всей компьютерной системе. АЛУ выполняет арифметические и логические алгоритмы, выбранные для обработки входящих данных, с чрезвычайно высокой скоростью — во многих случаях за наносекунды (миллиардные доли секунды). Основная память, блок управления и АЛУ вместе составляют центральный процессор (ЦП) большинства цифровых компьютерных систем, а устройства ввода-вывода и вспомогательные запоминающие устройства составляют периферийное оборудование.

Разработка цифрового компьютера

Блез Паскаль из Франции и Готфрид Вильгельм Лейбниц из Германии изобрели механические цифровые вычислительные машины в 17 веке. Однако обычно считается, что английский изобретатель Чарльз Бэббидж создал первый автоматический цифровой компьютер. В 1830-х годах Бэббидж разработал свою так называемую аналитическую машину, механическое устройство, предназначенное для объединения основных арифметических операций с решениями, основанными на собственных вычислениях. Планы Бэббиджа воплотили в себе большинство фундаментальных элементов современного цифрового компьютера. Например, они призывали к последовательному управлению, т. е. программному управлению, которое включало ветвление, циклирование, а также арифметические и запоминающие устройства с автоматической распечаткой. Однако устройство Бэббиджа так и не было завершено и было забыто до тех пор, пока его труды не были заново открыты более века спустя.

Огромное значение в эволюции цифрового компьютера имели работы английского математика и логика Джорджа Буля. В различных эссе, написанных в середине 1800-х годов, Буль обсуждал аналогию между символами алгебры и символами логики, используемыми для представления логических форм и силлогизмов. Его формализм, работающий только с 0 и 1, стал основой того, что сейчас называется булевой алгеброй, на которой основаны теория и процедуры компьютерного переключения.

Джону В. Атанасову, американскому математику и физику, приписывают создание первого электронного цифрового компьютера, который он построил с 1939 по 1942 год с помощью своего аспиранта Клиффорда Э. Берри. Конрад Цузе, немецкий инженер, фактически изолированный от других разработок, в 1941 году завершил строительство первой действующей вычислительной машины с программным управлением (Z3). В 1944 году Ховард Эйкен и группа инженеров корпорации International Business Machines (IBM) завершили работу над Harvard Mark I – машиной, операции обработки данных которой контролировались главным образом электрическими реле (коммутационными устройствами).

Клиффорд Э. Берри и компьютер Атанасова-Берри, или ABC, c. 1942 г. ABC, возможно, был первым электронным цифровым компьютером.

С момента разработки Harvard Mark I цифровой компьютер развивался быстрыми темпами. Последовательность достижений в компьютерном оборудовании, главным образом в области логических схем, часто делится на поколения, при этом каждое поколение включает группу машин, использующих общую технологию.

В 1946 году Дж. Преспер Эккерт и Джон У.Мочли, оба из Университета Пенсильвании, сконструировали ENIAC (аббревиатура от electronic, numerical, integrator a). nd ccomputer), цифровая машина и первый электронный компьютер общего назначения. Его вычислительные возможности были заимствованы у машины Атанасова; оба компьютера включали электронные лампы вместо реле в качестве активных логических элементов, что привело к значительному увеличению скорости работы. Концепция компьютера с хранимой программой была представлена в середине 1940-х годов, а идея хранения кодов инструкций, а также данных в электрически изменяемой памяти была реализована в EDVAC (electronic, d создать vпеременный аавтоматический cкомпьютер).

Второе поколение компьютеров появилось в конце 1950-х годов, когда в продажу поступили цифровые машины, использующие транзисторы. Хотя этот тип полупроводникового устройства был изобретен в 1948 году, потребовалось более 10 лет опытно-конструкторских работ, чтобы сделать его жизнеспособной альтернативой электронной лампе. Небольшой размер транзистора, его большая надежность и относительно низкое энергопотребление значительно превосходили лампу. Его использование в компьютерных схемах позволило производить цифровые системы, которые были значительно эффективнее, меньше и быстрее, чем их предки первого поколения.

Транзистор был изобретен в 1947 году в Bell Laboratories Джоном Бардином, Уолтером Х. Браттейном и Уильямом Б. Шокли.

В конце 1960-х и 1970-х годах компьютерное оборудование стало еще более значительным. Первым было изготовление интегральной схемы, твердотельного устройства, содержащего сотни транзисторов, диодов и резисторов на крошечном кремниевом чипе. Эта микросхема сделала возможным производство мейнфреймов (крупномасштабных) компьютеров с более высокими рабочими скоростями, мощностью и надежностью при значительно меньших затратах. Другим типом компьютеров третьего поколения, которые были разработаны в результате микроэлектроники, были миникомпьютеры, машина значительно меньшего размера, чем стандартный мэйнфрейм, но достаточно мощная, чтобы управлять приборами целой научной лаборатории.

Развитие крупномасштабной интеграции (БИС) позволило производителям оборудования разместить тысячи транзисторов и других связанных компонентов на одном кремниевом чипе размером с ноготь ребенка. Такая микросхема дала два устройства, которые произвели революцию в компьютерной технике. Первым из них был микропроцессор, представляющий собой интегральную схему, содержащую все арифметические, логические и управляющие схемы центрального процессора. Его производство привело к разработке микрокомпьютеров, систем размером не больше портативных телевизоров, но со значительной вычислительной мощностью. Другим важным устройством, появившимся из схем БИС, была полупроводниковая память. Это компактное запоминающее устройство, состоящее всего из нескольких микросхем, хорошо подходит для использования в миникомпьютерах и микрокомпьютерах. Кроме того, он находит применение во все большем количестве мейнфреймов, особенно в тех, которые предназначены для высокоскоростных приложений, из-за его высокой скорости доступа и большой емкости памяти. Такая компактная электроника привела в конце 1970-х годов к разработке персонального компьютера, цифрового компьютера, достаточно небольшого и недорогого, чтобы его могли использовать обычные потребители.

К началу 1980-х интегральные схемы продвинулись до очень крупномасштабной интеграции (СБИС). Этот дизайн и технология производства значительно увеличили плотность схем микропроцессора, памяти и вспомогательных микросхем, т. Е. Те, которые служат для сопряжения микропроцессоров с устройствами ввода-вывода. К 1990-м годам некоторые схемы СБИС содержали более 3 миллионов транзисторов на кремниевой микросхеме площадью менее 0,3 квадратных дюйма (2 квадратных см).

Цифровые компьютеры 1980-х и 90-х годов, использующие технологии БИС и СБИС, часто называют системами четвертого поколения. Многие микрокомпьютеры, произведенные в 1980-х годах, были оснащены одним чипом, на котором были интегрированы схемы процессора, памяти и функций интерфейса. (См. также суперкомпьютер.)

Использование персональных компьютеров выросло в 1980-х и 90-х годах.Распространение Всемирной паутины в 1990-х годах привело миллионы пользователей к Интернету, всемирной компьютерной сети, и к 2019 году около 4,5 миллиардов человек, более половины населения мира, имели доступ к Интернету. Компьютеры становились меньше и быстрее, и в начале 21 века они были широко распространены в смартфонах, а затем и в планшетных компьютерах.

Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена Эриком Грегерсеном.

Читайте также: