Оперативная память — это память, в которой хранится информация, наличие которой постоянно необходимо в компьютере

Обновлено: 22.11.2024

Динамическое ОЗУ, работа DRAM использует один транзистор и конденсатор, и его работа основана на заряде, удерживаемом на конденсаторе.

DRAM — это форма полупроводниковой памяти, но она работает несколько иначе, чем другие форматы.

Чтобы иметь возможность проектировать и использовать DRAM, очевидно, разумно иметь представление о работе DRAM и ее функциях.

Основы работы с DRAM

Технология памяти DRAM основана на технологии MOS, которая лежит в основе проектирования, изготовления и эксплуатации. Глядя на то, как работает память DRAM, можно увидеть, что базовая динамическая RAM или ячейка памяти DRAM использует конденсатор для хранения каждого бита данных и передающее устройство — полевой МОП-транзистор, который действует как переключатель.

Уровень заряда конденсатора ячейки памяти определяет, является ли этот конкретный бит логической "1" или "0" — наличие заряда в конденсаторе указывает на логическую "1", а отсутствие заряда указывает на логическую " 0".

Основная ячейка памяти динамического ОЗУ имеет формат, показанный ниже. Он очень простой и в результате его можно плотно упаковать на кремниевый чип, что делает его очень дешевым.

К каждой ячейке динамического ОЗУ подключены две линии: линия слов (W/L) и линия битов (B/L) соединяются, как показано, таким образом, чтобы в требуемую ячейку в матрице можно было считывать или записывать данные.

Базовая динамическая оперативная память, ячейка памяти DRAM

Показанная базовая ячейка памяти будет одной из многих тысяч или миллионов таких ячеек в полной микросхеме памяти. Память может иметь емкость 256 Мбит и более. Чтобы улучшить возможности записи или чтения и скорость, общая динамическая оперативная память может быть разделена на подмассивы. Наличие нескольких подмассивов укорачивает слова и битовые строки, а это сокращает время доступа к отдельным ячейкам. Например, динамическое ОЗУ объемом 256 Мбит, DRAM можно разделить на 16 меньших массивов по 16 Мбит.

Линии слов управляют вентилями линий передачи, в то время как битовые бины подключены к каналу FET и, в конечном счете, подключены к усилителям считывания.

Существует два способа организации битовых строк:

Свернутые битовые линии: пару смежных битовых линий можно рассматривать как одну битовую линию, свернутую пополам, с разорванным соединением на сгибе и подключенным к общему усилителю считывания. Этот формат обеспечивает дополнительную помехозащищенность, но за счет меньшей компактности.
Открытые битовые линии. В этой конфигурации линии считывания размещаются между двумя подмассивами, тем самым соединяя каждый усилитель считывания с одной битовой линией в каждом массиве. Это предлагает более компактное решение, чем свернутые битовые линии, но за счет помехозащищенности.

Операция чтения/записи динамического ОЗУ

Одной из важнейших проблем динамического ОЗУ является обеспечение эффективного выполнения функций чтения и записи. Поскольку напряжения на зарядных конденсаторах невелики, ключевым вопросом является помехоустойчивость.

Есть несколько строк, которые используются в операциях чтения и записи:

/CAS, строб адреса столбца: эта строка выбирает столбец для адреса. Адресные входы захватываются по заднему фронту /CAS. Это позволяет выбрать столбец из открытой строки для операций чтения или записи.
/OE, включение вывода. Сигнал /OE обычно используется при параллельном управлении несколькими микросхемами памяти. Он управляет выводом на контакты ввода/вывода данных. Выводы данных управляются микросхемой DRAM, если /RAS и /CAS имеют низкий уровень, /WE высокий уровень и /OE низкий уровень. Во многих приложениях /OE может быть постоянно подключен к низкому уровню, т. е. выход всегда включен, если он не требуется, например, если микросхемы не подключены параллельно.
/RAS, строб адреса строки: Как следует из названия, строка /RAS стробирует строку, к которой нужно обратиться. Адресные входы фиксируются по заднему фронту линии /RAS. Строка остается открытой, пока /RAS остается низким.
/WE, разрешение записи: этот сигнал определяет, является ли данный задний фронт /CAS чтением или записью. Низкий уровень включает действие записи, а высокий уровень — чтение. Если низкий уровень (запись), входные данные также фиксируются по заднему фронту /CAS.

Динамическое обновление оперативной памяти

Одна из проблем с этим расположением заключается в том, что конденсаторы не сохраняют свой заряд бесконечно долго, так как через конденсатор происходит некоторая утечка. Было бы неприемлемо, если бы память потеряла свои данные, и для решения этой проблемы данные периодически обновляются. Данные воспринимаются и записываются, что гарантирует устранение любой утечки и восстановление данных.

Одним из ключевых элементов памяти DRAM является тот факт, что данные периодически обновляются, чтобы предотвратить утечку заряда на накопительном конденсаторе и исчезновение данных через короткое время. Обычно производители указывают, что каждая строка должна обновляться каждые 64 мс. Этот временной интервал соответствует стандартам JEDEC для периодов динамического обновления ОЗУ.

Есть несколько способов выполнить действие обновления. Некоторые процессорные системы обновляют каждую строку вместе каждые 64 мс. Другие системы обновляют по одной строке за раз, но это имеет тот недостаток, что для больших объемов памяти частота обновления становится очень высокой. Некоторые другие системы (особенно системы реального времени, где важна скорость) используют подход, при котором часть полупроводниковой памяти за один раз зависит от внешнего таймера, который управляет работой остальной части системы. Таким образом, это не мешает работе системы.

Какой бы метод ни использовался, необходимо, чтобы счетчик мог отслеживать следующую строку в памяти DRAM, которая должна быть обновлена. Некоторые микросхемы DRAM включают счетчик, в противном случае для этой цели необходимо включить дополнительный счетчик.

Может показаться, что схема обновления, необходимая для памяти DRAM, чрезмерно усложняет общую схему памяти, делая ее более дорогой. Однако обнаружено, что дополнительная схема DRAM не представляет серьезной проблемы, если ее можно интегрировать в саму микросхему памяти. Также обнаружено, что память DRAM намного дешевле и имеет гораздо большую емкость, чем другой основной претендент, которым может быть статическая RAM (SRAM).

Размер DRAM

По мере увеличения объема памяти вопрос отношения сигнал/шум становится очень важным. На первый взгляд это может показаться несерьезной проблемой, но может привести к повреждению данных.

Отношение сигнал/шум зависит от отношения емкости накопительного конденсатора в памяти DRAM к емкости линии Word или Bit, на которую сбрасывается заряд при доступе к ячейке. По мере увеличения плотности битов на чип отношение ухудшается, поскольку площадь ячейки уменьшается по мере добавления новых ячеек на битовую линию. Именно по этой причине важно сохранять как можно более высокое напряжение на конденсаторе ячейки, а также максимально увеличивать емкость накопительного конденсатора DRAM для заданных областей.

Это очень важное соображение, поскольку обнаружение небольшого заряда конденсатора ячейки памяти является одной из самых сложных областей конструкции чипа памяти DRAM. В результате этого в чипы памяти DRAM были встроены некоторые сложные схемы.

Чипы памяти DRAM широко используются, и эта технология хорошо зарекомендовала себя. Он стал очень надежным, и доступны микросхемы памяти DRAM и сменные платы для расширения памяти компьютеров и многих других устройств. Хотя DRAM имеет свои недостатки, она по-прежнему широко используется, поскольку предлагает множество преимуществ с точки зрения размера стоимости и удовлетворительной скорости — она не самая быстрая, но все же быстрее, чем некоторые типы памяти.

Не знаете точно, для чего нужна компьютерная память и как она работает? Мы охватываем все основы, от того, что такое оперативная память, до того, как она работает и почему стоит получить обновление.

Почему так важна компьютерная память (ОЗУ)?

Оперативная память компьютера (ОЗУ) — один из наиболее важных компонентов, определяющих производительность вашей системы. Оперативная память дает приложениям место для хранения данных и доступа к ним на краткосрочной основе. В нем хранится информация, которую ваш компьютер активно использует, чтобы к ней можно было быстро получить доступ.

Чем больше программ запущено в вашей системе, тем больше вам потребуется. SSD (твердотельные накопители) также являются важными компонентами и помогут вашей системе достичь максимальной производительности.

Скорость и производительность вашей системы напрямую зависят от объема установленной оперативной памяти. Если в вашей системе слишком мало оперативной памяти, она может работать медленно и вяло. Но, с другой стороны, вы можете установить слишком много, практически не получая дополнительных преимуществ. Есть способы узнать, требуется ли вашему компьютеру больше памяти, и убедиться, что вы покупаете память, совместимую с другими компонентами вашей системы. Как правило, компоненты создаются в соответствии с высочайшими стандартами на момент производства, но с расчетом на то, что технологии будут продолжать меняться.

Чтобы пользователи не могли вставить несовместимую память, модули физически различаются для каждого поколения технологии памяти. Эти физические различия являются стандартными для всей индустрии памяти. Одна из причин общеотраслевой стандартизации памяти заключается в том, что производителям компьютеров необходимо знать электрические параметры и физическую форму памяти, которую можно установить в их компьютеры.

Что такое скорость и задержка ОЗУ?

Производительность оперативной памяти зависит от соотношения скорости и задержки. Хотя они тесно связаны, они не связаны так, как вы могли бы подумать. На базовом уровне задержка относится к временной задержке между вводом команды и доступностью данных. Понимание скорости и задержки оперативной памяти поможет вам лучше выбрать правильную оперативную память для установки в вашей системе в соответствии с вашими потребностями.

Что делает ОЗУ (память)?

Оперативная память позволяет вашему компьютеру выполнять множество повседневных задач, таких как загрузка приложений, работа в Интернете, редактирование электронных таблиц или запуск последней игры. Память также позволяет вам быстро переключаться между этими задачами, запоминая, где вы находитесь в одной задаче, когда переключаетесь на другую задачу. Как правило, чем больше у вас памяти, тем лучше.

Когда вы включаете компьютер и открываете электронную таблицу для ее редактирования, но сначала проверяете свою электронную почту, вы используете память несколькими способами. Память используется для загрузки и запуска приложений, таких как программа для работы с электронными таблицами, ответа на команды, таких как любые изменения, которые вы внесли в электронную таблицу, или переключения между несколькими программами, например, когда вы вышли из электронной таблицы, чтобы проверить электронную почту. Память почти всегда активно используется вашим компьютером. Если ваша система работает медленно или не отвечает, вам может потребоваться обновление памяти. Если вы считаете, что вам может понадобиться больше памяти, вы можете легко увеличить объем оперативной памяти вашего настольного компьютера или ноутбука самостоятельно.

В каком-то смысле память похожа на ваш рабочий стол. Это позволяет вам работать над различными проектами, и чем больше ваш стол, тем больше бумаг, папок и задач вы можете иметь одновременно. Вы можете быстро и легко получить доступ к информации, не заходя в картотеку (ваш накопитель). Когда вы закончите работу над проектом или уйдете на день, вы можете положить некоторые или все проекты в картотеку на хранение. Ваш накопитель (жесткий диск или твердотельный накопитель) — это шкаф для хранения документов, который работает вместе с вашим рабочим столом для отслеживания ваших проектов.

Что использует оперативную память?

Оперативная память используется для хранения информации, которую необходимо быстро использовать. Это означает, что открытие многих программ, запуск различных процессов или одновременный доступ к нескольким файлам, вероятно, будут использовать много оперативной памяти. Особенно сложные программы, такие как игры или программное обеспечение для дизайна, будут использовать большую часть оперативной памяти.

Нужно ли вам обновить оперативную память?

Являетесь ли вы геймером, дизайнером или просто хотите ускорить свой персональный компьютер, увеличение объема оперативной памяти — это простой и легкий способ повысить производительность вашей системы. Чтобы определить правильный тип памяти для вашего компьютера, используйте Crucial® Advisor™ или System Scanner. Эти инструменты помогут вам определить, какие модули памяти совместимы с вашим компьютером, а также выбрать параметры, соответствующие вашим требованиям к скорости и бюджету.

© Micron Technology, Inc., 2017. Все права защищены. Информация, продукты и/или технические характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления. Ни Crucial, ни Micron Technology, Inc. не несут ответственности за упущения или ошибки в типографике или фотографии. Micron, логотип Micron, Crucial и логотип Crucial являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками Micron Technology, Inc. Все другие товарные знаки и знаки обслуживания являются собственностью соответствующих владельцев.

В компьютерах существует несколько типов памяти, включая ОЗУ, ПЗУ, магнитные жесткие диски, твердотельные накопители и подключаемые внешние устройства хранения, такие как SD-карты, диски Blu-ray и USB-накопители.

Два из этих типов, RAM и ROM, звучат почти одинаково, однако эти два типа памяти имеют совершенно разные определения, характеристики и назначение. Давайте рассмотрим подробнее.

ОЗУ и ПЗУ

Оперативная память — это самый быстрый и самый дорогой тип памяти в компьютере. Является ли ОЗУ постоянным хранилищем? Нет, оперативная память хранит данные только временно. Еще одной важной характеристикой ОЗУ является то, что данные ОЗУ можно легко изменить.

Напротив, ПЗУ обеспечивает постоянное хранилище. Некоторые, но не все, типы ПЗУ теперь позволяют стирать и перезаписывать данные, хотя и не так эффективно, как ОЗУ.

Однако ОЗУ и ПЗУ имеют некоторые общие черты. Каждый из них обеспечивает критически важный вид внутренней памяти, необходимой для правильной работы компьютера. Кроме того, ОЗУ и ПЗУ расположены на материнской плате компьютера, но в отдельных сменных наборах микросхем.

Чтобы узнать больше о многих различиях и сходствах между ОЗУ и ПЗУ, читайте дальше. Здесь вы найдете дополнительную информацию о типах компьютерной памяти.

И ОЗУ, и ПЗУ содержат подразделения с различными вариациями базовой технологии.

Что такое оперативная память?

Для чего используется оперативная память? По сути, функция оперативной памяти заключается в хранении данных, необходимых ЦП для работы операционной системы, программ и процессов.

Скорость оперативной памяти измеряется в наносекундах.Поскольку оперативная память работает невероятно быстро, она может быстро переключаться между задачами.

Емкость ОЗУ на компьютере обычно составляет от 64 МБ до 4 ГБ по сравнению с 4 МБ – 8 ГБ для ПЗУ. Объем ОЗУ обеспечивается чипами ОЗУ, которые устанавливаются в два-четыре слота памяти, расположенные рядом с ЦП на материнской плате компьютера.

Чтобы добавить больше емкости, вы можете обновить микросхемы ОЗУ на своем компьютере, но вам необходимо убедиться, что новый набор микросхем совместим. Например, недостаточно вставить оперативную память DDR3 в сокет DDR3. Вы должны использовать оперативную память DDR3 со скоростью, приемлемой для компьютера.

ОЗУ как энергонезависимая память

Является ли оперативная память энергозависимой или энергонезависимой? Оперативная память является энергозависимой памятью, что означает, что она хранит данные только при включенном питании. При выключении компьютера данные в оперативной памяти автоматически стираются.

Благодаря энергозависимой памяти оперативной памяти вся работа, выполненная на компьютере, постоянно сохраняется на жестком диске, чтобы данные не были потеряны в случае внезапного отключения питания.

Как работает оперативная память?

ОЗУ также является памятью для чтения и записи, что означает, что ЦП может быстро считывать инструкции из ОЗУ и записывать результаты в ОЗУ, быстро изменяя данные.

Оперативная память называется оперативной памятью, поскольку компьютер может напрямую обращаться к оперативной памяти и манипулировать ею случайным образом, в любом порядке и из любого физического местоположения.

Как работает оперативная память? По сути, ОЗУ — это полупроводник, размещенный на процессоре, в котором хранятся переменные для вычислений ЦП. Оперативная память предоставляет ячейки памяти для запрошенных данных. ЦП получает инструкцию чтения данных с адресом памяти или расположением данных, а затем отправляет адрес контроллеру ОЗУ.

Контроллер, со своей стороны, передает адрес по соответствующему пути, открывая транзисторы пути и считывая значение каждого конденсатора. В конечном итоге считанные данные передаются обратно в ЦП.

Какие существуют типы оперативной памяти?

Двумя основными типами оперативной памяти являются статическая RAM (SRAM) и динамическая RAM (DRAM).

SRAM – это микросхема памяти, которая работает быстрее и потребляет меньше энергии, чем DRAM. Более дорогая, чем DRAM, SRAM обычно используется компьютером в качестве кэш-памяти. SRAM использует состояние шеститранзисторной ячейки памяти для хранения бита данных. Типичная скорость SRAM составляет от 20 наносекунд (нс) до 40 нс.

DRAM – это микросхема памяти, которая может хранить больше данных, чем микросхема SRAM, хотя она медленнее и требует большей мощности. Он использует ячейку памяти DRAM, состоящую из пары транзисторов и конденсаторов, для хранения бита данных. В отличие от SRAM, каждая ячейка DRAM должна периодически обновляться, потому что конденсаторы имеют тенденцию к утечке энергии. Типичные скорости DRAM составляют от 60 нс до 100 нс.

Что такое ПЗУ?

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) обеспечивает постоянное хранение инструкций, необходимых во время начальной загрузки или процесса включения компьютера. Он делает это, сохраняя BIOS и другую прошивку для компьютерного оборудования. Эта прошивка сильно зависит от аппаратного обеспечения и редко нуждается в обновлении.

Прошивка содержит базовый код для запуска компьютера. На большинстве современных компьютеров постоянная память расположена на микросхеме BIOS, которая подключается к материнской плате.

Помимо компьютеров, ПЗУ также используется в калькуляторах, периферийных устройствах и встроенных системах, потребности в программировании которых не изменятся. Раньше чипы ПЗУ использовались в игровых картриджах для ранних игровых автоматов, таких как оригинальные Nintendo и Gameboy.

ПЗУ как энергонезависимая память

Является ли ПЗУ энергозависимой или энергонезависимой? ПЗУ является энергонезависимой памятью, т. е. сохраняет данные как при включенном, так и при выключенном питании. Если ПЗУ не будет стерто, оно никогда не забудет данные.

Как работает ПЗУ?

ЦП может считывать данные из ПЗУ. Традиционно было невозможно изменить данные в ПЗУ. Некоторые микросхемы ПЗУ теперь имеют возможность перезаписи, и данные могут быть стерты из нескольких типов ПЗУ. Однако данные не могут быть перезаписаны или удалены так же быстро и легко, как в ОЗУ.

Как работает ПЗУ во время начальной загрузки? Когда вы нажимаете кнопку питания, микросхема BIOS пробуждается и проверяет различные компоненты компьютера, чтобы убедиться, что все они присутствуют и работают правильно.

В процессе, известном как самотестирование при включении питания (POST), BIOS дает указание ЦП начать проверку кода в разных местах. Во время теста вы можете услышать жужжание жесткого диска и увидеть мигающие индикаторы. После завершения теста ЦП вступает во владение и запускает операционную систему.

Какие существуют типы ПЗУ?

Существует три основных типа ПЗУ: программируемое ПЗУ (ПЗУ), стираемое и программируемое ПЗУ (СППЗУ) и электрически стираемое и программируемое ПЗУ (ЭСППЗУ).

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 на 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 располагается в отдельном устройстве хранения, таком как жесткий диск или твердотельный накопитель (SSD), который подключается 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 не только читать, но и записывать, 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.

Слово "кэш" могло появляться в ваших разговорах о компьютерах, производительности и, в частности, о памяти.Но что это на самом деле означает и почему это важно?

Понимание кэша и кэш-памяти может помочь вам сделать лучший выбор для обслуживания вашего компьютера, чтобы вы могли продолжать выполнять задачи с максимальной эффективностью. Из этого руководства вы узнаете, что такое кэш-память и как она влияет на повседневное использование компьютера.

Определение кэша компьютера

Кэш — это временная память, официально именуемая «кеш-память процессора». Эта чиповая функция вашего компьютера позволяет вам получать доступ к некоторой информации быстрее, чем если бы вы обращались к ней с основного жесткого диска вашего компьютера. Данные из программ и файлов, которые вы используете чаще всего, хранятся в этой временной памяти, которая также является самой быстрой памятью на вашем компьютере.

Кэш и оперативная память

Когда вашему компьютеру требуется быстрый доступ к данным, но он не может найти их в кеше, он будет искать их в оперативной памяти (ОЗУ). Оперативная память является основным типом хранилища компьютерных данных, в котором хранится информация и программные процессы. Он находится дальше от процессора, чем кэш-память, и не такой быстрый; кеш на самом деле в 100 раз быстрее, чем стандартная оперативная память.

Если кеш такой быстрый, почему не все данные хранятся там? Хранилище кеша ограничено и очень дорого для его места, поэтому имеет смысл хранить только наиболее часто используемые данные, а все остальное оставить в ОЗУ.

Другое использование термина «кеш»

Как кеш-память влияет на производительность

Как кэш ускоряет ваши вычисления? Мы уже знаем, что он может получать доступ к часто используемым данным с максимальной эффективностью. Однако решить, какие данные он хранит в кеше, само по себе почти искусство.

Компьютер ждет, пока вы начнете использовать данные, а затем каталогизирует копии данных, к которым вы снова и снова обращаетесь, в свою специальную библиотеку кэш-памяти. Этот процесс называется «кэшированием». Чем больше вы что-то используете, тем больше вероятность того, что эта копия окажется в вашем кеше.

Попадания и промахи

Затем, когда вы выполняете задачу, требующую этой информации, компьютер сначала проверяет кэш-память. Если он есть, это называется «хит», и вы достигнете максимальной производительности. Если данных нет, это «промах», и ваш компьютер будет искать их на жестком диске или в оперативной памяти более длинным и медленным путем.

Что делать, если мой кеш заполнен?

Несмотря на то, что кэширование может ускорить работу компьютера, если кэш-память переполнится, оно может наоборот замедлить работу. Важно запускать задачи обслуживания на вашем ПК, потому что некоторые из этих функций избавят его память от временных файлов, которые ему, вероятно, больше не нужны. То же самое относится и к вашему интернет-браузеру, который хранит еще больше данных в кеше, что может привести к зависанию вашего ПК. Если вы просрочили очистку истории браузера или временных интернет-файлов, не откладывайте.

Объяснение уровней кэша

Кэш-памяти тоже не одно большое ведро. Компьютер может назначать данные одному из двух уровней.

Кэш 1-го уровня

Уровень 1 (L1) — это кэш, встроенный в ваш ЦП. Он оценивает данные, к которым только что обращался ваш ЦП, и определяет, что, вероятно, вы скоро снова получите к ним доступ. Итак, она попадает в кеш L1, потому что это первое место, которое ваш компьютер проверит в следующий раз, когда вам понадобится эта информация. Это самый быстрый уровень кэширования.

Кэш второго уровня

Уровень 2 (L2) также называется «вторичным кешем». Это то, куда ваш компьютер отправляется, когда не может найти ваши данные (или получает «промах») после поиска в кеше L1. Уровень 2 обычно находится на карте памяти в непосредственной близости от процессора.

Кэш диска

Вы также найдете кэш-память на жестком диске. Это называется «дисковым кешем». Это самый медленный из всех уровней кэша, так как он берет данные с жесткого диска, чтобы поместить их в оперативную память. В ОЗУ также может храниться информация об аксессуарах и периферийных устройствах компьютера, таких как дисковод DVD, в кэше периферийных устройств.

Кэш графического процессора

Получение необходимых данных для рендеринга графики должно происходить очень быстро, поэтому имеет смысл использовать только систему кэширования. Если графика вашего компьютера интегрирована, она будет обрабатываться графическим процессором (GPU), который объединен с CPU в одном чипе. Обе функции работают с одними и теми же ресурсами, поэтому кэш GPU тоже ограничен.

Отдельная выделенная графическая карта (также называемая дискретной видеокартой) будет отделена от ЦП и будет иметь собственный кэш-память. Самые быстрые игровые компьютеры будут иметь выделенную графическую карту с достаточным объемом кэш-памяти, встроенной непосредственно в графический процессор, чтобы избежать задержек или зависаний в интенсивных играх.

Как покупать с учетом кеша

Большинство людей не думают о кэш-памяти при покупке нового компьютера. Тем не менее, это стоит отметить, если вы заинтересованы в максимально плавной работе компьютера с меньшими задержками и задержками, особенно при одновременном запуске нескольких процессов. К дополнительным параметрам кэш-памяти относятся размер кэша и задержка.

Да, это правда, что больший кеш содержит больше данных.Но это также медленнее, поэтому есть компромисс в производительности. Кроме того, компьютеры созданы для распределения данных по приоритетам в разных кэшах. Вот почему у них есть уровни кеша. Если в кеше L1 недостаточно места, он может сохранить его в кеше L2. В результате размер кеша не должен быть главным соображением при покупке.

Задержка

Чтобы получить доступ к данным, думайте о задержке как о "скорости". Сколько времени требуется вашему компьютеру, чтобы добраться до этого кеша памяти L2? Если это меньший кеш, это будет быстрее. Кэш L2 объемом 6 МБ будет иметь повышенную задержку по сравнению с кешем 3 МБ. Компьютеры более высокого класса используют мультисистемный подход, который размещает данные в дополнительных кэшах меньшего размера. Это решает проблему хранения большего количества информации с меньшей общей задержкой.

Заключение

Учитывая все характеристики, которые необходимо учитывать при покупке компьютера, ваше решение о покупке, вероятно, будет зависеть не только от кэш-памяти. Вместо этого вы будете покупать ЦП или ГП, так как именно там происходят процессы кэширования.

Учитывая множество других соображений, оказывающих большее влияние на общую производительность ЦП, они, скорее всего, приведут к вашей покупке гораздо больше, чем кеш. При покупке процессора учитывайте цену, тактовую частоту, количество ядер, количество потоков и совместимость с вашей материнской платой или видеокартой. Чтобы узнать больше о покупке ЦП, ознакомьтесь с нашей статьей о лучших ЦП для бизнеса или о лучших ЦП для игр.

Хотя полезно знать, как работает кэш, но если вы покупаете высокопроизводительный игровой компьютер или бизнес-ноутбук, вы, скорее всего, получите доступ к наиболее производительным вариантам кэш-памяти по умолчанию. Если вы планируете обновить ЦП, вы можете учитывать кэш при выборе ЦП, подходящего для вашего компьютера.

Статьи по теме:

Об авторе

Линси Кнерл (Linsey Knerl) является автором статей для HP® Tech Takes. Линси — писатель со Среднего Запада, оратор и член ASJA. Она стремится помогать потребителям и владельцам малого бизнеса использовать свои ресурсы с помощью новейших технических решений.

Связанные теги

Нужна помощь?

Рекомендованная производителем розничная цена HP может быть снижена. Рекомендованная производителем розничная цена HP указана либо как отдельная цена, либо как зачеркнутая цена, а также указана цена со скидкой или рекламная цена. На скидки или рекламные цены указывает наличие дополнительной более высокой рекомендованной розничной цены зачеркнутой цены.

Ultrabook, Celeron, Celeron Inside, Core Inside, Intel, логотип Intel, Intel Atom, Intel Atom Inside, Intel Core, Intel Inside, логотип Intel Inside, Intel vPro, Itanium, Itanium Inside, Pentium, Pentium Inside, vPro Inside , Xeon, Xeon Phi, Xeon Inside и Intel Optane являются товарными знаками корпорации Intel или ее дочерних компаний в США и/или других странах.

Домашняя гарантия доступна только для некоторых настраиваемых настольных ПК HP. Необходимость обслуживания на дому определяется представителем службы поддержки HP. Заказчику может потребоваться запустить программы самопроверки системы или исправить выявленные неисправности, следуя советам, полученным по телефону. Услуги на месте предоставляются только в том случае, если проблема не может быть устранена удаленно. Услуга недоступна в праздничные и выходные дни.

HP передаст ваше имя и адрес, IP-адрес, заказанные продукты и связанные с ними расходы, а также другую личную информацию, связанную с обработкой вашего заявления, в Bill Me Later®. Bill Me Later будет использовать эти данные в соответствии со своей политикой конфиденциальности.

Подходящие продукты/покупки HP Rewards определяются как принадлежащие к следующим категориям: принтеры, ПК для бизнеса (марки Elite, Pro и рабочие станции), выберите аксессуары для бизнеса и выберите чернила, тонер и бумага.

Читайте также: