Запомни, что в компьютере
Обновлено: 02.07.2024
Вычисления в памяти связаны с двумя вещами: ускорением вычислений и их масштабированием для потенциальной поддержки петабайтов данных в памяти. Вычисления в оперативной памяти используют две ключевые технологии: память с произвольным доступом (ОЗУ) и распараллеливание.
Скорость: Хранилище ОЗУ
Во-первых, вычисления в памяти берут данные с дисков и перемещают их в ОЗУ. Жесткий диск, безусловно, самая медленная часть вашего сервера. Типичный жесткий диск — это буквально вращающийся диск, похожий на старомодный проигрыватель. У него много движущихся частей, и он вращается в вакууме, где рычаг проигрывателя физически сканирует диск, чтобы прочитать ваши данные. Кроме того, перемещение данных с диска в ОЗУ для обработки занимает много времени, что увеличивает скорость обработки данных. Между тем, оперативная память является вторым по скорости компонентом вашего сервера. Только процессор быстрее.
В оперативной памяти нет движущихся частей. Память - это всего лишь чип. С физической точки зрения, электрический сигнал считывает информацию, хранящуюся в оперативной памяти. Он работает со скоростью электричества, то есть со скоростью света. Когда вы перемещаете данные с диска в оперативную память, ваш компьютер работает от пяти тысяч до миллиона раз быстрее.
Человеческому разуму трудно понять такую скорость. Мы говорим о наносекундах, миллисекундах и микросекундах. Хорошая аналогия состоит в том, что традиционные вычисления подобны банановому слизнюку, ползкому по вашему саду со скоростью 0,007 мили в час, а вычисления в памяти подобны истребителю F-18, летящему со скоростью 1190 миль в час, что вдвое превышает скорость звука. Другими словами, дисководы очень, очень медленные. А когда вы скопируете все свои данные с диска и поместите их в оперативную память, вычисления станут очень, очень быстрыми.
Вы можете смотреть на это как шеф-повар в ресторане. Шеф-повару нужны ингредиенты для приготовления еды: это ваши данные. Ингредиенты могут быть в холодильнике шеф-повара, а могут быть за десять миль в продуктовом магазине. Холодильник похож на оперативную память: шеф-повар может мгновенно получить доступ к нужным ему ингредиентам. Когда он закончит с ингредиентами и блюдо будет готово, он одновременно кладет остатки обратно в холодильник. Продуктовый магазин похож на дисковое хранилище. Шеф-повар должен ехать в магазин, чтобы получить необходимые ингредиенты. Хуже того, ему приходится собирать их по одному. Если ему нужны сыр, чеснок и макароны, он должен один раз сходить в продуктовый магазин за сыром, принести его и использовать. Затем он должен повторить весь процесс снова для чеснока и макарон. Если этого недостаточно, он должен снова отвезти оставшиеся ингредиенты обратно в продуктовый магазин, один за другим, сразу после того, как он закончит использовать каждый из них.
Но это еще не все. Предположим, вы можете создать дисковый накопитель, который будет работать так же быстро, как оперативная память, подобно флэш-накопителям. Система, используемая традиционными вычислениями для поиска информации на жестком диске — от процессора к ОЗУ, от контроллера к диску — по-прежнему делает это намного медленнее, чем вычисления в памяти.
Возвращаясь к нашему примеру, предположим, что есть два шеф-повара: один занимается вычислениями в памяти, а другой — традиционными вычислениями. У шеф-повара, представляющего вычисления в памяти, холодильник стоит рядом с ним, и он также точно знает, где что лежит на полках. Между тем, шеф-повар, представляющий традиционные вычисления, не знает, где в продуктовом магазине находятся какие-либо ингредиенты. Он должен пройти по всем проходам, пока не найдет сыр. Затем ему снова приходится идти по тем же проходам за чесноком, затем за макаронами и так далее. В этом разница в эффективности между ОЗУ и дисковым хранилищем.
Оперативная память и флэш-память
Флэш-хранилище было создано для замены дискового накопителя. Когда он используется для этой цели, его также называют твердотельным устройством или SSD. Твердотельные накопители сделаны из кремния и работают в пять-десять раз быстрее, чем жесткие диски. Однако и флэш-память, и дисководы подключены к одному и тому же контроллеру на вашем компьютере. Даже при использовании флэш-памяти вам все равно придется выполнять тот же процесс чтения и записи с диска. Процессор переходит в ОЗУ, ОЗУ — в контроллер, а контроллер извлекает информацию с диска.
Flash получает доступ к информации быстрее, чем диск, но по-прежнему использует такой же медленный процесс для передачи данных процессору. Кроме того, из-за присущих физической конструкции флэш-памяти ограничений число операций чтения и записи до того, как ее потребуется заменить, ограничено. С другой стороны, современная оперативная память имеет неограниченный срок службы и занимает меньше места, чем флэш-память. Флэш-память может быть в пять-десять раз быстрее, чем стандартный диск, но оперативная память в миллион раз быстрее, чем диск. В сочетании с другими преимуществами нет никакого сравнения.
Масштаб: распараллеливание
Оперативная память обеспечивает скорость вычислений в оперативной памяти. Но масштабируемость технологии обеспечивается распараллеливанием.Распараллеливание появилось в начале 2000-х для решения другой проблемы: неадекватности 32-битных процессоров. К 2012 году большинство серверов перешли на 64-битные процессоры, способные обрабатывать гораздо больше данных. Но в 2003 году 32-битные процессоры были обычным явлением, и они были очень ограничены. Они не могли управлять более чем четырьмя гигабайтами оперативной памяти одновременно. Даже если поставить на компьютер больше оперативной памяти, 32-битный процессор ее не увидит. Но потребность в большем объеме оперативной памяти все равно росла.
Решением было поместить данные в ОЗУ на множестве разных компьютеров. Как только он был разбит таким образом, процессор мог его решить. Кластер компьютеров выглядел так, будто это одно приложение, работающее на одном компьютере с большим количеством оперативной памяти. Вы разделяете данные и задачи, используете общую оперативную память для хранения и используете все компьютеры для обработки. Именно так вы справлялись с большой нагрузкой в 32-битном мире, и это называлось распараллеливанием или массивно-параллельной обработкой (MPP).
Когда были выпущены 64-разрядные процессоры, они могли обрабатывать более или менее неограниченный объем оперативной памяти. Распараллеливание больше не было необходимо для его первоначального использования. Но вычисления в памяти нашли другой способ использовать это преимущество: масштабируемость.
Несмотря на то, что 64-разрядные процессоры могли обрабатывать гораздо больше данных, один компьютер по-прежнему не мог поддерживать миллиард пользователей. Но когда вы распределяли вычислительную нагрузку по многим компьютерам, такая поддержка была возможна. Еще лучше, если число пользователей увеличилось, и все, что вам нужно было сделать, это добавить еще несколько компьютеров, чтобы расти вместе с ними.
Представьте себе шесть компьютеров. У вас могут быть тысячи компьютеров, но в этом примере мы будем использовать шесть. Эти компьютеры связаны через сеть, поэтому мы называем их кластером. Теперь представьте, что у вас есть приложение, которое потребляет много трафика, слишком много трафика, чтобы хранить все данные на одном компьютере. При распараллеливании вы берете свое приложение и разбиваете его данные на части. Затем вы помещаете одну его часть в компьютер 1, другую часть в компьютер 2 и так далее, пока данные не будут оптимально распределены по кластеру. Ваше единственное приложение работает на целом кластере компьютеров. Когда кластер получает запрос на данные, он знает, где находятся эти данные, и обрабатывает информацию оттуда в оперативной памяти. Данные не перемещаются так, как в традиционных вычислениях.
Более того, вы можете реплицировать отдельные части своих данных на разные компьютеры в одном кластере. В нашем примере допустим, что данные на компьютере 6 пользуются большим спросом. Вы можете добавить в кластер еще один компьютер, несущий те же данные. Таким образом, вы не только сможете работать быстрее, но и если компьютер 6 выйдет из строя, дополнительный компьютер просто вступит во владение и продолжит работу в обычном режиме.
Если бы вы попытались увеличить масштаб с помощью одного компьютера, это становилось бы все дороже и дороже. В конце концов, это все равно замедлит вас. Благодаря распараллеливанию вычисления в памяти позволяют линейно и без ограничений масштабировать потребности.
Вернемся к аналогии с поваром, где компьютерный процессор – это повар, а память – поварская плита. Приходит клиент и заказывает закуску. Шеф-повар готовит закуску сразу на своей плите, а клиент доволен.
Что происходит, когда 20 клиентов заказывают закуски? Один повар с его одной плитой не справится. Этот 20-й покупатель будет ждать три часа, чтобы получить свою закуску. Решение состоит в том, чтобы привлечь больше поваров с большим количеством плит, обученных одинаково готовить закуски. Чем больше у вас будет клиентов, тем больше поваров и печей вы привлечете к себе, чтобы никому не пришлось ждать. И если одна плита сломается, ничего страшного: ее место может занять множество других плит на кухне.
Интернет создал уровень масштаба, который был бы неслыханным всего 15 или 20 лет назад. Распараллеливание дает вычислениям в памяти возможности масштабирования в соответствии с миром.
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, какой тип памяти подходит 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.
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 одновременно, скорость, с которой информация хранится и доступна, 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 запоминающего устройства, например жесткого диска, компьютер работал бы намного медленнее.
План North American Electric Reliability Corporation по защите критически важной инфраструктуры (NERC CIP) представляет собой набор стандартов.
Структура управления рисками ISO 31000 – это международный стандарт, который предоставляет компаниям рекомендации и принципы для .
Чистый риск относится к рискам, которые находятся вне контроля человека и приводят к убыткам или их отсутствию без возможности получения финансовой выгоды.
Экранированная подсеть или брандмауэр с тройным подключением относится к сетевой архитектуре, в которой один брандмауэр используется с тремя сетями .
Метаморфное и полиморфное вредоносное ПО – это два типа вредоносных программ (вредоносных программ), код которых может изменяться по мере их распространения.
В контексте вычислений Windows и Microsoft Active Directory (AD) идентификатор безопасности (SID) — это уникальное значение, которое равно .
Медицинская транскрипция (МТ) – это ручная обработка голосовых сообщений, продиктованных врачами и другими медицинскими работниками.
Электронное отделение интенсивной терапии (eICU) — это форма или модель телемедицины, в которой используются самые современные технологии.
Защищенная медицинская информация (PHI), также называемая личной медицинской информацией, представляет собой демографическую информацию, медицинскую .
Снижение рисков – это стратегия подготовки к угрозам, с которыми сталкивается бизнес, и уменьшения их последствий.
Отказоустойчивая технология — это способность компьютерной системы, электронной системы или сети обеспечивать бесперебойное обслуживание.
Синхронная репликация — это процесс копирования данных по сети хранения, локальной или глобальной сети, поэтому .
Интерфейс управления облачными данными (CDMI) – это международный стандарт, определяющий функциональный интерфейс, используемый приложениями.
Износ флэш-памяти NAND — это пробой оксидного слоя внутри транзисторов с плавающим затвором флэш-памяти NAND.
Выносливость при записи — это количество циклов программирования/стирания (P/E), которое может быть применено к блоку флэш-памяти перед сохранением .
Читайте также: