Существуют такие виды оперативной памяти по технологии изготовления, как память

Обновлено: 04.07.2024

Полной формой оперативной памяти является оперативная память. Информация, хранящаяся в памяти этого типа, теряется при отключении питания ПК или ноутбука. Информацию, хранящуюся в оперативной памяти, можно проверить с помощью BIOS. Обычно она называется основной памятью, временной памятью, кэш-памятью или энергозависимой памятью компьютерной системы.

Из этого руководства по операционной системе вы узнаете:

История оперативной памяти

Важные вехи из истории оперативной памяти:

< tr>
Тип ОЗУ Год изобретения
FPM-(ОЗУ с быстрым страничным режимом)- 1990
Оперативная память EDO (расширенная память для операций с данными) 1994
SDRAM (одиночное динамическое ОЗУ) 1996
RDRAM (RAMbus RAM) 1998
DDR (двойная скорость передачи данных) 2000
DDR2 2003
DDR3 2007
DDR4 2012

Типы оперативной памяти


Статическая оперативная память

Статическая оперативная память — это полная форма SRAM. В этом типе ОЗУ данные хранятся с использованием состояния шеститранзисторной ячейки памяти. Статическая оперативная память в основном используется в качестве кэш-памяти для процессора (ЦП).

Динамическая оперативная память

DRAM означает динамическую оперативную память. Это тип ОЗУ, который позволяет хранить каждый бит данных в отдельном конденсаторе внутри конкретной интегральной схемы. Динамическая оперативная память — это стандартная компьютерная память многих современных настольных компьютеров.

Этот тип ОЗУ является энергозависимой памятью, которую необходимо регулярно обновлять напряжением. В противном случае он потеряет хранящуюся на нем информацию.

SRAM VS DRAM

SRAM DRAM
SRAM имеет меньшее время доступа, поэтому она быстрее по сравнению с DRAM.< /td> DRAM имеет большее время доступа, поэтому она медленнее, чем SRAM.
SRAM дороже, чем DRAM. DRAM стоит меньше по сравнению с ней. в SRAM.
SRAM требует постоянного источника питания, что означает, что этот тип памяти потребляет больше энергии. DRAM предлагает сниженное энергопотребление, поскольку информация хранится в конденсаторе.
Это сложная внутренняя схема, и она предлагает меньшую емкость памяти по сравнению с тем же физическим размером микросхемы памяти DRAM. Это небольшая внутренняя схема в однобитовой ячейке памяти DRAM. Доступна большая емкость хранилища.
SRAM имеет низкую плотность упаковки. DRAM имеет высокую плотность упаковки.

Другие важные типы оперативной памяти

FPM DRAM


Быстрая динамическая оперативная память в страничном режиме — это тип ОЗУ, который ожидает весь процесс поиска бита данных по столбцу и строке, а затем считывает бит, прежде чем он начнет со следующего бита. Максимальная скорость передачи составляет около 176 Мбит/с.

SDR-ОЗУ


SDR RAM — это полная форма синхронной памяти с динамическим доступом. Он имеет время доступа от 25 до 10 нс (наносекунды) и находится в модулях DIMM (двухрядный модуль памяти) по 168 контактов.

Они хранят данные с помощью конденсаторов, использующих ИС (интегральные схемы). На одной из сторон у них есть выводы, которые можно вставить внутрь отдельных слотов для памяти Материнской платы.

ОЗУ


Динамическая оперативная память Rambus — это полная форма RDRAM. Этот тип микросхем оперативной памяти работает параллельно, что позволяет достичь скорости передачи данных 800 МГц или 1600 Мбит/с. Они выделяют гораздо больше тепла, поскольку они работают на таких высоких скоростях.

VRAM (видео):



Оперативная память, оптимизированная для видеоадаптеров, называется VRAM. Эти чипы имеют два порта, так что видеоданные могут быть записаны в чипы, в то время как видеоадаптер регулярно считывает память, чтобы обновить текущий дисплей монитора.

ОЗУ ЭДО


EDO DRAM — это аббревиатура от Extended Data Output Random Access Memory. Он не ждет завершения обработки первого бита, прежде чем перейти к следующему. Как только адрес первого бита найден, EDO DRAM начинает поиск следующего бита.

Флэш-память:


Флэш-память — это электрически стираемая и программируемая постоянная память. Он использует однотранзисторную память для хранения бита. Он предлагает низкое энергопотребление и помогает снизить стоимость. В основном используется в цифровых камерах, MP3-плеерах и т. д.

DDR SDRAM


Полной формой DDR SDRAM является синхронная динамическая оперативная память с удвоенной скоростью передачи данных. Это как SDRAM. Единственная разница между ними заключается в том, что он имеет более высокую пропускную способность, что обеспечивает более высокую скорость. Максимальная скорость передачи данных в кэш L2 составляет примерно 1064 Мбит/с.

Стэнли Гуднер – бывший журналист Lifewire, который пишет об аудиооборудовании, управлении музыкой, компьютерном оборудовании и других потребительских технологиях.

Кристин Бейкер – консультант по маркетингу с опытом работы с различными клиентами. Ее опыт включает социальные сети, веб-разработку и графический дизайн.

В этой статье

Перейти к разделу

Почти каждому вычислительному устройству требуется оперативная память. Взгляните на свое любимое устройство (например, смартфоны, планшеты, настольные компьютеры, ноутбуки, графические калькуляторы, телевизоры высокой четкости, портативные игровые системы и т. д.), и вы должны найти некоторую информацию об оперативной памяти. Хотя вся оперативная память в основном служит одной цели, в настоящее время широко используются несколько различных типов:

  • Статическая оперативная память (SRAM)
  • Динамическое ОЗУ (DRAM)
  • Синхронная динамическая память (SDRAM)
  • Синхронная динамическая память с одной скоростью передачи данных (SDR SDRAM)
  • Синхронная динамическая память с удвоенной скоростью передачи данных (DDR SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4)
  • Графическая синхронная динамическая память с удвоенной скоростью передачи данных (GDDR SDRAM, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5)
  • Флэш-память

Оперативная память предоставляет компьютерам виртуальное пространство, необходимое для управления информацией и решения текущих задач. Назаретман / Getty Images

Что такое оперативная память?

ОЗУ – это оперативная память, которая предоставляет компьютерам виртуальное пространство, необходимое для управления информацией и решения текущих проблем. Вы можете думать об этом как о многоразовой бумаге для заметок, на которой вы будете писать заметки, цифры или рисунки карандашом. Если вам не хватает места на бумаге, вы зарабатываете больше, стирая то, что вам больше не нужно; Оперативная память ведет себя аналогичным образом, когда ей требуется больше места для обработки временной информации (например, запущенного программного обеспечения/программ). Большие листы бумаги позволяют вам набрасывать больше (и более крупных) идей за раз, прежде чем их придется стирать; увеличение объема оперативной памяти внутри компьютеров приводит к тому же эффекту.

Оперативная память бывает разных форм (т. е. способов ее физического подключения или взаимодействия с вычислительными системами), емкости (измеряется в МБ или ГБ), скоростей (измеряется в МГц или ГГц) и архитектур. Эти и другие аспекты важно учитывать при обновлении систем с оперативной памятью, поскольку компьютерные системы (например, аппаратное обеспечение, материнские платы) должны соответствовать строгим правилам совместимости. Например:

  • Компьютеры старого поколения вряд ли будут поддерживать новейшие технологии оперативной памяти.
  • Память ноутбука не помещается в настольный компьютер (и наоборот)
  • Оперативная память не всегда обратно совместима.
  • Обычно система не может смешивать и сопоставлять разные типы/поколения оперативной памяти.

Статическая оперативная память (SRAM)

  • Время на рынке: с 1990 года по настоящее время.
  • Популярные продукты, использующие SRAM: цифровые камеры, маршрутизаторы, принтеры, ЖК-экраны.

Один из двух основных типов памяти (второй – DRAM), SRAM для работы требует постоянного потока энергии. Из-за непрерывного питания SRAM не нужно «обновлять», чтобы запомнить сохраняемые данные. Вот почему SRAM называется «статической» — для сохранения данных не требуется никаких изменений или действий (например, обновление). Однако SRAM является энергозависимой памятью, а это означает, что все сохраненные данные теряются при отключении питания.

Преимущества использования SRAM (по сравнению с DRAM) заключаются в более низком энергопотреблении и более высокой скорости доступа. Недостатками использования SRAM (по сравнению с DRAM) являются меньший объем памяти и более высокая стоимость производства. Из-за этих характеристик SRAM обычно используется в:

  • Кэш процессора (например, L1, L2, L3)
  • Буфер/кэш жесткого диска
  • Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) на видеокартах

Динамическое ОЗУ (DRAM)

  • Время на рынке: с 1970-х до середины 1990-х годов.
  • Популярные продукты, использующие DRAM: игровые приставки, сетевое оборудование.

Для работы DRAM, одного из двух основных типов памяти (второй — SRAM), требуется периодическое «обновление» питания. Конденсаторы, хранящие данные в DRAM, постепенно разряжаются; отсутствие энергии означает, что данные теряются. Вот почему DRAM называется «динамической» — постоянное изменение или действие (т.грамм. обновление) необходимо для сохранения данных в целости. DRAM также является энергозависимой памятью, что означает, что все сохраненные данные теряются при отключении питания.

Преимущество использования DRAM (по сравнению со SRAM) заключается в более низкой стоимости производства и большей емкости памяти. Недостатками использования DRAM (по сравнению с SRAM) являются более низкая скорость доступа и более высокое энергопотребление. Из-за этих характеристик DRAM обычно используется в:

  • Системная память
  • Видеопамять

В 1990-х годах была разработана динамическая оперативная память с расширенным выводом данных (EDO DRAM), за которой последовала ее эволюция — Burst EDO RAM (BEDO DRAM). Эти типы памяти были привлекательны из-за повышенной производительности/эффективности при меньших затратах. Однако с появлением SDRAM эта технология устарела.

Синхронная динамическая память (SDRAM)

  • Время на рынке: с 1993 года по настоящее время.
  • Популярные продукты, использующие SDRAM: компьютерная память, игровые приставки.

SDRAM — это класс DRAM, который работает синхронно с тактовой частотой ЦП, что означает, что она ожидает тактового сигнала, прежде чем реагировать на ввод данных (например, пользовательский интерфейс). Напротив, DRAM является асинхронной, что означает, что она немедленно реагирует на ввод данных. Но преимущество синхронной работы заключается в том, что ЦП может обрабатывать перекрывающиеся инструкции параллельно, что также известно как «конвейерная обработка» — возможность получать (считывать) новую инструкцию до того, как предыдущая инструкция будет полностью разрешена (записана).

Хотя конвейеризация не влияет на время, необходимое для обработки инструкций, она позволяет выполнять больше инструкций одновременно. Обработка одной инструкции чтения и одной инструкции записи за такт приводит к более высокой общей скорости передачи/производительности ЦП. SDRAM поддерживает конвейерную обработку благодаря тому, что ее память разделена на отдельные банки, что привело к ее широкому распространению по сравнению с базовой DRAM.

Синхронная динамическая память с одной скоростью передачи данных (SDR SDRAM)

  • Время на рынке: с 1993 года по настоящее время.
  • Популярные продукты, использующие SDR SDRAM: компьютерная память, игровые приставки.

SDR SDRAM — это расширенный термин для SDRAM. Эти два типа являются одним и тем же, но чаще всего называются просто SDRAM. «Единая скорость передачи данных» указывает, как память обрабатывает одну команду чтения и одну команду записи за такт. Эта маркировка помогает уточнить сравнение между SDR SDRAM и DDR SDRAM:

  • DDR SDRAM, по сути, представляет собой второе поколение SDR SDRAM.

Синхронная динамическая память с удвоенной скоростью передачи данных (DDR SDRAM)

  • Время на рынке: с 2000 года по настоящее время.
  • Популярные продукты, использующие DDR SDRAM: компьютерная память.

DDR SDRAM работает так же, как SDR SDRAM, только в два раза быстрее. DDR SDRAM способна обрабатывать две инструкции чтения и две инструкции записи за такт (отсюда и «двойная»). Несмотря на сходство функций, DDR SDRAM имеет физические отличия (184 контакта и одна выемка на разъеме) по сравнению с SDR SDRAM (168 контактов и две выемки на разъеме). DDR SDRAM также работает при более низком стандартном напряжении (2,5 В вместо 3,3 В), что предотвращает обратную совместимость с SDR SDRAM.

Графическая синхронная динамическая память с удвоенной скоростью передачи данных (GDDR SDRAM)

  • Время на рынке: с 2003 г. по настоящее время.
  • Популярные продукты, использующие GDDR SDRAM: видеокарты, некоторые планшеты.

GDDR SDRAM – это тип памяти DDR SDRAM, специально разработанный для рендеринга видеографики, обычно в сочетании с выделенным графическим процессором (графическим процессором) на видеокарте. Современные компьютерные игры, как известно, выходят за рамки невероятно реалистичных сред с высоким разрешением, часто требуя мощных системных характеристик и лучшей видеокарты для игры (особенно при использовании дисплеев с высоким разрешением 720p или 1080p).

  • Подобно DDR SDRAM, GDDR SDRAM имеет собственную эволюционную линию (повышение производительности и снижение энергопотребления): GDDR2 SDRAM, GDDR3 SDRAM, GDDR4 SDRAM и GDDR5 SDRAM.

Несмотря на очень схожие характеристики с DDR SDRAM, GDDR SDRAM не совсем такая же. Существуют заметные различия в том, как работает GDDR SDRAM, особенно в том, что полоса пропускания предпочтительнее задержки. Ожидается, что GDDR SDRAM будет обрабатывать огромные объемы данных (пропускная способность), но не обязательно на самых высоких скоростях (задержка); подумайте о 16-полосном шоссе со скоростью 55 миль в час. Для сравнения, ожидается, что DDR SDRAM будет иметь низкую задержку, чтобы немедленно реагировать на процессор; представьте себе двухполосное шоссе со скоростью 85 миль в час.

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.

Оперативная память (ОЗУ) – наиболее известная форма компьютерной памяти. Это то, что позволяет вашему компьютеру выходить в Интернет, а затем быстро переключаться на загрузку приложения или редактирование документа. ОЗУ считается "произвольным доступом", потому что вы можете получить доступ к любой ячейке памяти напрямую, если знаете строку и столбец, которые пересекаются в этой ячейке.

Напротив, память с последовательным доступом (SAM) хранит данные в виде набора ячеек памяти, доступ к которым возможен только последовательно (как на кассете). Если данных нет в текущем местоположении, проверяется каждая ячейка памяти до тех пор, пока не будут найдены нужные данные. SAM очень хорошо работает с буферами памяти, где данные обычно хранятся в том порядке, в котором они будут использоваться (например, память буфера текстур на видеокарте). С другой стороны, к данным RAM можно обращаться в любом порядке.

ОЗУ — это, по сути, кратковременная память вашего компьютера. Подобно микропроцессору, микросхема памяти представляет собой интегральную схему (ИС), состоящую из миллионов транзисторов и конденсаторов. В самой распространенной форме компьютерной памяти, динамической памяти с произвольным доступом (DRAM), транзистор и конденсатор объединены в пару для создания ячейки памяти, которая представляет один бит данных. Конденсатор содержит бит информации — 0 или 1 (информацию о битах см. в разделе «Как работают биты и байты»). Транзистор действует как переключатель, который позволяет схеме управления на микросхеме памяти считывать показания конденсатора или изменять его состояние.

Конденсатор похож на маленькое ведро, в котором могут храниться электроны. Чтобы сохранить 1 в ячейке памяти, ведро заполняется электронами. Чтобы сохранить 0, он очищается. Проблема с ведром конденсатора в том, что он протекает. За несколько миллисекунд полное ведро становится пустым. Поэтому, чтобы динамическая память работала, либо ЦП, либо контроллер памяти должны прийти и перезарядить все конденсаторы, удерживающие 1, прежде чем они разрядятся. Для этого контроллер памяти считывает память, а затем записывает ее обратно. Эта операция обновления выполняется автоматически тысячи раз в секунду.

Конденсатор в ячейке памяти динамического ОЗУ похож на дырявое ведро. Его необходимо периодически обновлять, иначе он разрядится до 0. Именно благодаря этой операции обновления динамическая оперативная память получила свое название. Динамическая оперативная память должна постоянно обновляться динамически, иначе она забудет, что в ней находится. Недостатком всего этого обновления является то, что оно требует времени и замедляет работу памяти.

В этой статье вы узнаете все о том, что такое оперативная память, какой тип вам следует купить и как ее установить.

Ячейки памяти и DRAM

Память состоит из битов, расположенных в двумерной сетке.

На этом рисунке красные ячейки представляют собой единицы, а белые ячейки — нули. В анимации выбирается столбец, а затем записываются строки для записи данных в определенный столбец.

Ячейки памяти выгравированы на кремниевой пластине в виде массива столбцов (битовых строк) и строк (словных строк). Пересечение строки битов и строки слов составляет адрес ячейки памяти.

DRAM работает, отправляя заряд через соответствующий столбец (CAS), чтобы активировать транзистор в каждом бите в столбце. При записи строки строки содержат состояние, в котором должен находиться конденсатор. При чтении датчик-усилитель определяет уровень заряда в конденсаторе. Если оно превышает 50 процентов, оно читается как 1; в противном случае он считывает его как 0. Счетчик отслеживает последовательность обновления на основе того, к каким строкам и в каком порядке осуществлялся доступ. Время, необходимое для всего этого, настолько мало, что выражается в наносекундах (миллиардных долях секунды). Скорость чипа памяти 70 нс означает, что полное считывание и перезарядка каждой ячейки занимает 70 наносекунд.

Сами по себе ячейки памяти были бы бесполезны, если бы не было какого-то способа получать и извлекать информацию из них. Итак, ячейки памяти имеют целую инфраструктуру поддержки других специализированных схем. Эти схемы выполняют такие функции, как:

  • Идентификация каждой строки и столбца (выбор адреса строки и выбор адреса столбца)
  • Отслеживание последовательности обновления (счетчик)
  • Чтение и восстановление сигнала с ячейки (усилитель считывания)
  • Сообщение ячейке о том, должна ли она заряжаться или нет (разрешение записи)

Другие функции контроллера памяти включают ряд задач, в том числе определение типа, скорости и объема памяти, а также проверку на наличие ошибок.

Статическая оперативная память работает иначе, чем DRAM. Мы рассмотрим, как это сделать, в следующем разделе.

Статическая оперативная память использует совершенно другую технологию. В статической ОЗУ форма триггера содержит каждый бит памяти (подробности о триггерах см. в разделе «Как работает логическая логика»). Триггер для ячейки памяти состоит из четырех или шести транзисторов вместе с некоторой проводкой, но его никогда не нужно обновлять.Это делает статическое ОЗУ значительно быстрее, чем динамическое ОЗУ. Однако из-за большего количества частей статическая ячейка памяти занимает на кристалле гораздо больше места, чем ячейка динамической памяти. Следовательно, вы получаете меньше памяти на чип, а это увеличивает его цену.

Статическая оперативная память — это быстро и дорого, а динамическая — дешевле и медленнее. Таким образом, статическая оперативная память используется для создания чувствительного к скорости кэша процессора, а динамическая оперативная память формирует больший объем системной оперативной памяти.

Микросхемы памяти в настольных компьютерах изначально использовали конфигурацию контактов, называемую двухрядным корпусом (DIP). Эта конфигурация контактов может быть впаяна в отверстия на материнской плате компьютера или вставлена ​​в гнездо, припаянное к материнской плате. Этот метод хорошо работал, когда компьютеры обычно работали с оперативной памятью в несколько мегабайт или меньше, но по мере роста потребности в памяти увеличивалось и количество микросхем, которым требовалось место на материнской плате.

Решением было размещение микросхем памяти вместе со всеми вспомогательными компонентами на отдельной печатной плате (PCB), которую затем можно было подключить к специальному разъему (блоку памяти) на материнской плате. В большинстве этих микросхем используется конфигурация выводов J-выводов с небольшим контуром (SOJ), но довольно много производителей также используют конфигурацию с тонким корпусом с малым контуром (TSOP). Ключевое различие между этими новыми типами выводов и исходной конфигурацией DIP заключается в том, что микросхемы SOJ и TSOP монтируются на печатной плате. Другими словами, контакты припаяны непосредственно к поверхности платы, а не вставляются в отверстия или гнезда.

Чипы памяти обычно доступны только в составе платы, которая называется модулем. При покупке памяти на многих модулях можно увидеть отдельные микросхемы памяти.

В следующем разделе мы рассмотрим некоторые другие распространенные типы оперативной памяти.

Ниже приведены некоторые распространенные типы оперативной памяти:

Виды плат и разъемов, используемых для оперативной памяти в настольных компьютерах, изменились за последние несколько лет. Первые типы были проприетарными, а это означает, что разные производители компьютеров разрабатывали платы памяти, которые будут работать только с их конкретными системами.

Затем появилась SIMM, что означает одиночный встроенный модуль памяти. Эта плата памяти использовала 30-контактный разъем и имела размер около 3,5 x 0,75 дюйма (около 9 x 2 см). В большинстве компьютеров SIMM приходилось устанавливать парами с одинаковой емкостью и скоростью. Это связано с тем, что ширина шины превышает размер одной SIMM.

По мере роста скорости и пропускной способности процессоров отрасль приняла новый стандарт модулей памяти с двухрядным расположением выводов (DIMM). Модули DIMM различаются по емкости и могут устанавливаться по отдельности, а не парами.

Некоторые бренды ноутбуков используют ОЗУ на основе конфигурации модуля памяти SODIMM с двумя рядами контактов. Карты SODIMM маленькие, примерно 2 x 1 дюйм (5 x 2,5 см) и имеют 144 или 200 контактов. Емкость варьируется от 2 до 32 ГБ на модуль. В некоторых субноутбуках используются модули DIMM еще меньшего размера, известные как MicroDIMM. Промышленность переходит на маломощные модули DDR4 в более тонких и легких ноутбуках, потому что они потребляют меньше энергии и более компактны. К сожалению, их приходится припаивать, а это означает, что обычный пользователь не может заменить оригинальную оперативную память.

Большая часть доступной сегодня памяти отличается высокой надежностью. В большинстве систем контроллер памяти просто проверяет наличие ошибок при запуске и полагается на это. Микросхемы памяти со встроенной проверкой ошибок обычно используют метод проверки на наличие ошибок, известный как контроль четности. Чипы четности имеют дополнительный бит на каждые 8 ​​бит данных. Принцип работы паритета прост. Давайте сначала посмотрим на четность.

Когда 8 битов в байте принимают данные, чип суммирует общее количество единиц. Если общее количество единиц нечетное, бит четности устанавливается в 1. Если общее количество четно, бит четности устанавливается в 0. Когда данные считываются обратно из битов, общее количество снова суммируется и сравнивается к биту четности. Если сумма нечетная, а бит четности равен 1, то данные считаются достоверными и отправляются в ЦП. Но если сумма нечетная, а бит четности равен 0, чип знает, что где-то в 8 битах есть ошибка, и сбрасывает данные. Нечетная четность работает так же, но бит четности устанавливается в 1, когда общее количество единиц в байте четное.

Проблема с контролем четности заключается в том, что он обнаруживает ошибки, но ничего не делает для их исправления. Если байт данных не соответствует своему биту четности, данные отбрасываются, и система повторяет попытку. Компьютеры в критических позициях нуждаются в более высоком уровне отказоустойчивости. Высокопроизводительные серверы часто имеют форму проверки ошибок, известную как код исправления ошибок (ECC). Как и контроль четности, ECC использует дополнительные биты для контроля данных в каждом байте. Разница в том, что ECC использует для проверки ошибок несколько битов — сколько зависит от разрядности шины — вместо одного. Память ECC использует специальный алгоритм не только для обнаружения однобитовых ошибок, но и для их исправления. Память ECC также обнаружит случаи сбоя более чем одного бита данных в байте.Такие сбои очень редки, и их нельзя исправить даже с помощью ECC.

В большинстве продаваемых компьютеров используются микросхемы памяти без контроля четности. Эти микросхемы не обеспечивают какой-либо встроенной проверки ошибок, а вместо этого полагаются на контроллер памяти для обнаружения ошибок.

Сколько оперативной памяти вам нужно?

Говорят, что у вас никогда не будет достаточно денег, и то же самое относится и к оперативной памяти, особенно если вы много работаете с графикой или играете. Наряду с самим ЦП, оперативная память является наиболее важным фактором производительности компьютера. Если у вас ее недостаточно, добавление оперативной памяти может иметь большее значение, чем установка нового процессора!

Если ваша система медленно реагирует или постоянно обращается к жесткому диску, вам необходимо добавить больше оперативной памяти. Если вы используете Windows 10, Microsoft рекомендует 1 ГБ в качестве минимального требования к ОЗУ для 32-разрядной версии и 2 ГБ для 64-разрядной версии. Если вы переходите на Windows 11, вам потребуется не менее 4 ГБ. Если вы используете Mac с MacOS 11 (Big Sur), вам также потребуется 4 ГБ.

Linux хорошо работает на системах с низкими системными требованиями, включая оперативную память. Xubuntu, одному из популярных дистрибутивов Linux с низкими требованиями, требует всего 512 МБ ОЗУ. Xubuntu использует облегченную среду рабочего стола Xfce, которая также работает с другими дистрибутивами Linux. Конечно, есть дистрибутивы Linux с более высокими системными требованиями.

Независимо от того, какую операционную систему вы используете, помните, что минимальные требования рассчитаны для нормального использования — доступ в Интернет, обработка текстов, стандартные домашние/офисные приложения и легкие развлечения. Если вы занимаетесь автоматизированным проектированием (САПР), трехмерным моделированием/анимацией или тяжелой обработкой данных, или если вы серьезный геймер, вам потребуется больше оперативной памяти. Вам также может понадобиться больше оперативной памяти, если ваш компьютер действует как сервер (веб-страницы, база данных, приложение, FTP или сеть).

Другой вопрос заключается в том, сколько видеопамяти вы хотите на своей видеокарте. Почти все карты, которые вы можете купить сегодня, имеют не менее 12-16 МБ оперативной памяти. Обычно этого достаточно для работы в обычной офисной среде. Вам, вероятно, следует инвестировать в видеокарту более высокого класса, если вы хотите сделать что-либо из следующего:

  • Играть в реалистичные игры
  • Снимать и редактировать видео
  • Создание трехмерной графики
  • Работайте в полноцветной среде с высоким разрешением.
  • Создание полноцветных иллюстраций

При покупке видеокарт помните, что ваш монитор и компьютер должны поддерживать выбранную вами карту.

Как установить оперативную память

В большинстве случаев установка оперативной памяти – это очень простая и понятная процедура. Главное — провести исследование. Вот что вам нужно знать:

  • Сколько у вас оперативной памяти
  • Сколько оперативной памяти вы хотите добавить
  • Форм-фактор
  • Тип оперативной памяти
  • Необходимые инструменты
  • Гарантия
  • Куда это идет?

Оперативная память обычно продается плотностью, кратной 2 гигабайтам: 2, 4, 8, 16, 32. Другими словами, модуль одного типоразмера, но на одной плате может быть разное количество памяти. Например, если ваш компьютер имеет 8 ГБ, а вам нужно 16 ГБ общей оперативной памяти, вам следует купить модуль с плотностью 8 ГБ.

После того, как вы узнаете, сколько оперативной памяти вам нужно, проверьте, какой форм-фактор (тип карты) вам нужно купить. Вы можете найти это в руководстве, прилагаемом к вашему компьютеру, или вы можете связаться с производителем. Важно понимать, что ваши возможности зависят от конструкции вашего компьютера. Большинство компьютеров, продаваемых для обычного домашнего/офисного использования, имеют слоты DIMM. Высокопроизводительные системы переходят на технологию RIMM, которая со временем перейдет и на стандартные настольные компьютеры. Поскольку слоты DIMM и RIMM очень похожи, будьте очень осторожны, чтобы убедиться, что вы знаете, какой тип используется в вашем компьютере. Установка карты неправильного типа в слот может привести к повреждению системы и выходу карты из строя.

Вам также необходимо знать, какой тип оперативной памяти требуется. Некоторым компьютерам для работы требуются очень специфические типы оперативной памяти. Например, ваш компьютер может работать только с 60-70 нс четностью EDO RAM. Большинство компьютеров не настолько ограничены, но у них есть ограничения. Для оптимальной производительности ОЗУ, которое вы добавляете на свой компьютер, также должно соответствовать существующему ОЗУ по скорости, четности и типу.

Кроме того, некоторые компьютеры поддерживают двухканальную конфигурацию ОЗУ либо в качестве опции, либо в качестве требования. Двухканальные модули ОЗУ устанавливаются согласованными парами, поэтому, если установлена ​​карта ОЗУ на 512 МБ, рядом с ней устанавливается еще одна карта на 512 МБ. Если двухканальная конфигурация не является обязательной, установка ОЗУ согласованными парами повышает производительность некоторых приложений.

Ваш компьютер настроен только на определенный объем памяти. Существует ограниченное количество слотов памяти, и в зависимости от вашей машины вы можете быть ограничены модулем плотности 8 ГБ, даже если производитель выпускает модуль 16 или 32 ГБ.Или, в некоторых случаях, ваш компьютер может позволить вам обновить оперативную память, которая была установлена ​​на заводе. Если у вас есть машина с 4 ГБ сменной оперативной памяти, но эта машина может принять 16 ГБ, вы можете купить два модуля по 8 ГБ и заменить модуль на 4 ГБ.

Некоторые производители — как компьютеров, так и памяти — предлагают на своих веб-сайтах мастер, в котором вы можете ввести модель своего компьютера, чтобы помочь вам определить, какой тип памяти вам нужно установить. Проверьте системные настройки на вашем компьютере, чтобы узнать, сколько памяти установлено. Как только вы узнаете, сколько слотов есть и сколько памяти он может принять, вы можете решить, сколько памяти купить. Некоторые производители припаивают базовую память на место, но в противном случае вы можете удалить карту памяти меньшего размера и заменить ее на карту большего размера.

Заранее зная конфигурацию своего компьютера, вы сможете избежать разочарований при покупке модулей памяти. Обнаружение того, что вы не можете использовать то, что вы купили, после того, как вы открыли свой компьютер, может быть очень, очень раздражающим.

Прежде чем открывать компьютер, ознакомьтесь с лицензионным соглашением с конечным пользователем, чтобы убедиться, что при этом вы не аннулируете гарантию. Некоторые производители запечатывают корпус и просят, чтобы клиент установил ОЗУ уполномоченным специалистом. Если вы готовы открыть корпус, выключите и отсоедините компьютер от сети. Заземлите себя, используя антистатическую прокладку или браслет для снятия статического электричества. В зависимости от вашего компьютера вам может понадобиться отвертка или гаечный ключ, чтобы открыть корпус. Некоторые настольные системы поставляются в корпусах без инструментов, в которых используются винты с накатанной головкой или простая защелка. С ноутбуками часто сложнее.

Фактическая установка модуля памяти обычно не требует никаких инструментов. Оперативная память устанавливается в ряд слотов на материнской плате, известных как банк памяти. Модуль памяти имеет вырез на одном конце, поэтому вы не сможете вставить его в неправильном направлении.

Для SIMM и некоторых модулей DIMM вы устанавливаете модуль, помещая его в слот примерно под углом 45 градусов, а затем проталкивая его вперед, пока он не станет перпендикулярным материнской плате, а небольшие металлические зажимы на каждом конце не защелкнутся. Если зажимы не фиксируются должным образом, убедитесь, что выемка находится на правильном конце, а карта надежно закреплена. Многие модули DIMM не имеют металлических зажимов; они полагаются на трение, чтобы удерживать их на месте. Опять же, просто убедитесь, что модуль надежно закреплен в слоте. Прочтите инструкции к вашей материнской плате.

После установки модуля закройте корпус, снова подключите компьютер и включите его. Когда компьютер запускает POST («самопроверка при включении»), он должен автоматически распознать память, но для этого может потребоваться несколько перезагрузок. Вот и все!

Читайте также: