Виды компьютерной памяти

Какой бывает компьютерная память и в каких устройствах она используется?

Наиболее известные представители энергонезависимой категории это ПЗУ (постоянная память) и флеш-память, получившая в последнее время немалое распространение. В частности, карты памяти CompactFlash и SmartMedia.

Прежде всего просто перечислим основные виды компьютерной памяти и только потом начнем их рассматривать:

• Оперативная память. Оперативное запоминающее устройство. ОЗУ, RAM
• Постоянная память. Постоянное запоминающее устройство. ПЗУ, ROM
• Кеш-память, Cache
• Динамическая оперативная память. Dynamic RAM, DRAM
• Статическая оперативная память. Static RAM, SRAM
• Флеш-память, Flash memory
• Память типа Memory Sticks в виде карт памяти для цифровых фотоаппаратов
• Виртуальная память, Virtual memory
• Видеопамять, Video memory
• Базовая система ввода-вывода, БСВВ, BIOS

Как мы уже писали, память применяется не только в компьютерах, но и в иных цифровых устройствах. Тех «компьютероподобных» устройствах, которые для удобства изложения материала мы будем считать компьютерами, не отвлекаясь на постоянные обсуждения различий между ними. В частности, планшеты многие аналитики относят к компьютерам. Речь идет в том числе и о:

• Сотовых телефонах
• Смартфонах
• Планшетах
• Игровых консолях
• Автомобильных радиоприемниках
• Цифровых медиаплеерах
• Телевизорах

Прежде, чем разбираться в том, как функционирует каждый вид памяти, поинтересуемся тем, как она вообще работает.

Как узнать частоту ОЗУ посредством командной строки

Запрос в командной строке — самый оперативный вариант, дабы проверить частоту RAM. Для этого просто нужно:

• Активировать командную строку. Причем обязательно с правами администратора. Нажать клавиши Win+R и ввести команду cmd.exe
• Ввести слова «wmic memorychip get speed» и нажать Enter.
• Посмотреть возникшее значение.

Если команда вам выдала 1333, то значит, тактовая частота — 1333 МГц. Если в ПК установлено ряд модулей оперативной памяти, значение тоже будет не одно. У них, как правило, идентичная частота.

Применение несовместимых модулей ОЗУ всегда сказывается на общей производительности достаточно плохо. Поэтому если значения имеют отличия, желательно все-таки заменить несовпадающие модули.

Как узнать на какой частоте работает озу в BIOS

Как известно, во время включения системы BIOS выполняет тщательную проверку всех доступных устройств, потому данная система осведомлена обо всех их параметрах. К примеру, BIOS знает частоту ОЗУ. Сложностью такого способа остается поиск данного значение в непростом интерфейсе BIOS.

Итак, для этого метода необходимо выполнить следующее:

• Перезагрузить ПК и перейти в BIOS. На разных компьютерах применяются разные способы активации BIOS, поэтому потребуется пробовать различные клавиши.
• Открыть пункт под названием «Chipset».
• Посмотреть значение параметра «Memory Frequency», так как это и есть частота ОЗУ.

Стоит заметить, что выше описанный способ является подходящим не для всех вариантов интерфейсов BIOS. Ведь их на сегодняшний день достаточно много.

В связи с этим, если очень надо узнать частоту посредством BIOS, возможно, придется подготовиться к долгим поискам. Нужно искать любой параметр, в наименовании которого есть термины frequency либо memory.

Узнать частоту ОЗУ посредством различных утилит

Чтобы легко определить тактовую частоту ОЗУ воспользоваться можно и различными программами. К примеру, средствами для мониторинга используемого ПК.

Эти программы собирают множество различных данных обо всех устройствах и самой ОС Windows. Посредством их пользователь с легкостью сможет узнать частоту ОЗУ и прочие важные параметры RAM.

CPU-Z

CPU-Z: Данное приложение используется для качественной диагностики компьютеров. Оно полностью бесплатное. Чтобы воспользоваться его функциями, необходимо включить программу и зайти в меню «SPD».

Там потребуется выбрать «Slot #1» и посмотреть значение поля «Max Bandwidth». Эта бесплатная утилита показывает и тактовую частоту шины. Для оценки общей производительности, значение надо просто умножить на два.

Кроме того, некоторые сведения об RAM почерпнуть можно в разделе «Memory». Там находятся общие данные о частоте и объеме используемой памяти.

Speccy

Speccy: Это полностью бесплатное приложение для мониторинга. После включения утилита выводит на экран общие данные о выбранной системе. Там можно увидеть и тактовую частоту ОЗУ. Необходимо уточнить, что это тактовая частота шины. Дабы узнать общую скорость передачи информации, это значение потребуется умножить на два.

Чтобы побольше узнать об ОЗУ, придется зайти в раздел «Оперативная память». Там указан будет процент загруженности, тип и объем, тактовая частота и число каналов, а также многие прочие параметры.

AIDA64

AIDA64: Наверное, многие пользователи хорошо знают это приложение для мониторинга общего состояния системы. Ведь оно очень хорошо себя зарекомендовало. Для постоянной работы нужна официальная лицензия, однако есть другой вариант.

Пользователи могут использовать утилиту без оплаты на протяжение тридцати дней. Эта утилита может показать гораздо больше полезных и важных сведений об ОЗУ, нежели CPU-Z либо Speccy. Среди них, разумеется, есть и тактовая частота.

Дабы узнать тактовую частоту, потребуется сделать следующее:

• Зайти в приложение.
• Раскрыть раздел меню «Системная плата».
• Перейти в пункт «Системная плата».
• Зайти в специальный раздел меню «Свойства шины памяти».

Оперативная память

ОЗУ (оперативное записывающее устройство) по объёму является основным представителем внутренней памяти и служит для работы с информацией. Название приходит из функционала. Скорость взаимодействия с процессором настолько высока, что проходят доли секунды между запросом и ответом. Обозначается оперативная память как RAM — Random Access Memory.

ОЗУ хранит в себе все данные работающей программы. Поэтому и процессор способен работать с ней только после того, как она будет записана в оперативную память (ОП). Для взаимодействия с жестким диском ЦПУ обращается к буферу — еще одному виду ОП.

Главным недостатком (или конструктивной особенностью) оперативной памяти является её энергозависимость. То есть при выключении питания персонального компьютера все данные, которые в ней записаны, теряются. Основными характеристиками RAM являются:

• объем;
• разрядность;
• быстродействие.

Внутренняя память компьютера недостаточного объёма сильно снижает производительность. При недостатке RAM некоторые программы могут работать медленно, а некоторые откажутся запускаться вовсе.

Для чего нужна оперативная память

Многие все-таки не понимают, зачем в ПК помимо винчестера, где данные сохраняются в независимости от наличия питания, требуется дополнительная, такая не стабильная составляющая как ОЗУ.

Это обусловлено тем, что по сравнению со скоростью функционирования процессора, общая скорость записи и скорость чтения на винчестере достаточно низкая. Поэтому если бы процессор с ним работал напрямую, то продуктивность системы была бы на крайне низком уровне.

RAM же, в сравнении с винчестером, функционирует гораздо быстрее. Если не учитывать всевозможные кэши, то RAM назвать можно наиболее быстрым компонентом в устройстве ПК, сразу после главного процессора.

ОЗУ требуется для повышения общей продуктивности ПК, благодаря тому, что позволяет последней намного быстрее получать нужную информацию.

НЖМД(накопитель на жестких магнитных дисках)

Накопитель на жестком диске относится к наиболее совершенным и сложным устройствам современного ПК. Его диски способны
вместить многие мегабайты информации, передаваемой с огромной скоростью.Основные принципы работы жесткого диска мало изменились со дня его создания.Взглянув на накопитель на жестком диске, вы увидите только прочный металлический корпус. Он полностью герметичен и защищает дисковод от частичек пыли. Кроме того, корпус экранирует накопитель от электромагнитных помех.

керамики или стекла, покрытую тонким ферромагнитным слоем. Магнитные головки считывают и записывают информацию на диски.Цифровая информация преобразуется в переменный электрический ток, поступающий на магнитную головку, а затем передается на магнитный диск, но уже в виде магнитного поля, которое диск может воспринять и «запомнить». Под воздействием внешнего магнитного поля собственные магнитные поля доменов ориентируются в соответствии с его направлением. После прекращения действия внешнего поля на поверхности диска образуются зоны остаточной намагниченности. Таким образом сохраняется записанная на диск информация. Участки остаточной намагниченности, оказавшись при вращении диска напротив зазора магнитной головки, наводят в ней электродвижущую силу, изменяющуюся в зависимости от величины намагниченности. Пакет дисков, смонтированный на оси-шпинделе, приводится в движение специальным двигателем, компактно расположенным под ним. Скорость вращения дисков, как правило, составляет 7200 об./мин. Для того, чтобы сократить время выхода накопителя в рабочее состояние, двигатель при включении некоторое время работает в форсированном режиме. Поэтому источник питания компьютера должен иметь запас по пиковой мощности. Появление в 1999 г. изобретенных фирмой IBM головок с магниторезистивным эффектом (GMR – Giant Magnetic Resistance) привело к повышению плотности записи до 6,4 Гбайт на одну пластину в уже представленных на рынке изделиях.

Основные параметры жесткого диска:

• Емкость – винчестер имеет объем от 40 Гб до 200 Гб.
• Скорость чтения данных. Средний сегодняшний показатель – около 8 Мбайт/с.
• Среднее время доступа. Измеряется в миллисекундах и обозначает то время, которое необходимо диску для доступа к любому выбранному вами участку. Средний показатель – 9 мс.
• Скорость вращения диска. Показатель, напрямую связанный со скоростью доступа и скоростью чтения данных. Скорость вращения жесткого диска в основном влияет на сокращение среднего времени доступа (поиска). Повышение общей производительности особенно заметно при выборке большого числа файлов.
• Размер кэш-памяти – быстрой буферной памяти небольшого объема, в которую компьютер помещает наиболее часто используемые данные. У винчестера есть своя кэш-память размером до 8 Мбайт.
• Фирма-производитель. Освоить современные технологии могут только крупнейшие производители, потому что организация изготовления сложнейших головок, пластин, контроллеров требует крупных финансовых и интеллектуальных затрат. В настоящее время жесткие диски производят семь компаний: Fujitsu, IBM-Hitachi, Maxtor, Samsung, Seagate, Toshiba и Western Digital. При этом каждая модель одного производителя имеет свои, только ей присущие особенности.

Объём оперативной памяти

Чтобы правильно выбрать необходимую и подходящую оперативную память, требуемую для ноутбука или настольного компьютера, после типа устройства определяется необходимый объём.

Ряд пользователей считают, что здесь всё просто. Чем больше памяти, тем лучше. В действительности, когда бюджет не ограничен, можно смотреть на максимальный объём, который способна будет выдержать и нормально обработать материнская плата.

Но объективно правильный выбор оперативной памяти для ноутбука или стационарного компьютера только на этой логике не ограничивается. Есть определённый минимум, ниже которого опускаться не рекомендуется.

В настоящее время отправной точкой считается объём, равный 4 Гб. К примеру, при запуске современной операционной системы Windows 10 и параллельной работе с несколькими довольно простыми приложениями, система уже потребует 2–3 Гб вашей ОЗУ. Остатка хватит разве что для того, чтобы полистать страницы в интернете.

Потому логично будет разбить все предлагаемые варианты на несколько категорий. 4 Гб уже не рассматривается:

1. 8 Гб. Считается универсальным вариантом объёма оперативной памяти. Многие игры без особых проблем запускаются при таких характеристиках. Если никаких сверхзадач выполнять не планируется, для обычного рабочего или учебного компьютера 8 Гб хватит. Плюс ещё можно будет поиграть. Возможно, не на максимальных настройках, но всё же.
2. 16 Гб. Позиционируется как оптимальный выбор. Такого объёма точно хватит для любой современной игры. Браузер тоже без проблем откроет сразу несколько десятков ссылок и не будет откровенно лагать. В подавляющем большинстве случаев, включая мощные профессиональные программы для работы с графикой и видео, столько ОЗУ не потребуется.
3. 32 Гб и более. Актуально, скорее, для тех машин, на которых выполняются узкоспециализированные и сложные задачи. Если это обычный домашний компьютер или ноутбук, пусть даже геймерский, переплачивать за 32 Гб фактически нет смысла. Исключением можно считать профессионального геймера.

Важно понимать, что оперативная память не всегда состоит из одного модуля. Часто можно встретить комбинацию из нескольких устройств

Роль оперативной памяти в общем «оркестре» компонентов компьютера

известно

Вы включили компьютер. Он, в свою очередь, загрузил данные из постоянной памяти (ROM) и начал самотестирование при включении (power-on self-test, POST). Компьютер проверяет сам себя и определяет, исправен ли он и готов ли к новому трудовому сеансу. Целью этого этапа работы является проверка того, что все основные компоненты системы работают корректно. В ходе самотестирования контроллер памяти посредством быстрой операции чтения/записи проверяет все ячейки памяти на наличие или отсутствие ошибок. Процесс проверки выглядит так: бит информации записывается в память по определенному адресу, а затем считывается оттуда.

Компьютер загружает из ПЗУ базовую систему ввода-вывода, более известную по английской аббревиатуре BIOS. В этом «биосе» содержится базовая информация о накопителях, порядке загрузки, безопасности, автоматическом распознавании устройств (Plug and Play) и некоторые иные сведения.

Затем наступает черед загрузки операционной системы. Она загружается в оперативную память компьютера с жесткого диска (чаще всего в современном компьютере всё обстоит именно так, но возможны и иные сценарии). Важные компоненты операционной системы обычно находятся в оперативной памяти компьютера на протяжении всего времени работы с ним. Это дает центральному процессору возможность немедленного доступа к операционной системе, что повышает производительность и функциональность всего компьютера в целом.

Когда вы открываете приложение, оно записывается всё в ту же оперативную память. Объем памяти этого типа в наши дни хоть и велик, но при этом все равно значительно уступает ёмкости жесткого диска. В целях экономии оперативной памяти некоторые приложения записывают в нее только свои важнейшие компоненты, а остальные «подгружают» с жесткого диска по мере необходимости. Каждый файл, который загружается работающим приложением, тоже записывается в оперативную память.

Что происходит, когда вы сохраняете файл и закрываете приложение? Файл записывается на жесткий диск, а приложение «выталкивается» из оперативной памяти. То есть и само приложение, и связанные с ним файлы удаляются из оперативной памяти. Тем самым освобождается место для новой информации: других приложений и файлов. Если измененный файл не был сохранен перед удалением из временного хранилища, все изменения будут потеряны.

Из вышесказанного следует, что каждый раз, когда что-то загружается или открывается, оно помещается в оперативную память, то есть во временное хранилище данных. Центральному процессору проще получить доступ к информации из этого хранилища. Процессор запрашивает из оперативной памяти необходимые ему в процессе вычислений данные.

Всё это звучит несколько суховато и не дает полного представления о масштабах событий. Но поистине впечатляюще выглядит то, что в современных компьютерах обмен информацией между центральным процессором и оперативной памятью совершается миллионы раз в секунду.

Но запоминающие устройства не исчерпываются одной только оперативной памятью. Теперь, когда мы знаем, какое место занимает каждый тип памяти в общей картине современного цифрового устройства, нам осталось рассмотреть и другие разновидности хранилищ информации. И поэтому…

Продолжение следует

По материалам computer.howstuffworks.com

Статическая оперативная память

Статическая оперативная память быстрее, но и стоит дороже. По этой причине статическая память используется в кэше центрального процессора, а динамическая в качестве системной оперативной памяти компьютера. Более подробно о статической памяти написано в разделе «Кэш-память и регистр процессора» материала, посвященного преодолению ограничений компьютерной памяти.

В современном мире чипы памяти комплектуются в компонент, именуемый модулем. Порой компьютерные специалисты называют его «планкой памяти». Один модуль или «планка» содержит несколько чипов памяти. Не исключено, что вам приходилось слышать такие определения, как «память 8×32» или «память 4×16». Разумеется, цифры могли быть иными. В этой простой формуле первым множителем является количество чипов в модуле, а вторым емкость каждого модуля. Только не в мегабайтах, а в мегабитах. Это значит, что результат действия умножения следует разделить на восемь, чтобы получить объем модуля в привычных нам мегабайтах.

К примеру: 4×32 означает, что модуль содержит четыре 32-мегабитных чипа. Умножив 4 на 32, получаем 128 мегабит. Поскольку нам известно, что в одном байте восемь бит, нам нужно разделить 128 на 8. В итоге узнаем, что «модуль 4×32» является 16-мегабайтным и устарел еще в конце минувшего века, что не мешает ему быть превосходным простым примером для тех вычислений, которые нам потребовались.

Тема оперативной памяти настолько обширна, что мы вернемся к ней еще. Нам предстоит узнать о том, какие бывают типы оперативной памяти и как устроен ее модуль. Продолжение следует…

По материалам computer.howstuffworks.com

Двухканальный режим оперативной памяти

Практически все современные системные платы имеют поддержку двойного канала ОЗУ. Наиболее дорогостоящие материнки полностью поддерживают даже режимы на три и четыре канала.

Ключевое условие для нормальной работы:

• Для стандартного двухканального режима – два либо четыре модуля ОЗУ.
• Для трехканального – три либо шесть модулей.
• Для четырехканального – четыре либо восемь модулей.

Все модули ОЗУ должны быть идентичными. В другом случае работа в режиме двух каналов, увы, вообще не гарантируется.

Как правило, используется режим на два канала. Два модуля ОЗУ по восемь гигабайт будут функционировать для него гораздо быстрее, нежели один модуль на шестнадцать гигабайт. Приобретать модули желательно попарно. Это если в будущем нет планов приобретения второй планки.

Радиаторы

Если в ваши планы не входит разгон ОЗУ и вы собираетесь применять ОЗУ на его стандартной частоте, то она, разумеется, не станет слишком сильно греться. Таким образом, специальные радиаторы для ее охлаждения вам точно не потребуются.

Радиаторы нужны тем, кто планирует заниматься разгоном ОЗУ до наибольшей скорости. Планки сегодня часто поставляются производителем вместе с радиатором, поэтому об этом не придется беспокоиться. Кроме того, сейчас легко увидеть ОЗУ со специальной подсветкой, но каких-то преимуществ у них нет.

Заключение

В итоге, можно отметить, что выбор ОЗУ полностью зависит от денежных возможностей и потребностей пользователя. Выбирая ОЗУ желательно смотреть на ее общий объем и поколение, а также совместимость с системной платой компьютера.

Особенности

Независимо от того, о чем идёт речь, нам необходимы критерии для определения качества запоминающего устройства. Назовём главные характеристики внутренней памяти компьютера:

1. Общий объём. Он играет немаловажную роль. От него зависит, сколько информации можно разместить одновременно в кэше, а значит, и быстродействие компьютера. Иногда процессору нужно хранить обширные объёмы данных. При малых размерах памяти они просто не поместятся, и приложение будет «тормозить».
2. Быстродействие. Оно же — время доступа. Определяет, насколько быстро происходит взаимодействие центрального процессора и памяти. От этого параметра зависит, как скоро будет проходить процесс записи-считывания байт данных в запоминающее устройство. В отличие от объёма памяти, пользователь не способен повышать этот параметр сверх конретного уровня, поскольку он определяется конструктивными особенностями, а также существующими технологиями и интерфейсом подключения.

Общие сведения

Персональный компьютер является сложным устройством, состоящим и некоторых элементов, связанных между собой и выполняющих определенные функции по обработке информации. Он состоит из таких девайсов:

• Микропроцессор (центральный микропроцессор — CPU).
• Материнская плата.
• Видеоадаптер.
• Дополнительные устройства.

Следует отметить, что монитор или другое средство отображения видеоинформации необходимы только для пользователя, поскольку компьютер может работать и без них. Перечень устройств, без которых он не сможет функционировать, следующий: блок питания, CPU, материнская плата, видеоадаптер, оперативная память и контроллер жестких дисков.

Назначение основных узлов

Микропроцессор — устройство, которое предназначено для обработки информации, управления сопряжением и обменом между другими устройствами. Выполнен на одной интегральной микросхеме, состоящей из множества полупроводниковых элементов (транзисторов). Следует отметить, что CPU работает только с логическими устройствами.

Материнская плата — важный элемент любого компьютера, ноутбука, нетбука и прочих smart-устройств. Логической единицей являются чипсеты, которые называются северным и южным мостами. К первому подключаются только быстродействующие устройства: CPU, оперативная память, видеокарта и внутренняя шина для сопряжения с южным мостом. К последнему подключены все остальные девайсы. Необходимо отметить, что на материнской плате есть микросхема, отвечающая за связь устройств. Она «конвертирует» физические девайсы в логические — дает соответствующие прерывания, по которым и происходит сопряжение.

Следующим элементом является внутренняя память. Она предназначена для непосредственной обработки данных и выдачи конечного результата. Иными словами, это память, с которой работает микропроцессор. Ее можно классифицировать следующим образом: энергозависимый и энергонезависимый виды. К первому можно отнести оперативную память или оперативное запоминающее устройство, а также кеш-память. В некоторой литературе можно встретить и сокращение RAM, которое расшифровывается Random Access Memory. При выключении питания ее содержимое уничтожается.

Кеш-память бывает первого и второго уровней. Находится она в микросхеме CPU. В некоторых источниках можно найти информацию о кеше третьего уровня. Однако этот тип получен программным путем из RAM. Необходимо отметить, что кеш-память работает быстрее RAM. Именно с ней и взаимодействует микропроцессор. Постоянная память или CMOS в BIOS предназначена для постоянного хранения информации. Она запитана от автономного источника питания. Видеоадаптер предназначен для кодирования и декодирования графической информации.

Другие девайсы

Основной функцией внешней памяти компьютера является способность к автономному и долговременному хранению данных на разнообразных носителях, которые являются энергонезависимыми. Основным отличием от внутренней памяти является быстродействие. Звуковая карта позволяет получать сигналы слышимого диапазона, т. е. можно слушать музыку, смотреть фильмы и играть в игры.

Сетевой адаптер позволяет осуществлять обмен информацией между другими компьютерами. Блок питания подает электрическую энергию на основные узлы. Внешние устройства расширяют возможности ЭВМ. К ним относятся следующие девайсы: мышь, клавиатура, монитор, веб-камера, принтер и т. д. Корпус предназначен для защиты устройств от механических повреждений, воды и перегрева (обеспечивает вентиляцию).

Принцип работы оперативной памяти компьютера, ноутбука

Оперативная память хранит в себе данные, необходимые для работы всей системы в определённый момент времени. При создании чипов оперативной памяти используют динамическую память, которая медленнее, но дешевле чем статическая, которая используется при создании кеш памяти процессоров. Если нам нужно прочитать память, то на определённую строку страницы памяти, подаётся сигнал, который открывает транзистор и пропускает электрический заряд, который содержится (или не содержится) в конденсаторе на соответствующий столбец. К каждому столбцу подключен чувствительный усилитель, который реагирует на незначительный поток электронов выпущенных с конденсатора. Но тут есть нюанс – сигнал, поданный на строку матрицы, открывает все транзисторы данной строки, так как они все подключены на данную строку, и таким образом происходит чтение всей строки. Исходя из вышесказанного, становится ясно, что строка в памяти, является минимальной величиной для чтения – прочитать одну ячейку, не затронув другие невозможно. Процесс чтения памяти является деструктивным, так как прочитанный конденсатор отдал все свои электроны, что бы его услышал чувствительный усилитель. И по этому, после каждого чтения строки, её нужно записать заново. онденсатор, который служит хранителем данных, имеет микроскопические размеры и как следствие маленькую ёмкость, и ввиду этого не может долго хранить заряд заданный ему, по причине саморазряда. Для борьбы с этой проблемой, используется регенерация памяти, которая, с определённой периодичностью считывает ячейки и записывает заново. Благодаря подобному явлению, эта память и получила название динамической.

EDO-DRAM (Extended Data Out DRAM) – динамическая память с усовершенствованным выходом. В этом типе памяти адрес следующего считываемого слова передавался до завершения считывания линии данных памяти, то есть до того, как считанные данные из памяти были переданы процессору.

Приступить к считыванию нового слова данных, до завершения чтения предыдущего, стало возможным, благодаря вводу, так называемых, регистров – защелок, которые сохраняли последнее считанное слово даже после того, как начиналось чтение или запись следующего слова.

Сочетая в себе также новшества памяти FPM RAM, новый тип памяти давал прирост производительности в пике, достигавший 15-20%.

Однако прогресс не стоял на месте, тактовые частоты работы процессоров, системной шины и естественно памяти росли. С повышением тактовой частоты все сложнее было добиваться стабильной работы памяти EDO-DRAM, так как из-за непредвиденных задержек чтение нового слова данных могло начаться прежде, чем предыдущее слово данных было сохранено с помощью регистров-защелок.

В результате, на смену EDO-DRAM пришла память SDRAM.