Что такое ОЗУ в компьютере и телефоне

Что такое ОЗУ и как определить тип памяти вашего компьютера

Очень много пользователей компьютера часто задаются вопросом — что такое ОЗУ. Чтобы помочь нашим читателям подробно разобраться с ОЗУ, мы подготовили материал, в котором подробно рассмотрим, где его можно использовать и какие его типы сейчас используются. Также мы рассмотрим немного теории, после чего вы поймете, что собой представляет современная память.

Аббревиатура ОЗУ расшифровывается как — оперативное запоминающее устройство. По сути, это оперативная память, которая в основном используется в ваших компьютерах. Принцип работы любого типа ОЗУ построен на хранении информации в специальных электронных ячейках. Каждая из ячеек имеет размер в 1 байт, то есть в ней можно хранить восемь бит информации. К каждой электронной ячейке прикрепляется специальный адрес. Этот адрес нужен для того, чтобы можно было обращаться к определенной электронной ячейке, считывать и записывать ее содержимое.

Также считывание и запись в электронную ячейку должна осуществляться в любой момент времени. В английском варианте ОЗУ — это RAM. Если мы расшифруем аббревиатуру RAM (Random Access Memory) — память произвольного доступа, то становится ясно, почему считывание и запись в ячейку осуществляется в любой момент времени.

Информация хранится и перезаписывается в электронных ячейках только тогда, когда ваш ПК работает, после его выключения вся информация, которая находится в ОЗУ, стирается. Совокупность электронных ячеек в современной оперативке может достигать объема от 1 ГБ до 32 ГБ. Типы ОЗУ, которые сейчас используются, носят название DRAM и SRAM.

• Первая, DRAM представляет собой динамическую оперативную память, которая состоит из конденсаторов и транзисторов. Хранение информации в DRAM обусловлено наличием или отсутствием заряда на конденсаторе (1 бит информации), который образуется на полупроводниковом кристалле. Для сохранения информации этот вид памяти требует регенерации. Поэтому это медленная и дешевая память.
• Вторая, SRAM представляет собой ОЗУ статического типа. Принцип доступа к ячейкам в SRAM основан на статическом триггере, который включает в себя несколько транзисторов. SRAM является дорогой памятью, поэтому используется, в основном, в микроконтроллерах и интегральных микросхемах, в которых объем памяти невелик. Это быстрая память, не требующая регенерации.

ОЗУ — это.

Оперативная память (сокращенно ОЗУ) — это элемент компьютерной системы, который отвечает за временное хранение исполняемого кода операционной системы и установленных программ.

Для быстрого запоминания термина придумана аббревиатура ОЗУ — оперативное запоминающее устройство. Есть еще английское обозначение RAM — Random Access Memory.

Говоря простыми словами, ОЗУ — это ячейки памяти компьютера, ноутбука, смартфона или планшета, которые выделяют место под работу определенной программы.

Чем больше емкость оперативной памяти, тем больше задач одновременно можно выполнять на устройстве и тем быстрее оно будет работать.

При недостаточном количестве RAM невозможно играть в ресурсоемкие игры или работать в графических редакторах, а при пользовании обычными утилитами вроде браузера или видеопроигрывателя компьютер и телефон могут зависать, так как им не хватает выделенного под работу программ места.

ОЗУ — энергозависимый компонент компьютерной системы, хранящий собственный программный код и все принимаемые и отправляемые процессором данные, в том числе промежуточные. При выключении питания устройства все эти данные из оперативной памяти исчезают.

Структура оперативной памяти

Оперативная память состоит из большого числа ячеек, в каждой из которых могут содержаться данные. Все они имеют:

1. содержимое;
2. адрес для обращения к любой ячейке.

Оперативная память также имеет специальные разъемы для подключения к материнской плате.

Классификация

В зависимости от хронологии, выделяют четыре типа оперативной памяти:

1. DDR. Это устаревший тип оперативной памяти, который неактуален в наши дни из-за недостаточной мощности. DDR работал на частоте 400 мГц.
2. DDR2. Усовершенствованный тип ОЗУ, использовавшийся до 2011 года (хотя в 2007 году уже появились чипы DDR3). Частота DDR2 достигала 800 мГц.
3. DDR3. Отличается более высокой производительностью по сравнению с предшественниками. Некоторые планки подобного формата используются по сегодняшний день.
4. DDR4. По состоянию на 2020 год это самый мощный и современный тип ОЗУ, появившийся в 2014 году. Компьютеры с DDR4 отличаются высокой производительностью и поддерживают работу «тяжелых» программ. Частота таких планок достигает 2400 мГц. Этот тип RAM стоит выбирать для современных игр и требовательных к железу программ.

В ближайшие годы ожидается появление и распространение пятого поколения оперативной памяти DDR5 SDRAM. Она должна иметь меньшее энергопотребление, в два раза больший объем и пропускную способность по сравнению с предшественником в лице DDR 4.

Физическое устройство ОЗУ

Физически ОЗУ представляет съёмную плату (модуль) с располагающимися на ней микросхемами памяти. В основе микросхемы лежит конденсатор — устройство, известное уже больше сотни лет.

Каждая микросхема содержит множество конденсаторов связанных в единую ячеистую структуру — матрицу или иначе ядро памяти. Также микросхема содержит выходной буфер — особый элемент, в который попадает информация перед тем, как быть переданной на шину памяти. Из уроков физики мы знаем, что конденсатор способен принимать только два устойчивых состояния: либо он заряжен, либо разряжен. Конденсаторы в ОЗУ играют ту же роль, что и магнитная поверхность жёсткого диска, то есть удержание в себе электрического заряда, соответствующего информационному биту. Наличие заряда в ячейке соответствует единице, а отсутствие — нулю.

DDR и DDR2

Оперативная память DDR (Double Data Rate) стала следующим этапом развития SDRAM и характеризуется удвоившейся скоростью передачи данных. Различно также количество контактов (184 против 168) и ключей (1 против 2). Первым в линейке стал модуль PC1600 с чипом DDR200, эффективной частотой 200 МГц (при тактовой частоте шины памяти 100 МГц) и пропускной способностью 1600 МБ/с. Последним должен был стать PC3200 (DDR400, 400 МГц, 3200 МБ/с), но выпускались также модули PC4200 (DDR533, 533 МГц) и выше.

Кроме увеличившейся скорости, память DDR имела возможность работать в двухканальном режиме, что теоретически должно было повысить скорость (точнее, пропускную способность) в два раза. Для этого нужно было вставить в материнскую плату, которая также должна была поддерживать такой режим, две планки с абсолютно одинаковыми характеристиками. На практике прирост скорости не так ощутим, как это описывается в теории. Впоследствии двухканальный режим будут поддерживать и все другие типы DDR-памяти.

Впервые память DDR SDRAM появилась в 2001 году. Сегодня её ещё, конечно, можно встретить в старых компьютерах, но это большая редкость. Уже в 2003-2004 годах ей на смену пришла DDR2 SDRAM – второе поколение с удвоенной частотой шины. Память DDR2 имеет отличия в корпусе (240 контактов и иное расположение ключа), которые делают её не взаимозаменяемой с DDR.

Линейка начиналась с модуля PC2‑3200, работавшего на чипе DDR2‑400 с эффективной частотой 400 МГц и пропускной способностью 3200 МБ/с. Последним же стабильно работающим был модуль PC2‑9600 (DDR2‑1200, 1200 МГц, 9600 МБ/с). Выпускались и модули с более высокими характеристиками, но их работа не отличалась стабильностью.

Следующим этапом эволюции стала оперативная память DDR3. Появившись в 2007-2008 годах, она не привела к резкому уходу от DDR2, но начала планомерно завоёвывать рынок памяти. На сегодняшний день это наиболее распространённый вид оперативной памяти.

Не желая отказываться от предшествующего поколения, производители выпускали материнские платы, поддерживающие оба стандарта. Память DDR2 не является совместимой с DDR3 ни электрически, ни механически. Хоть оба типа и имеют по 240 контактов, но ключ расположен в разный местах. Основное отличие заключается в ещё более понизившемся по сравнению с DDR и DDR2 энергопотреблении и напряжении питания (1,5 В).

В своей линейке оперативная память DDR3 начинается модулем PC3‑6400 (DDR3‑800) с эффективной частотой 800 МГц и скоростью передачи данных 6400 МБ/с. Сейчас такие модули уже стали достаточно большой редкостью. Это связано с тем, что большинство современных материнских плат поддерживает частоты памяти не ниже 1333 МГц. Топовые модели поддерживают память с частотой до 3200 МГц (PC3‑25600).

В семействе DDR3 существует небольшое ответвление – низкоуровневая (низковольтная) память DDR3L, которая характеризуется пониженным напряжением питания (1,35 В). Она полностью совместима с DDR3.

Наиболее современной и скоростной является оперативная память DDR4. Её массовый выпуск начался ещё в 2014 году, но до сих пор она сильно проигрывает DDR3 по популярности и доступности. Хоть заявленные характеристики у неё и выше, но при этом и стоимость значительно возросла. К тому же память DDR4 не совместима с DDR3, целесообразность её выбора есть лишь при сборе новых систем, но не при модернизации старых.

Что касается характеристик, то первым в линейке идёт модуль PC4‑17000 (DDR4‑2133) с эффективной частотой 2133 МГц и пропускной способностью 17000 МБ/с. Планируется, что пределом для DDR4 станет эффективная частота 4266 МГц и пропускная способность 34100 МБ/с (PC4‑34100 DDR4‑4266).

Как и у каждого нового типа памяти, у этого основным отличием от своих предшественников является снижение энергопотребления и уменьшение напряжения питания (до 1,2 В), ну и, конечно же, улучшение всех скоростных характеристик. Кроме того, теперь модули имеют минимальный объём 4 Гб. Максимальный объём теоретически может достигать 192 Гб.

О свободной оперативной памяти в Windows Vista, 7, 8, 10

На форумах я часто вижу возмущенные крики (цитирую): «Поставил Windows 7 (8, 10), посмотрел Диспетчер задач, а там говорится, что занято полтора гигабайта или вся оперативная память! Windows 7 (8, 10) жрет очень много памяти!»

На самом деле все обстоит совсем не так и причин возмущаться нет. Совсем наоборот: в современных операционных системах свободная память отводится под кэш. Это происходит преимущественно благодаря функции SuperFetch. Благодаря кэшу программы запускаются быстрее, так как вместо обращения к жесткому диску данные загружаются из оперативной памяти (см. картинку выше, разница в скорости работы жесткого диска и ОЗУ написана жирным шрифтом). Если какой-то программе понадобиться больше оперативной памяти — кэш моментально сократит свой размер, уступив ей место. Подробнее об этом написано на Хабрахабре.

Выводы:

1. Память очищать не нужно, потому что каждый байт объема используется максимально эффективно.
2. Забудьте про оптимизаторы памяти — они не оптимизируют ничего, мешая работе кеша и прочим функциям Windows.
3. Если занято много оперативной памяти сразу после включения компьютера — это абсолютно нормально и не является причиной медленной работы программ. Конечно, если автозагрузка забита десятком-другим программ, которые и занимают эту самую память, заодно нагружая процессор и эксплуатируя жесткий диск, тормозить будет обязательно. С такими программами нужно бороться, удаляя их или убирая из автозагрузки, а не очищать память оптимизаторами.

Также существует миф, что при использовании Windows Vista, 7, 8 и 10, кэш мешает программам. Якобы «когда программе нужно больше оперативной памяти, оказывается, что она забита кэшем, возникают тормоза». На самом деле это неправда. Кэш улетучивается мгновенно и программе сразу становится доступен нужный объем оперативной памяти.

Что такое ОЗУ?

Операти́вная па́мять, операти́вка, ОЗУ́ (от англ. RAM — Random Access Memory — память с произвольным доступом; ОЗУ — Оперативное Запоминающее Устройство) это временная память в которой хранится промежуточная информация обрабатываемая центральным процессором. Другими словами ОЗУ это посредник между процессором и программами находящимися на жестких дисках. Оперативная память энергозависима, т.е. если отключить энергию идущей к ОЗУ все данные на ней удаляются. Во время работы в оперативной памяти хранятся данные и запущенные программы.

Структура оперативной памяти

По своей структуре ОЗУ напоминает таблицу, в которой есть строки и столбцы. Например шахматная доска. На шахматной доске есть столбцы, которые размечены цифрами от 1-8, и есть строки, которые размечены буквами от A-H. Таким образом можно узнать адрес любой клетки на шахматной доске (например A1). В оперативной памяти все точно также. Каждая ячейка (клетка) предназначена для хранения определенного объема данных и имеет свой адрес. Здесь горизонтальная строка обозначается ROW, а вертикальный столбец Column. Ячейки ОЗУ имеют способность задерживать электрический заряд и переводить его в некий цифровой сигнал. Для передачи адреса строки используется сигнал, который называется RAS (Row Adress Strobe), а для столбца CAS (Column Adress Strobe).

Принцип работы оперативной памяти компьютера.

При задействовании оперативки данные с жесткого диска (hdd) сначала попадают в нее и уже потом передаются для обработки в процессор. Часто сначала они попадают в кеш-памяти. Там как правило хранится та информация, которая чаще всего запрашивается. Так, на много сокращается время доставки данных от устройств к процессору, а значит повышается производительность системы.

Для чего нужна оперативка?

Прочитав про принцип работы оперативки задаешься вопросом: Раз есть кеш, зачем нужны большие объемы оперативной памяти? Оперативкой управляет специальный контроллер расположенный в чипсете материнки. Контроллер подключает CPU (процессор) к основным узлам через так называемые шины — графический контроллер, ОЗУ.

Примечание: Компьютерная шин́а (англ. computer bus) в архитектуре компьютера — подсистема, служащая для передачи данных между функциональными блоками компьютера. Например: на картинке шина PCI Express
Шины бывают параллельными (данные переносятся по словам, распределенные между несколькими проводниками) и последовательными (данные переносятся побитово).
Большинство компьютеров имеет как внутренние, так и внешние шины. Внутренняя шина подключает все внутренние компоненты компьютера к материнской плате (и, следовательно, к процессору и памяти). Такой тип шин также называют локальной шиной, поскольку она служит для подключения локальных устройств. Внешняя шина подключает внешнюю периферию к материнской плате.
Сетевые соединения, такие, как Ethernet, обычно не рассматриваются как шины, хотя разница больше концептуальная, чем практическая.

Контроллер анализирует выполняемую программу и старается предвидеть какие данные, скорее всего, понадобятся в ближайшее время центральному процессору и закачивает их в кеш-память из оперативки, а также выгружает их обратно. При включении компьютера первыми с hdd записываются в ОЗУ драйвера устройств, системные приложения и элементы ОС. При запуске какой либо программы пользователем, она также записывается в оперативку. Если программу закрыть она тут же стирается из оперативной памяти.
Все данные не просто записываются в оперативку. Они, как мы уже знаем, передаются из нее в центральный процессор (CPU), обрабатываются им и уже потом передаются обратно. Но иногда получается так, что не хватает ячеек памяти, т.е. объема оперативной памяти. В таких случаях, используется так называемый файл подкачки, который расположен на винчестере (HDD). Скорость винта по сравнению с ОЗУ в разы меньше. Поэтому использование файла подкачки заметно снижает быстродействие компьютера и сокращает время работы самого жесткого диска.

Как выбрать оперативную память в зависимости от ОС

Это очень важный момент. Даже если вы готовы выбрать лучшую оперативную память, необходимо учитывать особенности и возможности системы, установленной на компьютере. Например, стоит обратить внимание на то, что 32-разрядные версии системы Windows поддерживают максимальный объем ОП, равный 3 Гб. Даже если вы решили выбрать ОЗУ, содержащего в себе 4 Гб, система будет пользоваться только тремя.
Оптимальной для всех видов оперативной памяти будет 64-разрядная система Windows. Но стоит помнить, что устаревший компьютер попросту не найдет подходящих драйверов на системы данного разряда. Поэтому прежде чем выбрать ОЗУ, убедитесь в том, что у вас установлена именно 64-разрядная система и все приложения функционируют правильно. Также не лишним будет посетить сайт производителя материнской платы и ознакомиться с информацией про её возможности и максимально поддерживаемый ею размер памяти.

Многие пользователи за всё время работы с ПК ни разу не слышали такой термин, как «канальность». А вот опытные компьютерщики наоборот стремятся сделать работу своей ОП двухканальной, трехканальной, четырехканальной. Что это означает? Для примера возьмём двухканальный режим. Принцип его работы заключен в использовании сразу 2-х слотов ОП, объединяющихся в один банк памяти.

При установке 2-го канала специалисты настоятельно рекомендуют соблюдать следующие правила:

• модули должны содержать одинаковую частоту;
• объем ОП тоже должен быть равным;
• 2 планки – один производитель.

Какая память необходима современному компьютеру

Хотя в продаже можно все еще найти материнские платы со слотами под DDR3 и соответствующие модули, такой стандарт постепенно утрачивает актуальность, а ему на смену приходит DDR4.

Благодаря своим характеристикам, такой тип ОЗу лучше выполняет возложенные функции, быстрее справляясь с массивами данных. Это касается в том числе и быстродействия: при большей частоте памяти, модуль быстрее обрабатывает большое количество информации.

Относительно игр, требования еще жестче. Как сказано выше, ОЗУ служит для того, чтобы запомнить промежуточные данные.

Чем дальше развивается индустрия гейминга, тем сложнее в техническом плане становятся игры: оперативке приходится запоминать множество объектов – персонажей, их взаимное расположение, текстуры, окружающую обстановку, детали ландшафта и т.д.

В любой современной игре, в которой даже не открытый игровой мир, а отдельные локации, (хотя таковых сегодня очень мало), требуется как минимум 8 Гб, а еще лучше 16 Гб оперативки.

Однако через пару лет системные требования могут еще более повыситься, и для комфортной игры на максимальных настройках придется ставить уже 32 Гб оперативки. Для работы с программами в большинстве случаев достаточно 4 Гб, однако, например, для использования хорошего видеоредактора рекомендуется не менее 8 Гб.

Детальнее про влияние оперативной памяти на производительность в играх можно почитать здесь. А на сегодня все. Буду признателен, если вы поделитесь этим постом в социальных сетях. До завтра!