Что такое оперативная память компьютера?
Снова привет! Сегодня речь пойдет об оперативной памяти. Разберемся с тем: что такое оперативная память, для чего она нужна и как работает. Также расскажу какие виды оперативной памяти есть и на какие характеристики стоит обращать внимание при ее выборе. Будет позновательно и интересно. Начнем.
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:
- содержимое;
- 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:
- DDR. Это устаревший тип оперативной памяти, который неактуален в наши дни из-за недостаточной мощности. DDR работал на частоте 400 мГц.
- DDR2. Усовершенствованный тип ОЗУ, использовавшийся до 2011 года (хотя в 2007 году уже появились чипы DDR3). Частота DDR2 достигала 800 мГц.
- DDR3. Отличается более высокой производительностью по сравнению с предшественниками. Некоторые планки подобного формата используются по сегодняшний день.
- 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.
Что делает RAM
Итак, теперь мы знаем, что эти флешки на материнской плате вашего ПК являются системной оперативной памятью и работают как кратковременная память, но что всё это означает на практике? Что ж, когда вы выполняете действия на своём компьютере, например, открываете текстовый документ, компьютеру требуется доступ к данным, содержащимся в этом файле. Когда вы не работаете с этим документом или нажимаете кнопку «Сохранить», последняя копия этого файла сохраняется на жёстком диске в долговременном хранилище.
Однако когда вы работаете с файлом, самые свежие данные хранятся в ОЗУ для более быстрого доступа. Это верно для электронных таблиц, текстовых документов, веб-страниц и потокового видео.
Это не просто данные документов. В ОЗУ также могут храниться файлы программ и ОС, чтобы приложения и ваш компьютер продолжали работать. Однако RAM — не единственный источник краткосрочной памяти. Например, графическая карта имеет собственное графическое ОЗУ, и центральный процессор имеет небольшую оперативную память в виде кэша данных.
Тем не менее RAM является ключевым местом для данных, которые активно используются системой.
RAM — некоторые моменты
- Оперативная память — область, где процессор работает с данными, поэтому от ее обьема зависит быстродействие. Если ее не хватает — будут глюки, если ее хватает — будет нормально. Но важно понимать — если памяти хватает, то увеличение ее обьема эффекта уже не даст. Так как будет все упираться в процессор.
- Также имеет свою частоту, но она не настолько критична, как в процессоре. По той же причине тип памяти DDR3 не критически отличается от DDR4. Некоторую разницу можно заметить в играх.
- Windows неиспользуемую память берет для кэша. Пользователи Windows 7 жаловались что под кэш выделялось слишком много оперативки, в итоге ПК тормозил, не знаю исправили эту проблему либо нет, но у меня на Windows 10 подобных проблем никогда не было.
- Не стоит путать RAM и ROM — в то время как оперативная не может сохранять свое содержимое при выключении ПК, то ROM — как раз может. Но на самом деле ROM — обычная память, например в телефоне это флеш-память, а в ПК, хоть такой термин и не используется, но в принципе может означать жесткий диск, SSD. По сравнению с оперативной — очень медленная, в сотни раз, вернее даже в тысячи.
- Производителей памяти — достаточно, но стоящих — немного. Мой выбор — Kingston.
- Может работать в двух-канальном режиме. Представим материнку с 4 слотами. Часто два слота одного цвета — два другого. Представим что вам достаточно 16 гигов памяти. Оптимально взять две планки по 8 и установить их в слоты одинакового цвета — тогда они будут работать в двух-канальном режиме. Если 1 планка будет на 16 гигов — только одноканал. Если 2 планки установить в слоты разного цвета — тоже одноканал. Одноканальный режим плох только в плане скорости — разницу можно увидеть в играх и некоторых специфических задачах.
Планки на материнской плате:
Установлены кстати в двухканальном режиме — в один цвет.
По поводу двухканального режима. Чтобы память работала в нем идеально, нужно соблюдать:
- Одинаковую частоту. Если будет одна планка с меньшей — то обе будут работать на этой частоте.
- Обьем каждой планки также лучше чтобы был одинаков.
- Один производитель.
- Рекомендуются одинаковые тайминги.
Вообще эффективность двухканального режима зависит от идентичности планок, поэтому в продаже часто можно встретить так называемые киты памяти, или наборы — там все планки идентичны. Да, такой набор — идеальное решение. Пример памяти, которая шла в комплекте кит:
Планки с радиаторами обеспечивают эффективное охлаждение, особенно актуально при разгоне. Однако радиаторы увеличивают стоимость. Многие покупают наоборот — без радиаторов и направляют потом на планки поток воздуха вентилятора.
Работа двухканального режима зависит от материнки. Но многие современные материнки — поддерживают. Модели для оч производительных ПК — поддерживают трехканальный режим, например некоторые платы на устаревшем уже сокете 1366 — поддерживали три канала.
Основные характеристики оперативной памяти
С точки зрения пользователя, при покупке «оперативки» необходимо ориентироваться на ее объем, цену и производителя. Но для понимания назначения ОЗУ в работе компьютера вообще и в играх в частности, стоит разобраться и во всех остальных параметрах.
Объем
Так как в «оперативке» в каждый момент времени находится множество информации (данные с жесткого диска, кэш разнообразных программ, входные и выходные данные), то рано или поздно наступает момент, когда вся эта информация перестает умещаться в ОЗУ.
Здесь и начинается торможение системы, подвисание и непредвиденные сбои.
Для таких случаев существует файл подкачки на жестком диске, который можно настроить на разный объем информации, но и он не решает проблемы, так как для обращения к жесткому диску требуется значительно больше времени, чем для обращения к ОЗУ.
Для геймера подобные задержки в сотые доли секунды способны привести к фатальным последствиям, особенно в онлайн шутерах и других динамичных играх. Игроку приходится ждать загрузки локации, он не успевает ни выстрелить, ни увернуться от удара. Поэтому в игровом ПК объем оперативной памяти особенно важен.
Измеряется он в Мб (мегабайтах) и Гб (гигабайтах). Для комфортной игры в современные компьютерные игры рекомендуется иметь не менее (лучше более) 4 Гб оперативной памяти.
Задержка памяти
Тайминг — показатель количества тактовых циклов, происходящих за время возврата данных по запросу ЦП или проще: за какое время считываются данные из ячеек памяти.
Величина тайминга указывается на плате памяти в следующем виде:
Главный показатель — первая цифра в строке, иногда даже указывают только ее одну. Чем меньше тайминг — тем быстрее работает память!
Этот показатель нередко не учитывается не слишком опытными пользователями при покупке ОЗУ, однако для игр он критически важен: при равных прочих показателях (объем, частота) нужно выбирать память с меньшим таймингом.
Частота
Частота оперативной памяти выражается в МГц и обозначает количество циклов записи и чтения данных в секунду. Понятно, что чем выше этот показатель — тем быстрее будет работать память и компьютер.
Следует помнить о том, что бессмысленно приобретать ОЗУ с тактовой частотой 3200 МГц если материнская плата поддерживает лишь частоту 1060 МГц. Невозможно и рассматривать каждый из трех показателей производительности ОЗУ в отдельности: значение имеет их совокупность. Особенно это касается игровых компьютеров.
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.
Можно ли заменить оперативную память видеопамятью и наоборот?
Проблему нехватки VRAM нельзя решить за счет оперативной памяти. И наоборот тоже. Дело в том, что у этих видов памяти индивидуальные задачи в системе, и нельзя заставить одну из них выполнять работу другой.
Например, если вы приобрели мощную видеокарту с 8 ГБ VRAM, у вас не получится использовать ее как дополнение к оперативной памяти.
Есть примеры систем, где VRAM используется как обычная оперативная память, например, PlayStation 4, однако обычный ПК на одной только GPU полноценно работать не будет.
Аналогичным образом, не получится играть в 4К на компьютере с 32 ГБ оперативной памяти без GPU. Оперативная память необходима для многозадачности и загрузки программ, но для рендеринга графики она не предназначена.
Впрочем… Выше говорилось, что интегрированные графические процессоры используют для работы часть оперативной памяти. Неужели нельзя поставить в компьютер много RAM и выделить, скажем, 8 ГБ в качестве VRAM?
Нельзя. Причина в следующем. VRAM находится в непосредственной близости от процессора GPU, поэтому перемещение данных из одной области в другую происходит молниеносно. Оперативной памяти требуется гораздо больше времени для этой же операции, поэтому использовать RAM в качестве видеопамяти нецелесообразно. Такой игровой опыт не принесет ничего, кроме разочарования.
Если вы собираете ПК для работы с 3D-графикой или игр, вам понадобится приличный объем оперативной памяти и GPU с высоким объемом видеопамяти. Ни на том, ни на другом экономить нельзя, так как оба вида памяти выполняют индивидуальные задачи.
Такие комплектующие, как процессор, материнскую плату и блок питания тоже следует выбирать тщательно, так как сэкономив на чем-то одном, вы рискуете создать в системе бутылочное горлышко, которое будет тормозить другие компоненты. Следует продумать и систему охлаждения. К счастью, в интернете полно рекомендаций по сборке ПК своими силами, которые подскажут, как обойти все подводные камни. Кое с какими вопросами поможем мы. Листайте ниже.
