Принцип работы оперативной памяти
ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), оно же RAM («Random Access Memory» — память с произвольным доступом), представляет собой область временного хранения данных, при помощи которой обеспечивается функционирование программного обеспечения. Физически, оперативная память в системе представляет собой набор микросхем или модулей (содержащих микросхемы), которые обычно подключаются к системной плате.
В процессе работы память выступает в качестве временного буфера (в ней хранятся данные и запущенные программы) между дисковыми накопителями и процессором благодаря значительно большей скорости чтения и записи данных.
Примечание. Совсем новички часто путают оперативную память с памятью жесткого диска (ПЗУ — постоянное запоминающее устройство), чего делать не нужно, т.к. это совершенно разные виды памяти. Оперативная память (по типу является динамической — Dynamic RAM), в отличие от постоянной — энергозависима, т.е. для хранения данных ей необходима электроэнергия, и при ее отключении (выключение компьютера) данные удаляются. Пример энергонезависимой памяти ПЗУ — флэш-память, в которой электричество используется лишь для записи и чтения, в то время как для самого хранения данных источник питания не нужен.
По своей структуре память напоминает пчелиные соты, т.е. состоит из ячеек, каждая из которых предназначена для хранения мёда определенного объема данных, как правило, одного или четырех бит. Каждая ячейка оной имеет свой уникальный «домашний» адрес, который делится на два компонента – адрес горизонтальной строки (Row) и вертикального столбца (Column).
Ячейки представляют собой конденсаторы, способные накапливать электрический заряд. С помощью специальных усилителей аналоговые сигналы переводятся в цифровые, которые в свою очередь образуют данные.
Для передачи на микросхему памяти адреса строки служит некий сигнал, который зовется RAS (Row Address Strobe), а для адреса столбца — сигнал CAS (Column Address Strobe).
Что такое оперативная память компьютера?
Итак, оперативная память – это временная память компьютера.
То есть если говорить простым языком – это устройство, которое записывает временные файлы, данные, которые вы вводите здесь и сейчас.
Вы когда-нибудь задумывались, где сохраняется текст, который вы, к примеру, только что ввели в worde или блокноте? Если попробуете найти этот текст до того, как нажали кнопку «сохранить», его нельзя будет нигде обнаружить, потому что его пока ещё как бы не существует, но ведь вы его видите, вот он перед вами на экране, а не найдете вы его именно потому что, он сохраняется именно во временной памяти – оперативной памяти.
Принцип работы этой памяти достаточно прост, она варьируется, как только вы нажали включения компьютера и тут же пошли записи всех посещенных вами мест, папок на ПК, можете иногда заметить что при первом открытии папки или файла это занимает некоторое время, а при повторном нажатии папка открывается моментально, ну или на порядок быстрее, потому что это действие было временно сохранено на оперативную память. Поэтому чем больше объем такой памяти, тем лучше. Но как только вы выключили компьютер, временная память очищается безвозвратно. А обычная память компьютера, которая расположена на жестком диске, как вам уже известно, никуда не девается, пока вы сами ее не очистите в этом их ключевая особенность отсюда и понятие – временная память.
Таким образом, так называемая оперативка хранит в себе все временные файлы и процессы с которыми в данный момент работает процессор. Тем самым снижая нагрузку с процессора не затрачивая его ресурсы на обработку одной и той же операции – этот процесс и будет ускорением вашего компьютера.
Обозначаться оперативная память может несколькими аббревиатурами:
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство
RAM – Random Access Memory.
А фактически – это небольшая плата с микрочипами, которая подключена к материнской плате внутри вашего компьютера.
Я не буду забивать вам голову подробными техническими характеристиками, а расскажу о том, что вам нужно понимать для обыденного пользователя.
А знать вам для этого достаточно тип поддерживаемой оперативной памяти и ее объем.
На данный момент достаточно знать два типа оперативки: DDR2 и DDR3.
Формат DDR2 вы сможете встретить, если захотите апгрейдить старый компьютер, потому что новые ПК оснащены форматами планок DDR3.
Число слотов под такие платы внутри компьютера будет варьироваться в среднем от 2 до 8 в зависимости от модели материнской платы.
Кроме типа оперативки нужно обязательно знать о ее объеме памяти. Измеряется этот объем в Гб (гигабайтах) (в современных компьютерах), раньше были не такие большие объемы и измерялись в Мб (мегабайтах).
Стандартные значения планок 1Гб, 2Гб, 4 Гб, 8 Гб, естественно, чем больше, тем лучше.
Хоть сборкой таких плат и занимается не малое количество производителей, они имеют одинаковые размеры.
Для чего нужна оперативная память
Оперативная память предназначена для быстрого доступа к данным исполняемых в текущий момент процессов — программ, игр, файлов и т.д.
Так, чем больше будет установлено оперативки на компьютере или другом устройстве, например, телефоне — тем больше в ней сможет хранится информации и тем быстрее будет к ней доступ. Это даст намного более быструю работу и производительность в работе приложений и самой ОС.
Как в ОЗУ записывается и читается информация
Понять, как в ОЗУ происходит запись и считывание данных будет проще, если представить её в виде обычной таблицы. Чтобы считать данные из ячейки, на горизонтальную строку выдаётся сигнал выбора адреса строки (RAS). После того как он подготовит все конденсаторы выбранной строки к чтению, по вертикальной колонке подаётся сигнал выбора адреса столбца (CAS), что позволяет считать данные с конкретной ячейки матрицы.
Характеристика, определяющая количество информации, которое может быть записано или прочитано за одну операцию чтения/записи, именуется разрядностью микросхемы или по-другому шириной шины данных. Как нам уже известно, перед тем как быть переданной на шину микросхемы, а затем в центральный процессор, информация сначала попадает в выходной буфер. С ядром он связывается внутренним каналом с пропускной способностью равной ширине шины данных. Другой важной характеристикой ОЗУ является частота шины памяти. Что это такое? Это периодичность, с которой происходит считывание информации, а она совсем не обязательно должна совпадать с частотой подающегося на матрицу памяти сигнала, что мы и увидим на примере памяти DDR.
В современных компьютерах используется так называемая синхронная динамическая оперативная память — SDRAM. Для передачи данных в ней используется особый синхросигнал. При его подаче на микросхему происходит синхронное считывание информации и передача её в выходной буфер.
Представим, что у нас есть микросхема памяти с шириной шины данных 8 бит, на которую с частотой 100 МГц подаётся синхросигнал. В результате за одну транзакцию в выходной буфер по 8-битовому каналу попадает ровно 8 бит или 1 байт информации. Точно такой же синхросигнал приходит на выходной буфер, но на этот раз информация попадает на шину микросхемы памяти. Умножив частоту синхросигнала на ширину шины данных, мы получим ещё один важный параметр — пропускную способность памяти.
8 бит * 100 МГц = 100 Мб/с
Как узнать какая оперативная память стоит в компьютере
Существует два способа определить тип и характеристики установленной в компьютере памяти. Можно посмотреть эти данные на стикере наклеенном самом модуле, правда его наверняка придется вынуть из слота, иначе вы вряд ли что-либо увидите. Если стикер с информацией отсутствует или не читаем, то тип DDR памяти можно определить по количеству контактов и расположению ключа (выемки) на планке. Воспользуйтесь для этого нижеприведенным рисунком.
Другой способ узнать исчерпывающую информацию о характеристиках и режиме работы оперативной памяти, воспользоваться какой-нибудь программой, показывающей информацию о системе. Рекомендуем воспользоваться бесплатной программой CPU-Z показывающей, в том числе характеристике и режим работы памяти.
На вкладке Memory отображается тип установленной в компьютере оперативной памяти, её объем, режим работы и используемые тайминги. Вкладка SPD показывает все характеристики конкретного модуля памяти установленного в выбранный слот.
Что такое SPD
В каждом современном модуле памяти содержится специальная микросхема называемая SPD. Данная аббревиатура расшифровывается как Serial Presence Detect и в эту микросхему производитель записывает всю информацию о данном модуле включая объем, маркировку, производителя, серийный номер, рекомендованные задержки и некоторую другую информацию. Во время начальной загрузки компьютера эта информация считывается BIOS из микросхемы SPD и в соответствии с указанными настройками, выставляется режим работы памяти.
Последнее, что стоит знать начинающему пользователю, что существует буферизованная (registered) и ECC-память. Оперативная память с поддержкой ECC (Error Checking and Correction) позволяет исправлять некоторые возникающие в процессе передачи данных ошибки. Модули буферизованной памяти содержат встроенный буфер определенного размера, повышающий надежность и снижающий нагрузку на контролер памяти. Оба этих типа памяти предназначены для применения в рабочих станциях и серверах и в персональных компьютерах не используются.
