Что дает оперативная память в компьютере? zhitsoboy.ru

Что дает оперативная память в компьютере?

Оперативная память компьютера

Оперативная память является одним из главных компонентов компьютера, без нее работа системы невозможна. Объем и характеристики установленной в системе оперативной памяти напрямую влияют на скорость работы компьютера. Давайте выясним на простом потребительском уровне, какая она бывает и зачем вообще нужна в компьютере.

Как уже понятно из названия, оперативная память компьютера или ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) на компьютерном жаргоне «оперативка», а так же просто «память» служит для оперативного (временного) хранения данных необходимых для работы. Однако такое объяснение не до конца понятно, что значит временного и зачем их хранить в оперативке, когда есть жесткий диск.

Тут мы подошли к принципиальному различию в устройстве и назначении этих двух подсистем компьютера. В статье посвященной жесткому диску мы уже затрагивали этот вопрос и для большего понимания вопроса рекомендуем вам ознакомиться с ней. Здесь более подробно рассмотрим вопрос именно со стороны оперативной памяти компьютера. Поскольку материал предназначен начинающим пользователям компьютера и людям желающим разобраться более подробно в его устройстве, мы не будем углубляться в стандарты, технические реализации различных видов оперативки и другие сложные технические моменты, интересные только инженерам, а рассмотрим данный вопрос с позиций обычного человека.

Проще всего ответить на вопрос, что значит для временного хранения данных. Конструкция оперативной памяти выполнена таким образом, что данные в ней сохраняются только, пока на нее подается напряжение, поэтому она является энергозависимой памятью в отличие от жесткого диска. Выключение компьютера, перезагрузка очищают оперативную память и все данные, находящиеся в ней в этот момент удаляются. Даже кратковременный перебой в подаче напряжения на планки памяти способен обнулить их или вызвать повреждение отдельной части информации. Другими словами оперативная память компьютера хранит загруженные в нее данные максимум в пределах одного сеанса работы компьютера.

Вторая часть вопроса, зачем она вообще нужна немного труднее для понимания. Тут уже необходимо хотя бы в общих чертах представлять себе устройство компьютера, поэтому советуем ознакомиться с этой статьей, а так же взаимодействие различных компонентов, между собой рассказанное в материале посвященном материнской плате компьютера.

Итак, оперативная память служит буфером между центральным процессором и винчестером. Жесткий диск энергонезависимый и хранит всю информацию в компьютере, но расплатой за это является его медленная скорость работы. Если процессор брал бы данные напрямую с жесткого диска компьютера, он работал бы как черепаха. Решением данной проблемы служит применение дополнительного буфера между ними в виде оперативной памяти.

Память энергозависима и требует подачи постоянного питания для своей работы, зато она в разы быстрее. Когда процессору требуются какие то данные, эти данные считываются с винчестера и загружаются в оперативку и все дальнейшие операции с ними происходят в ней. По завершении работы с ними, если результаты нужно сохранить, то они отправляются обратно на жесткий диск для записи на него, а из оперативной памяти они удаляются, чтобы освободить место для других данных. Если результаты сохранять не нужно, оперативная память компьютера просто очищается.

Так в сильно упрощенном виде выглядит их взаимодействие. Помимо центрального процессора информация из ОЗУ может потребоваться и другим компонентам, например, видеокарте. Естественно одновременно в памяти хранится множество данных, поскольку все программы, которые вы запускаете или открываемые вами файлы загружаются в нее. Файлы браузера, через который вы смотрите сейчас этот сайт, а так же сама интернет-страница находятся именно в оперативной памяти.

Стоит отметить, что данные с жесткого диска именно копируются в оперативку, поэтому пока изменения сделанные с ними не будут сохранены обратно на диск, там будет оставаться их старая версия. Именно по этой причине открыв, например вордовский файл и внеся в него какие то изменения в редакторе, вам требуется в конце выполнить сохранение, при этом файл загружается обратно на жесткий диск и перезаписывает хранящийся там.

Различные компоненты компьютера взаимодействуют между собой не напрямую, а через различные интерфейсы, так для обмена информацией между процессором и ОЗУ используется системная шина.

Производительность всего компьютера зависит от скорости работы всех его составляющих и самое медленное из них будет бутылочным горлышком тормозящим работу всей системы. Появление оперативной памяти существенно увеличило скорость работы, но не решило всех проблем. Во-первых, скорость работы ОЗУ не идеальна, а во-вторых соединительные интерфейсы тоже имеют ограничения по пропускной способности.

Дальнейшее развитие техники привело к тому, что в устройства требующие высокой скорости обработки данных стали встраивать собственную память, этим устраняются издержки на передачу данных туда-обратно и обычно в таких случаях используется более скоростная память чем в применяемая в ОЗУ. Примером может служить видеоадаптер, встроенный кэш центрального процессора и так далее. Даже многие винчестеры имеют сейчас свой внутренний высокоскоростной буфер, позволяющий ускорить операции чтения/запись. Ответ на вопрос, почему эта высокоскоростная память не используется сейчас в качестве оперативной очень простой, некоторые технические сложности, но главное ее дороговизна.

Применительно к типичным компьютерам, оперативная память выпускается в виде модулей, устанавливаемых в специальный разъем материнской платы. Размеры и форма зависят от применяемого стандарта, но в общем случае выглядит примерно как на рисунке.

Однако модули памяти с высокими скоростными характеристиками и ориентированные на высокопроизводительную компьютерную систему или разгон, могут существенно отличаться внешним видом от своих рядовых собратьев. Производители могут устанавливать различные дополнительные элементы, например радиаторы для улучшения охлаждения и повышения стабильности работы на высоких частотах. Примером может служить данный модуль производства компании OCZ с установленным радиатором на тепловой трубке.

Виды оперативной памяти

На данный момент времени, существует два типа памяти возможных к применению в качестве оперативной памяти в компьютере. Оба представляют собой память на основе полупроводников с произвольным доступом. Другими словами, память позволяющая получить доступ к любому своему элементу (ячейке) по её адресу.

Память статического типа

SRAM (Static random access memory) — изготавливается на основе полупроводниковых триггеров и имеет очень высокую скорость работы. Основных недостатков два: высокая стоимость и занимает много места. Сейчас используется в основном для кэша небольшой емкости в микропроцессорах или в специализированных устройствах, где данные недостатки не критичны. Поэтому в дальнейшем мы её рассматривать не будем.

Память динамического типа

DRAM (Dynamic random access memory) — память наиболее широко используемая в качестве оперативной в компьютерах. Построена на основе конденсаторов, имеет высокую плотность записи и относительно низкую стоимость. Недостатки вытекают из особенностей её конструкции, а именно, применение конденсаторов небольшой емкости приводит к быстрому саморазряду последних, поэтому их заряд приходится периодически пополнять. Этот процесс называют регенерацией памяти, отсюда возникло и название динамическая память. Регенерация заметно тормозит скорость ее работы, поэтому применяют различные интеллектуальные схемы стремящиеся уменьшить временные задержки.

Развитие технологий идет быстрыми темпами и совершенствование памяти не исключение. Компьютерная оперативная память, применяемая в настоящее время, берет свое начало с разработки памяти DDR SDRAM. В ней была удвоена скорость работы по сравнению с предыдущими разработками за счет выполнения двух операций за один такт (по фронту и по срезу сигнала), отсюда и название DDR (Double Data Rate). Поэтому эффективная частота передачи данных равна удвоенной тактовой частоте. Сейчас ее можно встретить практически только в старом оборудовании, зато на её основе была создана DDR2 SDRAM.

В DDR2 SDRAM была вдвое увеличена частота работы шины, но задержки несколько выросли. За счет применения нового корпуса и 240 контактов на модуль, она обратно не совместима с DDR SDRAM и имеет эффективную частоту от 400 до 1200 МГц.

Сейчас наиболее распространённой памятью является третье поколение DDR3 SDRAM. За счет технологических решений и снижения питающего напряжения удалось снизить энергопотребление и поднять эффективную частоту, составляющую от 800 до 2400 МГц. Несмотря на тот же корпус и 240 контактов, модули памяти DDR2 и DDR3 электрически не совместимы между собой. Для защиты от случайной установки ключ (выемка в плате) находится в другом месте.

DDR4 является перспективной разработкой, которая в ближайшее время придет на смену DDR3 и будет иметь пониженное энергопотребление и более высокие частоты, до 4266 МГц.

Наряду с частотой работы, большое влияние на итоговую скорость работы оказывают тайминги. Таймингами называются временные задержки между командой и её выполнением. Они необходимы, чтобы память могла «подготовиться» к её выполнению, в противном случае часть данных может быть искажена. Соответственно, чем меньше тайминги (латентность памяти) тем лучше и следовательно быстрее работает память при прочих равных.

Различных таймингов существует много, но обычно выделяют четыре основных:

  • CL (CAS Latency) — задержка между командой на чтение и началом поступления данных
  • TRCD (Row Address to Column Address Delay) — задержка между подачей команды на активацию строки и командой на чтение или запись данных
  • TRP (Row Precharge Time) — задержка между командой закрытия строки и открытием следующей
  • TRAS (Row Active Time) — время между активацией строки и её закрытием

Указываются обычно в виде строки цифр разделенных дефисом, например 2-2-3-6, если указывается только одна цифра, то подразумевается параметр CAS Latency. Это позволяет сравнить скорость работы различных модулей и объясняет разницу в стоимости казалось бы одинаковых планок.

Кстати, обычно чем больше объем модуля, тем больше тайминги, поэтому взять две планки по 2 Гб может оказаться выгоднее, чем одну на 4 Гб. К тому же использование нескольких одинаковых планок памяти активирует многоканальный режим работы, что обеспечивает дополнительное увеличение быстродействия. Справедливости ради нужно отметить, что в настоящее время влияние таймингов на производительность несколько снизилось из-за повсеместного увеличения объема кэша на основе высокоскоростной памяти статического типа интегрированного в современные процессоры.

Читать еще:  Не читается флешка microsd как восстановить?[В[ОС]становление данных]

Какой объем оперативной памяти использовать

Количество памяти, которое можно установить в компьютер зависит от материнской платы. Объем памяти ограничивается как физически количеством слотов для её установки, так и в большей мере программными ограничениями конкретной материнской платы или установленной операционной системы компьютера.

В общем случае для просмотра интернета и работы в офисных программах достаточно 2 Гб, если вы играете в современные игры или собираетесь активно редактировать фотографии, видео или использовать другие требовательные к объему памяти программы, то объем установленной памяти следует повысить как минимум до 4 Гб.

Следует иметь в виду, что в настоящее время операционные системы Windows выпускаются в двух вариантах: 32-битная (x32) и 64-битная (x64). Максимальный объем доступный операционной системе в 32-битных версиях в зависимости от различных комбинаций комплектующих примерно от 2,8 до 3,2 Гб, то есть даже если вы установите в компьютер 4 Гб, система будет видеть максимум 3,2 Гб. Причина этого ограничения появилась на заре появления операционных систем, когда о таких объемах памяти никто даже в самых радужных мечтах бы не подумал. Существует способы позволить 32-битной системе работать с 4 Гб памяти, но это все «костыли» и не на всех конфигурациях работают.

Так же Windows 7 Начальная Starter имеет только 32-битную версию и ограничена максимальным объемом оперативной памяти в 2 Гб.

Таких проблем не испытывают 64-битные версии операционной системы, например Windows 7 Домашняя базовая поддерживает до 8 Гб, а Домашняя расширенная до 16 Гб. Если вам вдруг и этого мало, милости просим воспользоваться версиями Профессиональная, Корпоративная или Максимальная, где можно установить до 192 Гб памяти, главное материнскую плату, куда все это богатство поставите найти не забудьте и чтобы вам еще денег хватило.

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.

На что влияет оперативная память на компьютере и в играх? [#2019]

Повсеместная компьютеризация привела к тому, что некоторые, ранее специфические, термины стали общеизвестны. Так, все знают, что в настольных компьютерах, ноутбуках, планшетах и даже смартфонах имеется оперативная память и что ее объем прямо пропорционален скорости работы устройства.

Это вполне соответствует действительности, но пользователю неплохо бы знать и понимать, как работает «оперативка», какие ее разновидности существуют. Особенно подобные знания важны для геймеров, ведь в компьютерных играх оперативная память влияет на множество параметров игрового процесса.

Что это такое?

ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) или RAM — часть системы компонентов компьютера, предназначенная для временного (в отличие от ПЗУ – постоянного запоминающего устройства) хранения разного рода данных.

Оперативная память энергозависима. Это означает, что после прекращения питания (отключения устройства от электросети) вся информация из ОЗУ исчезает. Оперативная память используется центральным процессором компьютера для обработки входящих, исходящих и промежуточных данных.

Проще говоря, все программы (в том числе системные), что работают на ПК (ноутбуке, планшете) в данный момент времени тем или иным образом задействуют оперативную память.

ОЗУ позволяет значительно увеличить скорость работы компьютера за счет возможности выгрузки части данных в кэш. То есть, та или иная программа работает с информацией, которая храниться на жестком диске (постоянная энергонезависимая память), процесс считывания данных с механического устройства довольно медленный, поэтому данные выгружаются в «оперативку».

Внешне оперативная память представляет собой небольшую плоскую планочку, которая устанавливается в специальные слоты на материнской плате компьютера.

Все известные ОЗУ можно разделить на:

  • Статические SDRAM (DDR, DDR2, DDR3, DDR4)
  • Динамические DRAM

Различные виды оперативно запоминающих устройств так же имеют и различия в конструкции. Это значит, что для разных видов существуют свои разъемы и поменять память одного типа на другой не выйдет.

Разница между ОЗУ и ПЗУ

Жесткий диск (ПЗУ) это постоянное хранилище данных, но скорости управления этими данными мало для нормальной работы машины. Представьте себя поваром, который готовит определённое блюдо. У вас есть огромный склад с различными продуктами. Но чтобы не бегать далеко и не искать во всей этой куче нужные продукты, вы отобрали их и положили на свой стол. Получается стол – это ваша оперативка, а склад – жесткий диск.

По этому подобию строится работа компьютера. Процессор загружает всё необходимое во временную память ОЗУ, которая гораздо быстрее, чем HDD. За счёт этого работоспособность компьютера увеличивается.

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.

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 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.

На что она влияет ОЗУ в играх?

Если брать во внимание игры, то оперативной памяти должно быть много. Когда загружается игрушка, все данные о локации, карте и остальные декорации попадают с HDD в оперативку, а затем видеокарта преобразует данные и транслирует на экран мониторов. Если не хватит объёма временной памяти, игра попросту будет притормаживать, а-то и зависать на несколько секунд. Конечно, всё это омрачит впечатление об игре, поэтому машины для игр оснащают большим объёмом оперативной памяти.

Влияние объёма

Ответ на вопрос: «На что влияет количество оперативной памяти?» — предельно прост. Объём ОЗУ напрямую влияет на количество информации, которую будет обрабатывать процессор, а значит и увеличивает скорость выполнения всех задач в целом.

Читать еще:  Что такое ahci и ide в БИОСе?

Влияние частоты

Частота ОЗУ это скорость, с которой оперативка обменивается файлами с процессором. А уж на что влияет скорость оперативной памяти и так понятно. Выше скорость — быстрее обрабатывается информация.

На что влияет тип

Каждое последующее поколение ОЗУ отличается своими характеристиками: увеличивается частота, объем и уменьшается напряжение, благодаря чему плата меньше нагревается.

Как определить тип оперативки в компьютере?

Если вас интересуют характеристики оперативной памяти установленной на вашей машине, то нужно внимательно посмотреть маркировку на самих платах, там указаны все необходимые сведения. Либо найти информацию в документации.

Как выбрать ОЗУ для компьютера?

  1. Во-первых, нужно подумать о целесообразности. Соотнесите с целями, для которых используете ПК. Работа в текстовых редакторах и просмотр фильмов не требуют больших объёмов и, вам, вполне хватит 2Гб ОП, а вот для игр этого будет не достаточно.
  2. Для наилучших результатов возьмите планки одного производителя, с совпадающими параметрами.
  3. Важно, чтобы у планок была одинаковая частота работы и тайминги.
  4. Так же вы должны учитывать разрядность вашей ОС. Например, на 32 разрядный Windows не получится установить более 4 Гб оперативки, он её просто не увидит.

Как понять, что оперативной памяти не достаточно?

Это наглядно можно увидеть на всем известных приложениях типа фоторедактор Adobe Photoshop и любом браузере. Просто начните работать в редакторе с несколькими слоями или кликните несколько вкладок. Компьютер начнёт тормозить.

Чтобы проверить то, как работает оперативная память — вызываем Диспетчер Задач (Ctirl + Alt +Del). Кликаем вкладку «Производительность» и смотрим загрузку ОЗУ. Далее определяем, куда конкретно тратится память, нажав «Процессы». При необходимости отключаем не задействованные программы.

Теперь мы можем сделать выводы: на что влияет оперативная память в компьютере?

Скоростные характеристики машины прямо пропорционально зависят от оперативной памяти. Памяти мало — процессор работает медленнее. Но её нужно выбирать с умом, относительно других компонентов компьютера, чтобы извлечь больше пользы.

Автор, специалист в сфере IT и новых технологий.

Получил высшее образование по специальности Фундаментальная информатика и информационные технологии в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова. После этого стал экспертом в известном интернет-издании. Спустя время, решил попробовать писать статьи самостоятельно. Ведет популярный блог на Ютубе и делится интересной информацией из мира технологий.

Как работает оперативная память и зачем она нужна

Мое почтение, уважаемые читатели, други, недруги и прочие личности!

Сегодня хочется поговорить с Вами о такой важной и полезной штуке как оперативная память, в связи с чем опубликовано сразу две статьи, одна из которых рассказывает о памяти вообще (тобишь ниже по тексту), а другая рассказывает о том как эту самую память выбрать (собственно, статья находится прямо под этой, просто опубликована отдельно).

Изначально это был один материал, но, дабы не делать очередную многобуквенную страницу-простыню, да и просто из соображений разделения и систематизации статей, было решено разбить их на две.

Так как процесс дробления был произведен на лету и почти в последний момент, то возможны некоторые огрехи в тексте, которых не стоит пугаться, но можно сообщить об оных в комментариях, дабы, собственно, их так же на лету исправить.

Ну, а сейчас, приступаем.

Перед каждым пользователем рано или поздно (или никогда) встает вопрос модернизации своего верного «железного коня». Некоторые сразу меняют «голову» — процессор, другие — колдуют над видеокартой, однако, самый простой и дешевый способ – это увеличение объема оперативной памяти.

Почему самый простой?

Да потому что не требует специальных знаний технической части, установка занимает мало времени и не создает практически никаких сложностей (и еще он наименее затратный из всех, которые я знаю).

Итак, чтобы узнать чуть больше о таком простом и одновременно эффективном инструменте апгрейда, как оперативная память (далее ОП), для этого обратимся к родимой теории.

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 ).

С этим разобрались, идем дальше. Затронем еще один немаловажный вопрос:

Как же работает оперативная память?

Работа оперативной памяти непосредственно связана с работой процессора и внешних устройств компьютера, так как именно ей последние «доверяют» свою информацию. Таким образом, данные сперва попадают с жесткого диска (или другого носителя) в саму ОЗУ и уже затем обрабатываются центральным процессором (смотрите изображение).

Обмен данными между процессором и памятью может происходить напрямую, но чаще все же бывает с участием кэш-памяти.

Кэш-память является местом временного хранения наиболее часто запрашиваемой информации и представляет собой относительно небольшие участки быстрой локальной памяти. Её использование позволяет значительно уменьшить время доставки информации в регистры процессора, так как быстродействие внешних носителей (оперативки и дисковой подсистемы) намного хуже процессорного. Как следствие, уменьшаются, а часто и полностью устраняются, вынужденные простои процессора, что повышает общую производительность системы.

Оперативной памятью управляет контроллер, который находится в чипсете материнской платы, а точнее в той его части, которая называется North Bridge (северный мост) — он обеспечивает подключение CPU (процессора) к узлам, использующим высокопроизводительные шины: ОЗУ , графический контроллер (смотрите изображение).

Примечание.
Важно понимать, что если в процессе работы оперативной памяти производится запись данных в какую-либо ячейку, то её содержимое, которое было до поступления новой информации, будет безвозвратно утеряно. Т.е. по команде процессора данные записываются в указанную ячейку, одновременно стирая при этом то, что там было записано ранее.

Рассмотрим еще один важный аспект работы оперативки – это ее деление на несколько разделов с помощью специального программного обеспечения (ПО), которое поддерживается операционными системами.

Сейчас Вы поймете, о чем это я.

Дело в том, что современные устройства оперативной памяти являются достаточно объемными (привет двухтысячным, когда хватало и 32 Mб), чтобы в ней можно было размещать данные от нескольких одновременно работающих задач. Процессор также может одновременно обрабатывать несколько задач. Это обстоятельство способствовало развитию так называемой системы динамического распределения памяти, когда под каждую обрабатываемую процессором задачу отводятся динамические (переменные по своей величине и местоположению) разделы оперативной памяти.

Динамический характер работы позволяет распоряжаться имеющейся памятью более экономно, своевременно «изымая» лишние участки памяти у одних задач и «добавляя» дополнительные участки – другим (в зависимости от их важности, объема обрабатываемой информации, срочности выполнения и т.п.). За «правильное» динамическое распределение памяти в ПК отвечает операционная система, тогда как за «правильное» использование памяти, отвечает прикладное программное обеспечение.

Совершенно очевидно, что прикладные программы должны иметь способность работать под управлением операционной системы, в противном случае последняя не сможет выделить такой программе оперативную память или она не сможет «правильно» работать в пределах отведенной памяти. Именно поэтому не всегда удается запустить под современной операционкой, ранее написанные программы, которые работали под управлением устаревших систем, например под ранними версиями Windows (98 например).

Ещё (для общего развития) следует знать, что поддержка памяти зависит от разрядности системы, например, операционная система Windows 7, разрядностью 64 бита, поддерживает объем памяти до 192 Гбайт (младший 32 -битный собрат «видит» не больше 4 Гбайт). Однако, если Вам и этого мало, пожалуйста, 128 -разрядная Windows 8 заявляет поддержку поистине колоссальных объемов – я даже не осмеливаюсь озвучить эту цифру. Чуть подробнее про разрядность мы писали тут.

Что это такое разобрались.

Дальше, на очереди, как и гласил заголовок, у нас не менее интересный вопрос:

Зачем нужна эта самая оперативная память?

Как мы уже знаем, обмен данными между процессором и памятью происходит чаще всего с участием кэш-памяти. В свою очередь, ею управляет специальный контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их, т.е. кэш-контроллер загружает в кэш-память нужные данные из оперативной памят­и, и возвращает, когда нужно, модифицирован­ные процессором данные в оперативку.

Читать еще:  Почему при установке программы не устанавливается ярлык?

После процессора, оперативную память можно считать самым быстродействующим устройством. Поэтому основной обмен данными и происходит между этими двумя девайсами. Вся информация в персональном компьютере хранится на жестком диске. При включении компа в ОЗУ с винта записываются драйверы, специальные программы и элементы операционной системы. Затем туда записываются те программы – приложения, которые мы будем запускать, при закрытии последних они будут стерты из оной.

Данные, записанные в оперативной памяти, передаются в CPU (он же не раз упомянутый процессор, он же Central Processing Unit ), там обрабатываются и записываются обратно. И так постоянно: дали команду процессору взять биты по таким-то адресам (как то: обработатьих и вернуть на место или записать на новое) – он так и сделал (смотрите изображение).

Все это хорошо до тех пор, пока ячеек памяти ( 1 ) хватает. А если нет?

Тогда в работу вступает файл подкачки ( 2 ). Этот файл расположен на жестком диске и туда записывается все, что не влезает в ячейки оперативной памяти. Поскольку быстродействие винта значительно ниже ОЗУ , то работа файла подкачки сильно замедляет работу системы. Кроме этого, это снижает долговечность самого жесткого диска. Но это уже совсем другая история.

Примечание.
Во всех современных процессорах имеется кэш ( cache ) — массив сверхскоростной оперативной памяти, являющейся буфером между контроллером сравнительно медленной системной памяти и процессором. В этом буфере хранятся блоки данных, с которыми CPU работает в текущий момент, благодаря чему существенно уменьшается количество обращений процессора к чрезвычайно медленной (по сравнению со скоростью работы процессора) системной памяти.

Однако, кэш-память малоэффективна при работе с большими массивами данных (видео, звук, графика, архивы), ибо такие файлы просто туда не помещаются, поэтому все время приходится обращаться к оперативной памяти, или к HDD (у которого также имеется свой кэш).

Компоновка модулей

Кстати, давайте рассмотрим из чего же состоит (из каких элементов) сам модуль.

Так как практически все модули памяти, состоят из одних и тех же конструктивных элементов, мы для наглядности возьмем стандарт SD-RAM (для настольных компьютеров). На изображении специально приведено разное конструктивное исполнение оных (чтобы Вы знали не только «шаблонное» исполнение модуля, но и весьма «экзотическое»).

Итак, модули стандарта SD-RAM ( 1 ): DDR ( 1.1 ); DDR2 ( 1.2 ).

  1. Чипы (микросхемы) памяти
  2. SPD ( Serial Presence Detect ) – микросхема энергонезависимой памяти, в которую записаны базовые настройки любого модуля. Во время старта системы BIOS материнской платы считывает информацию, отображенную в SPD , и выставляет соответствующие тайминги и частоту работы ОЗУ ;
  3. «Ключ» — специальная прорезь платы, по которой можно определить тип модуля. Механически препятствует неверной установке плашек в слоты, предназначенные для оперативной памяти;
  4. SMD -компоненты модулей (резисторы, конденсаторы). Обеспечивают электрическую развязку сигнальных цепей и управление питанием чипов;
  5. Cтикеры производителя — указывают стандарт памяти, штатную частоту работы и базовые тайминги;
  6. РСВ – печатная плата. На ней распаиваются остальные компоненты модуля. От качества зачастую зависит результат разгона: на разных платах одинаковые чипы могут вести себя по-разному.

Теперь обощая, упрощая.

Температура, лаг, энергозависимость и вообще «на пальцах»

Условно говоря, если очень просто, то оперативная память это много мелких ячеек, хранящих данные и каждый бит этих данных хранится зарядом (или его отсутствием) на крошечном конденсаторе в микросхеме (о чем говорилось выше по тексту).

Эта память является энергозависимой, именно поэтому во время режима сна (гибернации компьютера) содержимое памяти записывается на жесткий диск, а при пробуждении загружается обратно. Когда компьютер выключен, — память пуста.

Файл подкачки, который является «продолжением» этой памяти, логичным образом, хранит в себе данные на жестком диске, что, в общем случае, небезопасно.

Информация в ячейках со временем «теряется», причем, чем выше температура, тем быстрее это происходит.

Чтобы избежать потери сохранённых данных, они должны регулярно обновляться, чтобы восстановить заряд (если он есть) до первоначального уровня. Этот процесс обновления включает чтение каждого бита, а потом запись его обратно. Это происходит не целиком, а блоками. В процессе такого «обновления» память занята и не может выполнять обычные операции, такие как запись или хранение битов. В общем случае из-за этого обновления память тормозит каждые 7,8 мкс.

Послесловие

Собственно, это основы основ и базисный базис, а посему, надеюсь, что статья была интересна Вам как с точки зрения расширения кругозора, так и в качестве кирпичика в персональных знаниях о персональном компьютере :).

На сим всё. Как и всегда, если есть какие-то вопросы, комментарии, дополнения и тп, то можете смело бежать в комментарии, которые расположены ниже. И да, не забудьте прочитать материал по выбору этой самой оперативной памяти.

Что такое оперативная память компьютера, на что она влияет: ответы на 6 популярных вопросов

Что такое оперативка и как она функционирует, рассказывает этот гайд. В нем также можно найти информацию о том, для чего она нужна любому ПК, включая настольные, портативные, планшетные, а также смартфоны, и как она влияет на его работу.

Что такое оперативная память компьютера

Пго сути, это — девайс, который запоминает данные, обрабатываемые другими комплектующими. Этот компонент компьютера/ноутбука является энергозависимым. RAM хранит:

  • собственный программный код;
  • все данные, включая промежуточные, которые принимает и отправляет процессор.

Структура ОЗУ

Состоит устройство из множества ячеек. Информация может содержаться в каждой из них. У всех них есть:

  1. адрес, по которому можно обратиться к любой ячейке;
  2. содержимое.

Разумеется, в ОЗУ есть и разъемы, посредством которых она подключается к материнке ПК.

Принцип работы оперативной памяти

Запоминающее устройство неразрывно связано с работой ЦПУ и накопителей. Что делает RAM? Сначала данные с носителя информации поступают именно в него, а потом — обрабатываются процессором. Инфообмен между этими компонентами может происходить напрямую, но, как правило, в этом процессе задействована кэш-память.

Что такое cash memory? Это высокоскоростная локальная память, которая содержит небольшие секторы. Она нужна как временное хранилище тех данных, к которым пользователь обращается чаще всего. Благодаря ей информация быстрее поставляется в процессорные регистры. В результате уменьшаются или вовсе исключаются вынужденные простои ЦП, и, соответственно, повышается общая производительность сборки.

За работу ОЗУ отвечает размещенный в North Bridge чипсета платы контроллер. Благодаря этому CPU подсоединяется к узлам, которые применяют высокоскоростные шины: оператива, графическое устройство.

На что влияет оперативная память в компьютере

Мощность ЦП прямо пропорциональна объему RAM. Это означает, что чем выше скорость памяти, тем быстрее вся сборка в целом. Однако это не единственный значимый параметр, который необходимо учитывать.

На производительность самой оперативы влияет:

  • Объем — чем больше гигабайт, тем лучше.

Важно: при выборе модулей следует учитывать, какой объем поддерживает системная плата.

  • Частота — пропускная способность. Измеряется в мегагерцах.
  • Поколение — чем новее, тем лучше.

Подробнее о типах RAM: DDR3 — это эхо из прошлого, но такие модули еще жизнеспособны и довольно часто встречаются в простых сборках. Современные высокопроизводительные планки относятся к типу DDR4. На него стоит обратить внимание, если нужен суперпроизводительный ПК. Именно «четверка» дает нужную скорость для игр, профессиональных программ для работы с аудио-, видеоконтентом, графикой.

Возможные режимы работы

Есть такое понятие, как многоканальность. Суть в том, что два модуля по четыре гигабайта дают большую производительность ноутбуку или ПК, чем одна планка оперативы на 8 ГБ.

Примечание: большинство недорогих материнок поддерживает 2-канальный, а средний класс и топовые платы — четырех-, а то и восьмиканальный режим.

Если в системной плате всего пара гнезд под ОЗУ, но при этом в характеристиках есть поддержка работы в двух каналах, то здесь все просто: нужно лишь установить модули. Если же на таком устройстве четыре слота, тогда планки устанавливаются через одну. Как правило, разъемы разных каналов отличаются по цвету, так что даже новичку будет легко разобраться.

Как посмотреть, что занимает оперативную память на компьютере

RAM не бывает много. Большинство приложений «едят» ОЗУ с большим аппетитом. Особенно прожорлив профессиональный софт для работы с аудио и графикой, а также игры. Но есть приложения, которые запускаются в фоновом режиме и впустую расходуют ресурс, негативно влияя на быстродействие. Чаще всего — это:

  • вредоносное ПО;
  • софт из автозагрузки, который используется редко.

Почистив ПК от вирусов, убрав из автоматического запуска лишнее, владелец сможет освободить немало полезного объема памяти и повысить скорость системы.

Браузеры — отдельная тема. Каждая вкладка является по сути новым процессом, и если их много, а объем оперативки невелик, все будет работать медленнее.

Разгрузить память несложно. Для этого необходимо воспользоваться «Диспетчером задач», через который можно отследить активное ПО и отключить лишнее. Что делать: воспользоваться комбинацией Ctrl+Alt+Delete и выбрать соответствующий пункт. Также можно кликнуть по «Панели задач» правой клавишей мышки и в открывшемся меню нажать на нужный раздел.

Некоторое ПО работает в фоновом режиме. Ознакомиться с активными утилитами такого типа можно во вкладке «Процессы».

Примечание: некоторые запущенные ОС процессы нельзя отключать, иначе можно нарушить работу ПК, лэптопа. Отключать службы или приложения нужно, только если пользователь уверен в своих действиях.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector