Что такое оперативная память (озу)

Виды запоминающих устройств

Запись и сохранение информации в оперативке происходит при подаче заряда в набор конденсаторов либо при переключении состояния комплекта полупроводниковых триггеров. Различные схемы ОЗУ обусловили применение устройств 2 типов:

1. Принцип работы динамической памяти DRAM (англ. dynamic random access memory) основан на схеме из одного или двух конденсаторов и транзистора. Из-за токов утечки DRAM требует постоянной динамической подзарядки, что считается недостатком. Ещё одной слабой стороной считается низкая скорость обработки информации. К достоинствам такой схемы относятся дешевизна конструкции и малая занимаемая площадь.
2. Статическая память SRAM (англ. static random access memory) использует работу пакета триггеров с обратной положительной связью, что позволяет обойтись без дополнительной подзарядки. Однако, полупроводники занимают большую площадь, чем ёмкости динамической памяти. Кроме того, производство транзисторов дороже, чем изготовление конденсаторов. Негативные особенности оперативки SRAM объясняют её небольшой объём. Отсутствие токов утечки и быстрота выполнения операций обусловили применение этого вида оперативной памяти в кэш-памяти процессора и видеоадаптера.

Все или почти все об оперативной памяти компьютера.

Вы спросите: Почему ПОЧТИ все? Просто потому, что рассказать в одной статье все об оперативке просто физически не возможно. Поэтому сегодня будем говорить коротко, но о самом главном, чтобы пользователи новички не путали оперативную память компьютера (ОЗУ — оперативное запоминающее устройство) с памятью жесткого диска (ПЗУ — постоянное запоминающее устройство).

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.

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.

Планки оперативной памяти. Как выглядят?

Планка оперативки по своей сути это микросхема, печатная плата с модулями. Она состоит фактически из одинаковых элементов. Внешне, обычно, сильное отличие планок зависит от их форм фактора. Вот как выглядят стандартные планки оперативной памяти.

Вот так выглядит разъем куда вставляются планки оперативной памяти в материнской плате.

На этом все! Подписывайтесь на обновления сайта и вы не пропустите наши следующие интересные статьи!

Устройство ячейки динамической оперативной памяти (DRAM)

Итак, представим себе тетрадный лист. Некоторые клеточки закрашены красным фломастером, а некоторые остались белыми. Красные клеточки это ячейки, состояние которых «1», а белые — «0».

Только вместо листа из тетради в оперативной памяти используется кремниевая пластина, в которую «впечатаны» столбцы (разрядные линии, bitlines) и строки (словарные шины, wordlines). Пересечение столбца и строки является адресом ячейки оперативной памяти.

Динамическая оперативная память передает заряд по определенному столбцу. Этот заряд называют стробом адреса столбца (CAS, Column Adress Strobe) или просто сигналом CAS. Этот сигнал может активировать транзистор любого бита столбца. Управляющий сигнал строки именуется стробом адреса строки (RAS, Row Adress Strobe). Для указания адреса ячейки следует задать оба управляющих сигнала. В процессе записи конденсатор готов принять в себя заряд. В процессе чтения усилитель считывания (sense-amplifier) определяет уровень заряда конденсатора. Если он выше 50 %, бит читается, как «1»; в остальных случаях, как «0».

Осуществляется также обновление заряда ячеек. За порядком обновления следит счетчик. Время, которое требуется на все эти операции, измеряется в наносекундах (миллиардных долях секунды). Если чип памяти 70-наносекундный, это значит, полное чтение и перезарядка всех его ячеек займет 70 наносекунд.

Сами по себе ячейки были бы бесполезны, если бы не существовало способа записать в них информацию и считать ее оттуда. Соответственно, помимо самих ячеек, чип памяти содержит целый набор дополнительных микросхем. Эти микросхемы выполняют следующие функции:

• Идентификации строк и столбцов (выбор адреса строки и адреса ячейки)
• Отслеживание порядка обновления (счетчик)
• Чтение и возобновление сигнала ячейки (усилитель)
• Донесение до ячейки сведений о том, следует ли ей удерживать заряд или нет (активация записи)

У контроллера памяти есть и другие функции. Он выполняет набор обслуживающих задач, среди которых следует отметить идентификацию типа, скорости и объема памяти, а также проверку ее на ошибки.

Эксплуатация и профилактика

На материнской плате размещены слоты для установки модулей ОЗУ. На планке памяти сделаны специальные вырезы, которые не позволят вставить пластинку неправильно. Устанавливаемые на ПК модули должны иметь одинаковые параметры. Иначе устройство будет работать по наименьшим значениям технических характеристик.

Размер оперативной памяти определяется операционной системой, установленной на компьютере. 32-разрядная ОС потребует не более 4 Гб, а 64-разрядной ОС потребуется до 9 Гб памяти. Объём оперативки зависит от модели материнской платы, установленной на П. К. Соответствие ОЗУ мощности компьютера проверяется в BIOS, таблица которого отобразится на экране монитора при нажатии клавиши Del или F2 во время загрузки. В пункте Installed memory указывается объём оперативки.

При удалении пыли во внутреннем пространстве компьютера не лишней будет операция чистки оперативки. Вытащенный из слота модуль продувают вентилятором или протирают сухой и чистой салфеткой. Группу контактов очищают от загрязнения смоченным в спирте тампоном. Просушенное устройство вставляют на прежнее место.

Можно ли физически увеличить RAM

Некоторое время назад был показан смартфон, который целиком состоит из заменяемых модулей и пользователь, как задумано, мог бы сам менять те или иные модули, в том числе и модуль RAM (ОЗУ). Но тот смартфон остался концептом.

В обычных смартфонах физически ОЗУ увеличить невозможно, то есть нельзя добавить к уже имеющимся 3 Гб памяти, допустим, еще 3 Гб, как в случае с домашним ПК. Объем физической памяти не изменяется, однако вы можете увеличивать объем доступной памяти, закрывая приложения и оптимизируя устройство.

При покупке смартфонов консультанты часто спрашивают, сколько ОЗУ предпочитает видеть пользователь в приобретаемом аппарате. Если вы человек — далекий от всех тонкостей и инноваций IT, то, скорее всего, такой вопрос вас поставит в ступор. Но на самом деле все намного проще, чем кажется!

Современный смартфон, как и любой компьютер, состоит из различных модулей, просто все они адаптированы под процессы мобильного устройства. Здесь есть и модули памяти, платы для приема и передачи сигнала, а также платы оперативной памяти.

Оперативная память в телефоне (ОЗУ) — это энергозависимый ресурс (память), который используется центральным процессором для обработки и хранения информации, выполнения определенных задач. Это именно та память, которая обрабатывает все ваши повседневные операции, позволяя запускать одновременно несколько приложений, например, браузер и музыку. А помимо этого в ней хранятся данные о десятке запущенных служб в том же Android, которые вы, пусть и не видите, постоянно присутствуют.

И, как говорилось ранее, оперативная память действительно энергозависима. Если телефон отключить от источника питания, то все данные будут удалены. Этим и отличается ОЗУ от постоянной памяти, где данные хранятся независимо от того, есть источник питания или нет.

У каждого телефона свои параметры оперативной памяти и конечное количество зависит от производителя, начинки устройства, сегмента, к которому принадлежит смартфон (бюджетный, средний, высший класс).

ОЗУ современных компьютеров

ОЗУ большинства современных компьютеров представляет собой модули динамической памяти, содержащие полупроводниковые ИС ЗУ, организованные по принципу устройств с произвольным доступом. Память динамического типа дешевле, чем статического, и её плотность выше, что позволяет на той же площади кремниевого кристалла разместить больше ячеек памяти, но при этом её быстродействие ниже. Статическая память, наоборот, более быстрая память, но она и дороже. В связи с этим основную оперативную память строят на модулях динамической памяти, а память статического типа используется для построения кэш-памяти внутри микропроцессора.

Память динамического типа

Основная статья: DRAM

Экономичный вид памяти. Для хранения разряда (бита или трита) используется схема, состоящая из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариантах два конденсатора). Такой вид памяти, во-первых, дешевле (один конденсатор и один транзистор на 1 бит дешевле нескольких транзисторов входящих в триггер), и, во-вторых, занимает меньшую площадь на кристалле, там, где в SRAM размещается один триггер, хранящий 1 бит, можно разместить несколько конденсаторов и транзисторов для хранения нескольких бит.

Но DRAM имеет и недостатки. Во-первых, работает медленнее, поскольку, если в SRAM изменение управляющего напряжения на входе триггера сразу очень быстро изменяет его состояние, то для того, чтобы изменить состояние конденсатора, его нужно зарядить или разрядить. Перезаряд конденсатора гораздо более длителен (в 10 и более раз), чем переключение триггера, даже если ёмкость конденсатора очень мала. Второй существенный недостаток — конденсаторы со временем разряжаются. Причём разряжаются они тем быстрее, чем меньше их электрическая ёмкость и больше ток утечки, в основном, это утечка через ключ.

Именно из-за того, что заряд конденсатора постепенно уменьшается во времени, память на конденсаторах получила своё название DRAM — динамическая память. Поэтому, дабы не потерять содержимое памяти, величина заряда конденсаторов периодически восстанавливается («регенерируется») через определённое время, называемое циклом регенерации, для современных микросхем памяти это время не должно превышать 2 мс. Для регенерации в современных микросхемах достаточно выполнить циклограмму чтения по всем строкам запоминающей матрицы. Процедуру регенерации выполняет процессор или контроллер памяти. Так как для регенерации памяти периодически приостанавливается обращение к памяти, это снижает среднюю скорость обмена с этим видом ОЗУ.

Память статического типа

Основная статья: SRAM (память)

ОЗУ, которое не надо регенерировать обычно схемотехнически выполненное в виде массива триггеров, называют статической памятью с произвольным доступом или просто статической памятью. Достоинство этого вида памяти — скорость. Поскольку триггеры являются соединением нескольких логических вентилей, а время задержки на вентиль очень мало, то и переключение состояния триггера происходит очень быстро. Данный вид памяти не лишён недостатков. Во-первых, группа транзисторов, входящих в состав триггера, обходится дороже, чем ячейка динамической памяти, даже если они изготавливаются групповым методом миллионами на одной кремниевой подложке. Кроме того, группа транзисторов входящих в статический триггер занимает гораздо больше площади на кристалле, чем ячейка динамической памяти, поскольку триггер состоит минимум из 2 вентилей, в каждый вентиль входит по меньшей мере один транзистор, а ячейка динамической памяти — только из одного транзистора и одного конденсатора. Память статического типа используется для организации сверхбыстродействующего ОЗУ, обмен информацией с которым критичен для производительности системы.

Как работает процессор?

Нельзя говорить о памяти, не сказав пару слов о процессоре. Процессор и оперативной память довольно похожи, так как в обоих случаях используются логические устройства, которые могут принимать лишь два состояния. Однако процессор выполняет задачи, связанные с вычислениями. Для этого у него имеется устройство управления — именно на него поступают наши инструкции, арифметико-логическое устройство — оно отвечает за все арифметические операции (сложение, вычитание и так далее) и регистры.

Так как инструкции, поступающие на процессор, работают с данными из памяти, эти данные нужно где-то хранить. Брать их постоянно из оперативной памяти — слишком долго, поэтому в процессоре имеется своя память, представленная в виде нескольких регистров — она является самой быстрой памятью в компьютере.

Что такое регистр? Регистр в процессоре представлен в виде триггера, который может хранить 1 бит информации. Триггер — это один из множества логических элементов в микрочипах. Благодаря своей логике он способен хранить информацию. Вот так выглядит D-триггер:

Это D-триггер и он способен хранить информацию. Каждое простейшее логическое устройство, включая D-триггер, состоит из логических операций. На фото выше можно заметить знак «&» — это логическое И

Таблица истинности для логического «И»

Верхний переключатель «D» в D-триггере меняет значение бита, а нижний «C» включает или отключает его хранение. Вам наверняка интересно, как устроен этот «D-триггер». Подробнее работу триггеров вы можете изучить по видеоролику ниже:

Помимо D-триггера, существуют также RS-триггер, JK-триггер и другие. Этой теме посвящена не одна книга, можете изучить логические устройства микрочипов самостоятельно. Было бы неплохо углубиться еще и в тему квантовых процессоров, потому что очевидно, что будущее именно за ними.

Что такое ОЗУ или RAM

Аббревиатура ОЗУ расшифровывается как Оперативное Запоминающее Устройство и означает оперативную память. Фактически, термин Оперативное Запоминающее Устройство или ОЗУ — это более правильное название для оперативной памяти. Такой термин часто используют в профессиональной литературе для программистов и компьютерщиков.

Что касается аббревиатуры RAM, то она расшифровывается как Random Access Memory и также обозначает оперативную память. Все эти термины означают одно и тоже – оперативную память. Поэтому если в характеристиках телефона или смартфона указано «RAM 2 Gb» или «ОЗУ 2 Гб», то это означает, что объем оперативной памяти данного мобильного устройства составляет 2 Гигабайта.

Также в характеристиках телефонов или смартфонов можно встретить такие аббревиатуры как ПЗУ или ROM (вариант ROM используется редко). ПЗУ – это Постоянное запоминающее устройство, а ROM – это Read-only memory. Этими терминами обозначают постоянную память смартфона (ее еще иногда называют внутренней). Поэтому путать термины ПЗУ и ОЗУ либо RAM и ROM нельзя, они обозначают совершенно разные типы памяти и выполняют разные задачи. ОЗУ и RAM – это оперативная память, а ПЗУ и ROM – это постоянная (внутренняя) память.

Что такое ОЗУ?

ОЗУ означает оперативное запоминающее устройство. Его также называют:

1. RAM (Random Access Memory);

память с произвольным доступом;

или просто оперативная память.

ОЗУ – это энергозависимая память компьютера, которая имеет произвольный доступ. Во время работы компьютера именно там хранятся все промежуточные, входные и выходные данные, которые обрабатывает процессор. Все данные находящиеся на RAM могут быть доступными и сохранятся только лишь тогда, когда к устройству подключено питание. Даже при кратковременном отключении электричества информация может исказиться или полностью уничтожиться.

Между Random Access Memory и процессором обмен данными происходит:

• непосредственно;

через регистры в АЛУ;

через кэш.

ОП представляет собой:

1. отдельный модуль, который можно заменить или при необходимости добавить дополнительный – используется для компьютеров;

отдельный блок или чип – применяется в полупроводниковых устройствах.

Использование ОЗУ

Операционные системы для обработки информации, а также хранения данных, которые часто используются, применяют оперативную память. Если бы в современных устройствах не было Random Access Memory, то все бы операции проходили намного медленней, так как требовалось бы гораздо больше времени для того чтобы считать информацию с постоянного источника памяти.

Кроме того, выполнить многопоточную обработку было бы невозможно. Благодаря наличию ОП все приложения и программы быстрее запускаются и работают. При этом ничто не затрудняет обработку всех данных, которые стоят в очереди. Некоторые операционные системы, такие как Windows 7 имеют свойства сохранять в памяти файлы, приложения и другую информацию, которую пользователь часто использует.

Как правило, из-за этого Random Access Memory будет постоянно загружена больше чем на 50%. Эту информацию можно посмотреть в диспетчере задач. Данные имеют свойства накапливаться и те приложения, которые стали использоваться реже будут вытеснены более необходимыми.

На сегодняшний момент наиболее распространенной является динамическая память, имеющая произвольный доступ (DRAM). Она используется во многих устройствах. При этом она относительно недорого стоит, однако работает медленнее, чем статическая (SRAM).

SRAM нашла свое применение в контролерах и видеочипах, а также используется в кэш памяти процессоров. Эта память имеет более высокую скорость, однако она занимает много места на кристалле. В свою очередь, производители решили, что объем гораздо важнее, чем ускоренная работа, поэтому в компьютерной периферии применяется DRAM. Кроме того, динамическая память стоит на порядок дешевле, чем статическая. При этом она обладает высокой плотностью. Благодаря этому, на точно таком же кремневом кристалле помещается больше ячеек с памятью. Единственным минусом является её не такая быстрая работа, как у SRAM.

Стоит учитывать, что вся информация, которая содержится на ОП может быть доступной только в том случае, когда устройство включено. После того, как пользователь осуществит выход из программы, все данные будут удалены. Поэтому прежде чем выходить из приложения необходимо сохранить все изменения или дополнения, которые были внесены.

ОП состоит из нескольких ячеек. Именно там и размещаются все данные. При каждом сохраненном изменении, последняя информация удаляется, а на её место записывается новая. Количество ячеек зависит от объёма Random Access Memory. Чем больше этот объем, тем выше производительность всей системы.

Чтобы узнать ОЗУ компьютера необходимо выполнить следующие действия:

для Windows XP:

1. навести курсор на ярлык «Мой компьютер»;

затем необходимо нажать правую клавишу мыши;

выбрать «Свойства»;

зайти во вкладку «Общие»;

для Windows 7:

1. навести курсор на ярлык «Мой компьютер»;

клацнуть правую кнопку мыши;

из предложенного перечня выбрать «Свойства».

Почему переполняется память телефона.

Теперь мы понимаем, почему появляется сообщение вида: Память телефона заполнена. Мы покупаем телефон, сначала присматриваемся к нему, исследуем, привыкаем. Затем начинается установка различного софта — приложений, модификаций. Мы начинаем скачивать музыку, фильмы. Все это забивает память смартфона. Память со временем уменьшается. Особенно быстро это происходит с теми телефонами, памяти у которых изначально было не так уж много. Таким образом, сообщение Память телефона заполнена появляется при переполненной внутренней памяти.

Некоторые говорят, что они не так уж и много скачивают и устанавливают, и тем не менее у них появляется данное сообщение. Самое очевидное объяснение этому следующее. Для начала, посмотрите на только что купленный телефон. Неужели он вообще пустой? Нет. Play Маркет уже занимает место. Сама операционная система андроид занимает очень много места. Карты. Они ведь обновляются, а обновления тоже заполняют собой внутреннюю память. Часто можно на новом телефоне найти много встроенных приложений, которые обычным способом и удалить невозможно. А они тоже занимают место во внутренней памяти. А еще нужно понимать, что даже если вы поставили карту памяти, то это не значит, что теперь при установке приложений, они помещаются на карту. Андроид по умолчанию ставит все приложения во внутреннюю память.

Кэш — это отдельное государство. Приложения накачивают себе столько кэша! Они делают это для того, чтобы постоянно не качать данные, необходимые для их работы, из интернета. Кэш — это то место, куда приложения складывают свои временные данные. Таким образом ускоряется их работа. Это могут быть аватарки из Одноклассников, просмотрели чей-то профиль в Instagram, фотки сохранились в кэше.

Примеры файлов, которые забивают внутреннюю память смартфона:

— записи на диктофон

— снятые на камеру видео и фотографии

— файлы, которыми обмениваетесь через мессенджеры, такие как Viber, WhatsApp, Skype и т.д.

— файлы, полученные по Bluetooth, Wi-Fi и NFC

Для того, чтобы такие файлы не накапливались во внутренней памяти смартфона, если есть возможность, то следует указать куда сохранять эти файлы для каждого из приложений (например, зайти в настройки камеры и указать ей, что отснятые ролики и фотографии нужно сохранять на карту памяти).

Перечислим наиболее распространенные приложения, в настройках которых нужно указать, что сохранять файлы нужно на карту памяти:

• браузеры — когда вы скачиваете файлы через браузер;
• диктофон — запись аудио-файла;
• редакторы документов, видео, изображений — отредактированные изображения сохраняются отдельно;
• карты, навигация;
• мессенджеры — в них мы передаем и получаем очень много файлов;
• камера — снимки, видео пусть тоже записываются и сохраняются на карту памяти.

Нам нужно узнать как можно проверить свободное место на телефоне.

Это можно сделать, например, перейдя в настройки телефона. В настройках ищем Память и смотрим, что там написано. В некоторых телефонах эту информацию можно увидеть в приложении Мои файлы.

Есть прекрасное приложение под названием DiscUsage, доступное в Play Маркет. Весит немного, но позволяет увидеть распределение файлов по всему телефону, включая карту памяти. Дает наглядное представление занятого пространства. Недостаток — не открывает медиа-контент (фотографии и видео).

Как определить тип оперативки в компьютере

Определить тип оперативной памяти, которая находится в ноутбуке или в стационарном компьютере можно очень легко, используя утилиту CPU-Z. Эта утилита является абсолютно бесплатной. Загрузить CPU-Z можно с ее официального сайта www.cpuid.com. После загрузки и установки, откройте утилиту и перейдите ко вкладке «SPD». На изображении ниже показано окно утилиты с открытой вкладкой «SPD».

В этом окне видно, что в компьютере, на котором открыта утилита, установлена оперативная память типа DDR3 PC3-12800 на 4 гигабайта от компании Kingston. Таким же образом можно определить тип памяти и ее свойства на любом компьютере. Например, ниже изображено окно CPU-Z с ОЗУ DDR2 PC2-5300 на 512 ГБ от компании Samsung.

А в этом окне изображено окно CPU-Z с ОЗУ DDR4 PC4-21300 на 4 ГБ от компании ADATA Technology.

Данный способ проверки просто незаменим в ситуации, когда нужно проверить на совместимость память, которую вы собираетесь приобрести для расширения ОЗУ вашего ПК.

Как компьютер запоминает данные в ОЗУ?

Последовательность битов или 1 байт «01000001», записанный в ОЗУ, может означать что угодно — это может быть число «65», буква «А» или цвет картинки. Чтобы операционная система могла понимать, что означают эти биты, были придуманы различные кодировки для разных типов данных: MP3, WAV, MPEG4, ASCII, Unicode, BMP, Jpeg. Например, давайте попытаемся записать кириллическую букву «р» в нашу память. Для этого сначала необходимо перевести её в формат Unicode-символа (шестнадцатеричное число). «р» в Unicode-таблице это «0440». Далее мы должны выбрать, в какой кодировке будем сохранять число, пусть это будет UTF-16. Тогда в двоичной системе Unicode-символ примет вид «00000100 01000000». И уже это значение мы можем записывать в ОЗУ. Оно состоит из двух байт. А вот если бы мы взяли английскую «s», в двоичном виде она бы выглядела вот так «01110011».

Дело в том, что английский алфавит занимает лишь 1 байт, так как в UTF-кодировке он умещается в диапазон чисел от 0 до 255. В 256 комбинаций спокойно вмещаются числа от 0 до 9 и английский алфавит, а вот остальные символы уже нет, поэтому, например, для русских символов нужно 2 байта, а для японских или китайских символов нам понадобится уже 3 и даже 4 байта.

Вот мы и разобрались с тем, как работает оперативная память и как можно записать в неё данные. Понравился материал? Делитесь им с друзьями и давайте обсудим его в нашем чате.

Классификация и виды SDRAM в современных компьютерах

Наиболее распространенным подвидом памяти DRAM является синхронная память SDRAM. Первым подтипом памяти SDRAM является DDR SDRAM. Модули оперативной памяти DDR SDRAM появились в конце 1990-х. В то время были популярны компьютеры на базе процессов Pentium. На изображении ниже показана планка формата DDR PC-3200 SODIMM на 512 мегабайт от фирмы GOODRAM.

Приставка SODIMM означает, что память предназначена для ноутбука. В 2003 году на смену DDR SDRAM пришла DDR2 SDRAM. Эта память использовалась в современных компьютерах того времени вплоть до 2010 года, пока ее не вытеснила память следующего поколения. На изображении ниже показана планка формата DDR2 PC2-6400 на 2 гигабайта от фирмы GOODRAM. Каждое поколение памяти демонстрирует все большую скорость обмена данными.

На смену формата DDR2 SDRAM в 2007 году пришел еще более быстрый DDR3 SDRAM. Этот формат по сегодняшний день остается самым популярным, хоть и в спину ему дышит новый формат. Формат DDR3 SDRAM сейчас применяется не только в современных компьютерах, но также в смартфонах, планшетных ПК и бюджетных видеокартах. Также память DDR3 SDRAM используется в игровой приставке Xbox One восьмого поколения от Microsoft. В этой приставке используется 8 гигабайт ОЗУ формата DDR3 SDRAM. На изображении ниже показана память формата DDR3 PC3-10600 на 4 гигабайта от фирмы GOODRAM.

В ближайшее время тип памяти DDR3 SDRAM заменит новый тип DDR4 SDRAM. После чего DDR3 SDRAM ждет судьба прошлых поколений. Массовый выпуск памяти DDR4 SDRAM начался во втором квартале 2014 года, и она уже используется на материнских платах с процессорным разъемом Socket 1151. На изображении ниже показана планка формата DDR4 PC4-17000 на 4 гигабайта от фирмы GOODRAM.

Пропускная способность DDR4 SDRAM может достигать 25 600 Мб/c.

ОЗУ современных компьютеров

ОЗУ большинства современных компьютеров представляет собой модули динамической памяти, содержащие полупроводниковые ИС ЗУ, организованные по принципу устройств с произвольным доступом. Память динамического типа дешевле, чем статического, и её плотность выше, что позволяет на той же площади кремниевого кристалла разместить больше ячеек памяти, но при этом её быстродействие ниже. Статическая память, наоборот, более быстрая память, но она и дороже. В связи с этим основную оперативную память строят на модулях динамической памяти, а память статического типа используется для построения кэш-памяти внутри микропроцессора.

Память динамического типа

Основная статья: DRAM

Экономичный вид памяти. Для хранения разряда (бита или трита) используется схема, состоящая из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариантах два конденсатора). Такой вид памяти, во-первых, дешевле (один конденсатор и один транзистор на 1 бит дешевле нескольких транзисторов входящих в триггер), и, во-вторых, занимает меньшую площадь на кристалле, там, где в SRAM размещается один триггер, хранящий 1 бит, можно разместить несколько конденсаторов и транзисторов для хранения нескольких бит.

Но DRAM имеет и недостатки. Во-первых, работает медленнее, поскольку, если в SRAM изменение управляющего напряжения на входе триггера сразу очень быстро изменяет его состояние, то для того, чтобы изменить состояние конденсатора, его нужно зарядить или разрядить. Перезаряд конденсатора гораздо более длителен (в 10 и более раз), чем переключение триггера, даже если ёмкость конденсатора очень мала. Второй существенный недостаток — конденсаторы со временем разряжаются. Причём разряжаются они тем быстрее, чем меньше их электрическая ёмкость и больше ток утечки, в основном, это утечка через ключ.

Именно из-за того, что заряд конденсатора постепенно уменьшается во времени, память на конденсаторах получила своё название DRAM — динамическая память. Поэтому, дабы не потерять содержимое памяти, величина заряда конденсаторов периодически восстанавливается («регенерируется») через определённое время, называемое циклом регенерации, для современных микросхем памяти это время не должно превышать 2 мс. Для регенерации в современных микросхемах достаточно выполнить циклограмму чтения по всем строкам запоминающей матрицы. Процедуру регенерации выполняет процессор или контроллер памяти. Так как для регенерации памяти периодически приостанавливается обращение к памяти, это снижает среднюю скорость обмена с этим видом ОЗУ.

Память статического типа

Основная статья: SRAM (память)

ОЗУ, которое не надо регенерировать обычно схемотехнически выполненное в виде массива триггеров, называют статической памятью с произвольным доступом или просто статической памятью. Достоинство этого вида памяти — скорость. Поскольку триггеры являются соединением нескольких логических вентилей, а время задержки на вентиль очень мало, то и переключение состояния триггера происходит очень быстро. Данный вид памяти не лишён недостатков. Во-первых, группа транзисторов, входящих в состав триггера, обходится дороже, чем ячейка динамической памяти, даже если они изготавливаются групповым методом миллионами на одной кремниевой подложке. Кроме того, группа транзисторов входящих в статический триггер занимает гораздо больше площади на кристалле, чем ячейка динамической памяти, поскольку триггер состоит минимум из 2 вентилей, в каждый вентиль входит по меньшей мере один транзистор, а ячейка динамической памяти — только из одного транзистора и одного конденсатора. Память статического типа используется для организации сверхбыстродействующего ОЗУ, обмен информацией с которым критичен для производительности системы.

Частота и другие параметры

Среди основных параметров Random Access Memory нужно выделить следующие:

• виды и объём оперативки (о них было сказано выше).

частота ОП. Этот параметр является пропускной способностью каналов, по ним вся информация попадает на материнскую плату, а оттуда передается в процессор. Частота должна совпадать с допустимой частотой материнской платы. Измеряется в МГц.

тайминги. Еще их называют задержками или латентностью ОП. Этот параметр определяет задержку информации, когда она переходит между модулями микросхемы. При высокой частоте оперативной памяти временные задержи больше. Поэтому необходимо подбирать самое оптимальное соотношение таймингов и частоты.

рабочее напряжение. Чем меньше этот параметр, тем лучше. Напряжение по умолчанию для:

1. DDR – 2.2 Вольт;

DDR2 – 1.8 Вольт;

DDR3 – 1.65 Вольт.

производитель модуля. Следует отдавать предпочтение известным маркам и моделям, что имеют наибольшее количество положительных отзывов. Это поможет исключить возможность покупки бракованной детали, а срок гарантии будет дольше.