Для чего необходима ram-память компьютера. кратко о стандартах

Определение

Расшифровка англоязычного варианта выглядит как Random Access Memory. Переводится это как память с произвольным доступом. А вот русскоязычная аббревиатура обозначает Оперативное запоминающее устройство, что несколько ближе к сути дела.

Куда как чаще пользователь встречает варианты названия «оперативка», «РАМка» или просто «память». Кстати, последний термин крайне неточный, поскольку может подразумевать:

объём жёсткого диска;
объём оперативной памяти;
объём отдельных локальных дисков;
объём памяти видеочипа.

Поэтому вариант «оперативка» или «оператива» получил более широкое распространение.

Назначение

Вне зависимости от названия функции элемента не меняются. Он предоставляет для операционной системы и программ доступ к часто используемым компонентам (поэтому считается, что компоненты загружаются в оперативную память) с целью повышения быстродействия.

Этим полный функционал RAM не заканчивается. Также она участвует в загрузке операционной системы. Отвечает за запись распакованных компонентов, которые начинают выполняться в ней и продолжают свою распаковку в процессе дальнейшей деятельности.

Звучит сложно, а на деле при загрузке Windows файл записывается с жёсткого диска в ОЗУ откуда уже начинает исполняться, вызывает распаковку других данных и удаляется из этой памяти.

Принцип работы

Рассматривается, по какому принципу происходит работа элемента, а не физические процессы, которые при этом протекают. Основное отличие «оперативки» от постоянной памяти «жёсткого диска» заключается в том, что из первой данные постоянно удаляются.

Предположим, что была вызвана программа:

В ОЗУ загружается файл, содержащий порядок загрузки компонентов программы.
Исполняемый файл обращается к ОЗУ, сверяясь со списком и ставя галочки о проделанной работе.
Как только все галочки собраны временный файл удаляется и на его место записывается что-то другое.

Постоянные циклы записи и удаления характерны работе RAM. Количество таких циклов за несколько минут работы в разы превышает количество аналогичных действий на HDD.

Второй особенностью является случайное место записи этих документов. В «оперативке» царит полный хаос и стройной структурой там не пахнет: где есть место, там документы и записаны.

Единицы измерения

Постоянство технологического прогресса привело к тому, что 30 лет назад принято было измерять объём ОЗУ в кб или единицах Мб. Спустя же указанное время единица измерения (особенно сильный скачок произошёл с 2004-го по 2010 год) сместилась к Гб. Сейчас никого не удивить объёмом ОЗУ в 16 Гб, а под отдельные задачи принято выделять до 256 Гб.

Средний же, ПК обычного пользователя оснащается 4-8 Гб ОЗУ (число всегда должно быть кратно двум – об этом далее). Для любителей провести время за игрой ориентиром служит всё-таки 32 Гб, хотя при умелом обращении можно спокойно играть и с 4 Гб «на борту» (если в системных требованиях не требуется больше 8 Гб).

Модификации

Существует несколько модификаций «оперативки». В системах 386/486/Pentium использовались планки, разработанные в соответствии со стандартом SIMM и DIMM SDRAM. Частота работы чипов и шины составляла от 66 до 133 мегагерц, разрядность была 64 бита (против 32 у SIMM). С увеличением производительности центральных процессоров и видеокарт потребовалось ускорить работу оперативной памяти, поэтому данные стали передавать по спаду и подъему опорной частоты, фактически, удвоив пропускную способность (DDR). Такие планки используют напряжение в 2.5 Вольт и сейчас применяются лишь в специализированных устройствах. Более новая модификация DDR2 работает при 1.8 В и позволяет пропустить за единицу времени больше данных, чем предыдущий стандарт. Ориентировочно можно считать, что скоростная версия DDR едва дотягивает до «обычной» из обновленной версии.

И, наконец, наиболее распространенный сейчас стандарт DDR3 способен передавать 4 пакета данных во время каждого периода опорной частоты, что приводит к увеличению пропускной способности. Однако для устойчивости были введены дополнительные задержки. Для питания на модули подается 1.5 В. В целом использование DDR3 совместно с современными процессорами более позволяет добиться более высокого быстродействия системы.

Конструктивные исполнения DRAM

В зависимости от выполняемых задач модули динамической памяти DRAM выпускаются в различном исполнении:

SIPP – память в виде пластины, контакты которой представляют собой небольшие штырьки. Эта версия RAM уже не используется.

Рис. 5. Память SIPP.

SIMM, модули в виде длинных прямоугольников с контактными площадками вдоль одной стороны и защёлками для установки. Самые распространённые версии – с 30 и 72 контактами. Объём такой памяти, которая тоже сейчас не выпускается, был равен 256 КБ и 1–128 МБ.
DIMM – платы, контактные площадки на которых располагаются с двух сторон. Прямоугольные пластины, так же как и модули SIMM, устанавливаются с помощью защёлок. Расположение микросхем может быть и односторонним, и двухсторонним, а количество контактов – до 288 (для DDR4).
SO-DIMM – те же модули DIMM, но уменьшенного размера, предназначенные для установки в небольших корпусах ноутбука или системных блоках с форм-фактором Mini-ITX. Эти же платы стоят в принтерах и других видах техники, которой требуется для работы оперативная память. Количество контактов может достигать 260 (SO-DIMM DDR4).

Рис. 6. Отличия модулей DIMM и SO-DIMM.

Ещё один вариант DRAM – модули RIMM, которые из-за особенностей конструкции устанавливаются только парами, хотя сейчас практически не применяются. Память имеет 160, 168, 184 и 242 контакта. Существует уменьшенная разновидность этой «оперативки», SO-RIMM, предназначенная для портативных компьютеров.

Типы памяти телефона

Всего в телефонах применяется три типа памяти:

Оперативная память, она же – оперативное записывающее устройство (ОЗУ) или RAM англ. Random Access Memory. В этой памяти хранится информация о процессах устройства, запущенных прямо сейчас. Она энергозависима и обрабатывает только то, что работает на данный момент. Если питание телефона внезапно отключается, все данные из ОЗУ пропадают.
ПЗУ или ROM – постоянное запоминающее устройство или энергонезависимая память, используется для хранения массива неизменяемых данных. Эта память не стирается и не нуждается в постоянном источнике питания. В ней хранится информация обо всех процессах, когда-либо запущенных на телефоне. В частности, именно в эту память записывается операционная система и все, что с ней связано. Эта память, фактически, является частью третьего вида, внутренней памяти телефона. У неё нет какого-то фиксированного объёма – она может занимать хоть всю внутреннюю память устройства. Если сказать ещё проще, то это кэш, то есть все те данные, которые нужны приложениям для работы. Это могут быть данные аккаунта, какие-то фотографии и много другого. Они не стираются до тех пор, пока пользователь сам этого не захочет.
Внутренняя память или internal storage. Это та память, где хранятся все пользовательские данные, такие как картинки, видео, музыка и так далее. Именно её расширяют картами памяти – например, microSD.

Таким образом, от оперативной памяти или ОЗУ зависит, сколько приложений можно запустить одновременно.

Чем больше оперативной памяти, тем большее количество процессов одновременно сможет обработать телефон.

Информация в ОЗУ постоянно изменяется, а в ПЗУ она остаётся одной и той же на протяжении долгого времени.

Что касается внутренней памяти, то её изменения зависят только от пользователя. Внутренняя память и есть носитель скачанной пользователем музыки, фильмов и других файлов.

ОЗУ изменяется только средствами системы (пользователь не может видеть этот процесс, он может контролировать его только путём запуска или закрытия определённых приложений).

В то же время ПЗУ может изменяться непосредственно пользователем, но только если у него есть root права, то есть права суперпользователя.

Мы уже писали ранее о лучших способах

Чтобы получить такие права, необходимо выполнить дополнительные манипуляции с телефоном.

Внутренняя же память напрямую изменяется пользователем, ведь именно он удаляет и добавляет на свой телефон свои файлы.

В этом и состоят отличия ОЗУ от двух остальных типов памяти.

Теперь нам нужно понять, как же узнать объем каждого из этих трёх видов памяти на телефоне.

Скорость битов

полосой пропускания (bandwidth)теоретическая
адрес строкиpre-chargingтаймингами памятизадержками

Название тайминга	Описание	Обычное значение в DDR4
tRCD	Row-to-Column Delay: количество циклов между активацией строки и возможностью выбора столбца	17 циклов
CL	CAS Latency: количество циклов между адресацией столбца и началом передачи пакет данных	15 циклов
tRAS	Row Cycle Time: наименьшее количество циклов, в течение которого строка должна оставаться активной перед тем, как можно будет выполнить её pre-charging	35 циклов
tRP	Row Precharge time: минимальное количество циклов, необходимое между активациями разных строк	17 циклов

намногоДаже памяти нужна память. Красным указано ПЗУ (read-only memory, ROM), в котором содержится информация SPD.serial presence detect«Я могу работать с вот с такими нестандартными таймингами»

Назначение и принцип работы

Основным назначением RAM является хранение временных данных, необходимых компьютеру только во время его работы.

В эту память загружаются данные, которые будут выполняться процессором напрямую.

К ним относят исполняемые файлы (в первую очередь, с расширением .exe) и библиотеки, результаты различных операций, которые выполняются в процессе работы ПК, и коды нажатых клавиш типа CapsLock, Ins и т.д.

Принцип работы RAM следующий:

Все ячейки памяти находятся в своих строках и столбцах;
На выбранную строку памяти приходит электрический сигнал.
Под действием сигнала открывается транзистор.
Присутствующий в конденсаторе заряд подаётся к нужному столбцу, подключённому к чувствительному усилителю;
Поток электронов, создаваемый разрядившимся конденсатором, регистрируется усилителем и приводит к подаче соответствующей команды.

Рис. 2. Общая схема обработки данных вычислительной техникой.

Важно: При подаче электрического сигнала на определённую строку открываются все её транзисторы. Отсюда следует, что минимальным объёмом данных, который считывается из памяти, является не ячейка, а строка. . Из-за того что принцип действия RAM основан на полупроводниках, хранящиеся в этой памяти данные остаются доступными только при подаче электротока

Из-за того что принцип действия RAM основан на полупроводниках, хранящиеся в этой памяти данные остаются доступными только при подаче электротока.

При отключении напряжения питание обрывается, а все данные в ОЗУ полностью стираются.

Сколько памяти выделить под RAMDisk

«У меня 2-4-8… Гб оперативной памяти — мне делать этот быстрый диск?»

Это самый частый вопрос от пользователей… ответа на который просто нет. Всё очень индивидуально и зависит от многих факторов.

Тут очень важны:

манера использования компьютера (выше писал про это)
общий объём памяти
производительность процессора (он может просто не успевать обрабатывать быстро поступающие данные)
тип памяти, её технологичность (современность) и быстродействие…

Всё это дело очень интуитивное, я бы сказал. Нужно подключить логику, опыт и результаты экспериментов (своих и чужих), чтоб вычислить оптимальный и безопасный размер такого «ускорителя» именно для себя.

Уже писал — у меня 8 Гб памяти в ноутбуке. Вряд ли заметил бы пропажу даже половины её. Не играю, не конвертирую видео, не создаю шедевры в графических монстрообразных программах, машинально закрываю лишние вкладки в браузерах — мне «зашёл» этот RAM-диск. Доволен его работой полностью (выделил 3 Гб).

Что такое RAM?

Чтобы понять, что такое оперативная память, вам нужно узнать, что обозначает аббревиатура «RAM». В переводе с английского это значит «Память с произвольным доступом», или также «Оперативное запоминающее устройство» (ОЗУ). Говоря иначе, информация в такой памяти может быть прочитана и записана в любой момент, без необходимости ожидания выполнения ряда процессов.

Это значительно ускоряет поиск тех или иных данных, так как, в отличие от ROM-памяти или памяти формата microSD, можно быстро получить доступ к физическому местоположению, где хранится данные.

Особенности RAM-памяти

Оперативная память – это то место, которое любое устройство использует для заполнения какими-либо данными, например, операционная система, приложения, используемые по прямому назначению и те, которые работают в фоновом режиме. RAM – это хранилище, откуда процессор получает всю необходимую информацию напрямую.

Вот поэтому ОЗУ и процессор располагаются на единой платформе-модуле, которая припаяна к материнской плате. На изображении ниже вы можете увидеть материнскую плату Nexus 5X. Этот девайс имеет оперативную память на 2 гигабайта, процессор, отмеченный красным цветом, и внутреннюю память с оранжевой отметкой.

Чем больший объем RAM-памяти присутствует в вашем телефоне, тем лучше производительность и скорость работы девайса в целом, хотя это также зависит от типа памяти и качества сборки телефона.

Важный момент: оперативная память работает только тогда, когда устройство включено – то есть, такой тип памяти не способен хранить информацию после выключения девайса. Вот поэтому имеется небольшая задержка при включении смартфона, во время которой оперативная память подготавливается для работы с ОС устройства.

Виды оперативной памяти

На сегодняшний день существует множество видов RAM-памяти, которые различаются между собой по скорости чтения и потребляемой мощности. Самые первые сообщения об оперативной памяти появились в 60-х годах прошлого столетия, и с тех пор каждое новое поколение ОЗУ характеризовалось большей емкостью, скоростью и энергоэффективностью.

В наши дни в смартфонах используется особый вид RAM-памяти, называемый LPDDR. Такая память расходует очень мало энергии, с одной стороны, но с другой, она недешева. Наиболее распространены такие виды ОЗУ: LPDDR2, LPDDR3 и LPDDR4 – это последние три поколения оперативной памяти для мобильных устройств. Главное различие между ними состоит в том, что у каждого последующего поколения наблюдается удвоение скорости передачи данных.

Об альбоме

После выхода дебютного альбома McCartney, имевшего значительный коммерческий успех, Пол и Линда отправились отдыхать в Шотландию, на ферму Mull of Kintyre. Здесь Пол и написал песни, составившие материал его второго сольного альбома. Затем супружеская пара вылетела в Нью-Йорк и здесь по объявлению нашли музыкантов для студийной работы: Дэнни Сейвелла (ударные), Дэвида Спинозу и Хью Маккрекена (гитара). На этой же сессии были записаны песни, изданные позже: в их числе были «Dear Friend» вошедшая в дебютный альбом Wings Wild Life (1971), «Get on the Right Thing» и «Little Lamb Dragonfly», впоследствии доработанные и включённые в Red Rose Speedway (1973). К началу 1971 года сессия была завершена записью песни «Another Day», которая в альбом не вошла, но в феврале вышла синглом (с «Oh Woman, Oh Why» на обороте), став всемирным хитом. Первый тираж альбома (MAS 3375) был отпрессован в моно-варианте; он был распространен по радиостанциям и стал впоследствии раритетом.

Впервые на CD Ram был издан в 1987 году. Пять лет спустя в ремастеринг-версии он вышел на CD уже как часть серии The Paul McCartney Collection, с «Another Day» и «Oh Woman, Oh Why», включёнными сюда в качестве бонус-треков.

Конфликт с Ленноном

Как утверждал Питер Браун, Джон Леннон решил, что песни альбома Ram содержат оскорбительные для него намёки: речь шла о «Too Many People» и «Dear Boy». Согласно Брауну, поместив изображение двух совокупляющихся жуков на обложку пластинки, Маккартни намекнул на то, как относятся к нему остальные битлы.

Маккартни позже говорил, что лишь две строчки в песне «Too Many People» были адресованы Леннону. «Я как-то раз написал: „Слишком многие проповедуют практику…“ Это был легкий выпад в адрес Джона и Йоко. Больше про них в <Ram> ничего не было. Хотя, было ещё: „You took your lucky break and broke it in two“ („Ты взял свой счастливый жребий и разломал его пополам“)». Леннон ответил песней «How Do You Sleep?», вошедшей в альбом Imagine. На фото, входящем в комплект пластинки, Леннон был изображён таскавшим за уши свинью — фотоснимок пародировал изображение Маккартни на обложке Ram, державшего за рога барана.

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.

Конструктивные исполнения DRAM

В зависимости от выполняемых задач модули динамической памяти DRAM выпускаются в различном исполнении:

Рис. 5. Память SIPP.

SIMM, модули в виде длинных прямоугольников с контактными площадками вдоль одной стороны и защёлками для установки. Самые распространённые версии – с 30 и 72 контактами. Объём такой памяти, которая тоже сейчас не выпускается, был равен 256 КБ и 1–128 МБ.
DIMM – платы, контактные площадки на которых располагаются с двух сторон. Прямоугольные пластины, так же как и модули SIMM, устанавливаются с помощью защёлок. Расположение микросхем может быть и односторонним, и двухсторонним, а количество контактов – до 288 (для DDR4).
SO-DIMM – те же модули DIMM, но уменьшенного размера, предназначенные для установки в небольших корпусах ноутбука или системных блоках с форм-фактором Mini-ITX. Эти же платы стоят в принтерах и других видах техники, которой требуется для работы оперативная память. Количество контактов может достигать 260 (SO-DIMM DDR4).

Рис. 6. Отличия модулей DIMM и SO-DIMM.

Современные технологии RAM

SPD (Serial Presence Detect)

SPD — это небольшой чип, находящийся на модуле памяти и хранящий некоторые его параметры (рабочее напряжение, число банков, тип, емкость, время доступа и т. д.) . Информация записывается в микросхемы EEPROM, позволяющие запоминать 2048 бит. Первые 128 байт не могут быть перезаписаны и отводятся под некоторую специальную информацию производителя, а оставшееся место доступно пользователю и содержит данные модуля. На модулях «безымянного» производства, как правило, SPD отсутствует, хотя некоторые материнские платы требуют его наличия (например, платы на чипсете 440LX). Возможно, это сделано, чтобы исключить использование «левой» продукции или чтобы избавить пользователя от необходимости делать вручную настройку памяти в BIOS.

Virtual Channel Memory

VCM использует архитектуру виртуального канала, позволяющую более гибко и эффективно передавать данные с использованием каналов регистра на чипе. Данная архитектура интегрирована в SDRAM. VCM, помимо высокой скорости передачи данных, совместима с существующими SDRAM, что позволяет делать апгрейд системы без значительных затрат и модификаций. Это решение также нашло поддержку у некоторых производителей чипсетов.