ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ

Для того чтобы понять принцип работы оперативной памяти, можно сравнить ее с камерой хранения большого вокзала, в которой для каждого предмета отведена своя ячейка с индивидуальным номером – такие номера ячеек ОЗУ принято называть адресами памяти. Когда процессору требуются какие-либо данные, он извлекает их из ячейки-хранилища с соответствующим номером – запрашивает из области памяти с заданным адресом, а в освободившуюся ячейку он может поместить какую-либо другую информацию, например, результат обработки предыдущей команды.

Объем оперативной памяти современного компьютера измеряется в мегабайтах (Мb) и может достигать даже нескольких гигабайт. Физически в архитектуре персонального компьютера оперативная память представлена в виде небольшой платы или нескольких плат, содержащих набор специальных микросхем. Одна такая плата, которую принято называть модулем памяти, имеет некий конечный объем в мегабайтах, составляющий, как правило, ту или иную стандартную величину, например, 64, 128, 256 или 512 Мb. Модули RAM устанавливаются в специальные разъемы на материнской плате компьютера. Давайте рассмотрим существующие стандарты модулей оперативной памяти более подробно.

На компьютерах устаревших модификаций, собранных на базе процессоров 80386, i486, а также первых моделей Pentium использовались модули памяти SIMM (Single Inline Memory Module). На Pentium-совместимых компьютерах платы SIMM устанавливались в специальные разъемы попарно: например, для того чтобы оснастить компьютер 32 Мb оперативной памяти, требовалось подключить к материнской плате 2 модуля SIMM по 16 Мb или 4 модуля емкостью 8 Мb каждый. Оперативная память стандарта SIMM выпускалась в двух модификациях: FPM (Fast Page Mode) с напряжением питания 5 В для компьютеров стандарта IBM PC 486 и более современный вариант EDO (Extended Data Output) с питанием 3,3 В. Минимальная емкость одного модуля памяти SIMM составляла 4 Mb, максимальная – 32 Mb.

Постепенно стандарт SIMM был практически полностью вытеснен новой технологией, получившей название DIMM (Double Inline Memory Module). Модули памяти DIMM имели 168 контактов (в отличие от 72-контактного SIMM) и обладали значительно большим быстродействием, причем к материнской плате можно было подключить как один, так и несколько таких модулей, емкостью от 32 до 128 Mb каждый.

В современных персональных компьютерах используются модули памяти модификации DIMM DDR (Double Data Rate), емкость одного такого модуля может варьироваться в диапазоне от 64 Mb до 1 Gb. Существует несколько вариантов реализации оперативной памяти стандарта DIMM DDR, отличающихся пропускной способностью, которая определяется количеством бит в секунду, принимаемых и передаваемых оперативной памятью в процессе ее функционирования.
С появлением персональных компьютеров, работающих под управлением процессора Intel Pentium IV, компанией Rambus был разработан новый стандарт оперативной памяти, получивший наименование RIMM (Rambus Inline +Memory Module). Так же, как и в случае использования SIMM, модули RIMM устанавливаются в разъемы на материнской плате компьютера попарно, однако при этом они обладают несоизмеримо более высоким быстродействием и пропускной способностью. Вместе с тем, в силу сравнительно большой стоимости модулей памяти RIMM, далеко не все производители материнских плат обеспечили поддержку этой технологии, и потому данный стандарт в конечном итоге не получил широкого распространения. В настоящее время в архитектуре современных персональных компьютеров наиболее часто используется оперативная память стандарта DIMM DDR различных модификаций.

Как известно, оперативная память вкладывает большую составляющую в производительность компьютера. И понятно, что пользователи стараются увеличить объем оперативной памяти по максимуму.

Если года 2-3 назад на рынке было буквально несколько типов модулей памяти, то сейчас их значительно больше. И разобраться в них стало сложнее. В этой статье мы рассмотрим различные обозначения в маркировке модулей памяти, чтобы вам проще в них было ориентироваться. Для начала введем ряд терминов, котоыре нам понадобятся для понимания статьи:

планка ("плашка") - модуль памяти, печатная плата с микросхемами памяти на борту, устанавливаемая в слот памяти;

односторонняя планка - планка памяти, у которой микросхемы памяти расположены с 1 стороны модуля.

двухсторонняя планка - планка памяти, у которой микросхемы памяти расположены с обоих сторон модуля.

Оперативная память (RAM – Random Access Memory, ОЗУ) - устройство для временного хранения информации. Т.е данные из ОЗУ стираются при отключении питания ПК.

От оперативной памяти напрямую зависит производительность всего компьютера. Особенно важен объём и быстродействие памяти в компьютерных играх и при работе с графикой или видео. Чем больше объём RAM – тем больше данных в неё может поместиться, а, следовательно, тем выше быстродействие компьютера.

Отметим, что часто неопытные пользователи ошибочно считают памятью объём жёсткого диска. Это совсем разные вещи.

При выборе оперативной памяти необходимо учитывать следующие параметры:

1. Объём. Сейчас распространены модули памяти объёмом 1024 и 2048 мегабайт. Перед покупкой следует определиться, какой объём необходим вам. Если вы планируете использовать компьютер в офисных или «мультимедийных» целях (Интернет, работа с офисными приложениями, прослушивание музыки и др.) - вам хватит 1024 Мб памяти. Также для «лёгких» компьютерных игр, работы с графикой или звуком достаточно 1024 Мб (1 Гб). Для требовательных компьютерных игр, работы с видео, звукозаписи и сведения музыкальных композиций в домаших условиях – минимум 2 Гб (2048 Мб) ОЗУ. Желательно - 3 гигабайта. Следует также отметить, что 32-битные версии (x86) Windows не поддерживают объём оперативной памяти свыше 3 гигабайт. Также отметим, что операционные системы Windows Vista и Windows 7 для комфортной работы с ними требуют как минимум 1 Гб оперативной памяти, а при включении всех графических эффектов - до 1.5 гигабайт.

2. Тип памяти. Память типа DDR* на сегодняшний день уже устарела. Поэтому, самые распространённые сейчас – DDR2 и DDR3.

* DDR (Double Data Rate) - тип оперативной памяти, используемой в персональных компьютерах.

Память типа DDR2

Основное отличие памяти типа DDR2 от типа DDR - удвоенная частота шины, по которой идёт передача данных. При этом характеристики чипа осталась такими же, как и у модулей типа DDR. Возросла скорость передачи данных, но задержки остались прежними. Память DDR2 выполняется в виде DIMM-модулей* (планок) с 240 контактами и одним пробелом в полосе контактов (ключом, предназначенным для установки в единственно верном положении модуля на материнскую плату). Между собой модули различаются по объёму и пропускной способности.

DIMM (англ. Dual In-line Memory Module, двухсторонний модуль памяти) - форм-фактор модулей памяти DRAM*. Этот форм-фактор пришёл на смену SIMM (Single In-line Memory Module). Главным отличием DIMM от SIMM является независимость контактов, расположенных на разных сторонах модуля. В SIMM же использовались симметричные контакты (замкнутые попарно между собой), расположенные на разных сторонах модуля, но передававшие одинаковые сигналы.

DRAM (Dynamic Random Access Memory) - вид памяти с произвольным доступом (RAM), широко используемый в качестве ОЗУ (Оперативного Запоминающего Устройства) современных персональных компьютеров.

Тип корпуса

DIMM/SO-DIMM - это тип корпуса планки памяти. Все современные модули памяти выпускаются в одном из двух указанных конструктивных исполнений.

DIMM (Dual In-line Memory Module) - модуль, у которого контакты расположены в ряд на обоих сторонах модуля.

Память типа DDR SDRAM выпускается в виде 184-контактных DIMM-модулей, а для памяти типа DDR2 SDRAM выпускаются 240-контактные планки.

4.Пропускная способность (B) = Частота (f) x разрядность шины памяти (c) x кол-во каналов (k)

Например, при использовании памяти DDR400 400 МГц и двухканального контроллера памяти пропускная способность будет:
(400 МГц x 64 бит x 2)/ 8 бит = 6400 Мбайт/с

На 8 мы поделили, чтобы перевести Мбит/с в Мбайт/с (в 1 байте 8 бит).

В ноутбуках используются модули памяти меньших габаритов, называемые SO-DIMM (Small Outline DIMM).

Следует отметить, что частота шины памяти не имеет никакого отношения к частоте шины процессора. Не путайте, пожалуйста, эти две разные вещи.

DDR3:

DDR3 - это тип оперативной памяти, используемой в персональных компьютерах. Является дальнейшим развитием DDR2. Память типа DDR3 имеет пониженное примерно на 40% (по сравнению с DDR2) энергопотребление. Это достигнуто путём понижения питающего напряжения на модулях.

Следует учесть, что планку одного типа (будь то DDR, DDR2 или DDR3) физически нельзя вставить в слот для памяти другого типа. Поэтому при покупке ОЗУ нужно проверить, какой тип памяти поддерживает материнская плата. Сейчас распространены платы со слотами типа DDR2, типа DDR3 и со смешанными слотами (DDR2 + DDR3). То есть в плату со смешанным типом слотов можно поставить либо DDR2, либо DDR3 память (каждую в слот определённого типа). Оба типа памяти одновременно на материнскую плату установить нельзя.

5. Тактовая частота модулей памяти. При покупке памяти важно принять во внимание частоту, на которой она работает. Рекомендуется, чтобы эта частота совпадала с частотой, поддерживаемой материнской платой. Например, если вы поставите память DDR2-800 в слот, поддерживающий только DDR2-667, то эта память будет работать как DDR-667 (т.е понизятся её частота и пропускная способность). Иногда это может приводить даже к ошибкам при загрузке операционной системы или в ходе её работы.

Так как рассматриваемая нами память - типа DDR (Double Data Rate), то за 1 такт производится 2 операции с данными. Поэтому для вычисления тактовой частоты памяти нужно частоту её шины умножить на 2. Также тактовая частота указана в типе чипа. Например DDR3-1066. Это значит, что память работает на частоте 1066 МГц. Соответственно, чем выше частота, тем выше производительность ОЗУ.

Сейчас самой распространённой является память типа DDR2 на 800 и 1066 МГц. Постепенно набирает популярность память типа DDR3 на тактовой частоте 1066 МГц и выше. DDR3 пока что ещё дороже памяти DDR2.

6. Тайминги. Тайминги - это задержки при обращении к микросхемам памяти. Естественно, чем они меньше - тем быстрее работает модуль.

Дело в том, что микросхемы памяти на модуле имеют матричную структуру - представлены в виде ячеек матрицы с номером строки и номером столбца.

При обращении к ячейке памяти считывается вся строка, в которой находится нужная ячейка. Сначала происходит выбор нужной строки, затем нужного столбца. На пересечении строки и номера столбца и находится нужная ячейка. С учетом огромных объемом современной RAM такие матрицы памяти не целиковые - для более быстрого доступа к ячейкам памяти они разбиты на страницы и банки. Сначала происходит обращение к банку памяти, активизация страницы в нем, затем уже происходит работа в пределах текущей страницы: выбор строки и столбца. Все эти действия происходит с определенно задержкой друг относительно друг друга.

Основные тайминги RAM - это задержка между подачей номера строки и номера столбца, называемая временем полного доступа (RAS to CAS delay, RCD), задержка между подачей номера столбца и получением содержимого ячейки, называемая временем рабочего цикла (CAS latency, CL), задержка между чтением последней ячейки и подачей номера новой строки (RAS precharge, RP). Тайминги измеряются в наносекундах (нс). Хоть некоторые магазины и не указывают этот важный параметр в своих прайсах на оперативную память, про него всё же стоит упомянуть. Итак, тайминги - временные задержки сигнала. Другое название - латентность (англ. CAS Latency, CL). Значение указывается в виде нескольких последовательных цифр (например, 3-3-3). Это записанные подряд следующие параметры: "CAS Latency", "RAS to CAS Delay" и "RAS Precharge Time". Они могут принимать значение от 2 до 4. Иногда к этим трём параметрам добавляется четвёртый (например, 2-2-2-6), называющийся "DRAM Cycle Time Tras/Trc". Он характеризует быстродействие всей микросхемы памяти. Если указывается только одна цифра (например, CL2), то она означает только первый параметр - CAS Latency. Мера таймингов - такт. Таким образом, каждая цифра в обозначении "3-3-3" указывает на задержку сигнала, измеряемую в тактах процессора.

По возможности нужно покупать модули памяти с наименьшими таймингами (чем меньше, тем лучше). Например память с тактовой частотой 667 МГц с таймингами 4-4-4-12 не сильно уступает по производительности памяти на 800 МГц с таймингами 5-5-5-15. Отметим, что иногда не имеет смысла переплачивать за более низкие тайминги, а лучше взять больший объём памяти. Основываясь на этой информации, вы сможете грамотно выбрать подходящий модуль памяти.

Отметим, что предпочтительнее купить, например, два модуля по 1 Гб, чем один модуль на 2 Гб. Так как производительность двух модулей (особенно в двухканальном режиме) будет несколько выше, чем одного.

Двухканальный режим - режим работы памяти, при котором первый и третий модули работают параллельно со вторым и четвёртым. Т.е. теоретически происходит удвоение максимальной скорости передачи данных. Для включения двухканального режима, модули памяти устанавливаются парами в 1 и 3 и/или 2 и 4 слоты.

Поиск по сайту: