Оперативная память или ОЗУ (Random access memory (RAM) или оперативное запоминающее устройство) — память прямого доступа. Эти разные названия означают одно — рабочая область для процессора компьютера. Оперативная память часто рассматривается как временное хранилище данных, потому что информация в ней сохраняется только при включенном компьютере или до нажатия клавиши сброса (Reset).
Мы уже сравнивали работу процессора на понятном бытовом уровне. Поэтому приведем и здесь аналог. ОЗУ — это обычный рабочий канцелярский стол, на котором расставлены в рабочем порядке письменные приборы, телефонный аппарат, ежедневник, стопочка документов, которые принесли на рассмотрение и на подпись, вчерашние забытые бумаги. Но вот к обеденному перерыву принесли еще пачку, потом приняли факс, потом потребовался еще прошлогодний отчет, потом еще и еще…
И все. Рабочий стол занят полностью. Свободного места нет и начинается: придвинули стул, часть документов — туда.
Потом еще часть — на подоконник или вообще — в шкаф. В данном случае приставной стул, подоконник и шкаф — это винчестер с разными областями дискового пространства для временного хранения данных.
Вывод один: оперативной памяти никогда не бывает много! Хотя, если поставить вместо обычного письменного стола бильярдный, тут тоже могут возникнуть проблемы.
Вроде и пространства много, но если нужно достать документ с другого конца стола, это происходит так долго, что выигрыш в полезном пространстве сомнителен. Если у вас слишком маленькая поверхность письменного стола, можно освободить какую-то часть полок в книжном шкафу, желательно поближе, и, оставив дверцу отрытой, использовать свободные полки для того, чтобы ставить туда то, что кладется потом на стол.
Это и есть виртуальная память. Компьютер оставляет часть свободного пространства винчестера, чтобы использовать его как обычную память. Виртуальная память работает медленнее, чем обычное ОЗУ, но позволяет выполнять программы, которые иначе просто не могли быть запущены.
Виртуальная память используется операционными системами, чтобы позволить одновременно выполнять несколько приложений при меньшем объеме памяти, чем необходимо для подобной задачи.
Пока вы работаете с одним приложением, файл подкачки (Swap File) сохраняет содержимое экрана и данные других приложений. Вот почему более быстрый жесткий диск может существенно улучшить функционирование компьютера. Поэтому рекомендуется обратить внимание при настройке системы на следующие советы.
Минимальный объем оперативной памяти для офисного и домашнего компьютера в настоящее время считается равным 1 Гбайт. Это тот минимум, который необходим, чтобы система работала с минимальной нагрузкой.
В первых персональных компьютерах память устанавливалась в виде микросхем DIP (Dual Inline Package — корпус с двусторонними выводами). Устанавливались они либо в специальный сокет, либо непосредственно впаивались на печатную плату.
Это приводило к большим неудобствам при замене. Поэтому им на смену пришли модули SIMM (Single Inline Memory Module -модуль памяти с однорядным расположением выводов).
Они представляли собой текстолитовую полоску, на которой были установлены микросхемы DIP. Эти «полоски» и устанавливались в специальный 30-контактный разъем.
Максимальный объем одной линейки составляет 1 Мбайт. А максимальное количество, которое можно было поставить в материнскую плату, — 8 Мбайт. Теоретически существовали модули на 4 Мбайта, но на практике их никто не встречал.
Этот вид памяти просуществовал до появления процессора 486. С его появлением был создан новый тип памяти — 72-контактный модуль SIMM.
SIMM имел одну особенность — его можно было устанавливать только парой, причем модули должны быть одинаковыми по типу. В описаниях можно встретить разновидности типов этих модулей:
• FPM — быстрый постраничный режим (Fast Paging Mode);
• EDO — расширенный ввод данных (Extended Data Output).
Главное отличие этих типов модулей состояло в организации операций записи-чтения, что в конечном итоге повысило быстродействие модулей EDO на 15%.
Следующей ступенью был выпуск «одиночного модуля» DIMM (Dual Inline Memory Module — модуль памяти с двухрядным расположением выводов). Главное отличие этого модуля от всех предыдущих состояло в том, что его можно было устанавливать в разъем материнской платы в одном экземпляре. Модуль имеет 168 контактов.
Эволюция развития модулей памяти представлена на рис. 5.1.
Рис. 5.1. Эволюция развития модулей памяти
Сверху вниз — микросхема DIP, 30-контактный модуль SIMM, 72-контактный модуль SIMM, 168-контактный модуль DIMM SDRAM и 184-контактный модуль DDR SDRAM.
Следующий тип памяти получил название SDRAM — Synchronous Dinamic Random Access Memory. Первоначально тактовая частота памяти SDRAM составляла 66 МГц.
В дальнейшем Intel разработала спецификацию PC 100 (рабочая частота памяти — 100 МГц). Далее — PC 133 (рабочая частота памяти — 133 МГц). Оба типа модулей до сих пор работают с процессорами Pentium III.
Вот тут надо отметить один очень важный факт. На смену PC 100 планировался выпуск высокочастотной памяти Rambus (RDRAM).
Но данная технология оказалась невостребованной для обычных потребителей по ряду причин, главная из которых — очень высокая стоимость. ХоТя в настоящее время модификации Rambus до сих пор используются в серверах.
Память типа RDRAM выпускается в корпусах, получивших название RIMM. У этого типа модулей количество контактов увеличено до 184 (рис. 5.2).
Рис. 5.2. Модуль памяти Rambus (RIMM)
Особенностью этого типа памяти является то, что она включается по двухканальной схеме. Это существенно увеличивает скорость работы памяти, но, в свою очередь, для работы требуется обязательная установка пары одинаковых модулей.
Этот принцип был использован при разработке микросхем памяти второго поколения — DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM). Модуль также имеет 184 контакта (рис. 5.3).
При двухканальной схеме включения данные передаются по переднему и заднему фронтам тактового импульса, в результате пропускная способность памяти увеличивается вдвое, хотя тактовая частота осталась прежней. Первые модули DDR SDRAM работали на частоте 100 МГц.
Затем частота увеличивалась до 133 МГц, 166 МГц и наконец до 200 МГц. В настоящее время начат выпуск памяти по технологии DDR2 SDRAM, позволяющей за один такт передать четыре порции данных (QuantSpid).
Рис. 5.3. Модуль памяти DDR SDRAM
Так что, говоря о частоте работы памяти, надо помнить, что маркировка DDR400 — это «эффективная», учетверенная частота (QuantSpid), а реально шина работает на частоте 100 МГц.
Но пользователя интересуют не абстрактные цифры, а производительность системы. В связи с этим разработчиками памяти был введен новый стандарт ее маркировки. Было введено понятие «пропускная способность канала, Мбайт/с». Рассчитывалась она по простой формуле: Частота синхронизации (МГц) х Ширина шины (бит) / 8.
По полученной цифре можно судить о производительности системы. Таким образом, первые модули DDR SDRAM, работающие на частоте 100 МГц, получили маркировку PC 1600 (т.е. доступная скорость передачи данных -1600 Мбит/с).
Более поздние, которые поддерживали 133 МГц, — РС2700. Следовательно, если мы видим два разных модуля с маркировкой DDR400 и DDR РС3200, это полностью однотипная память.
Для того чтобы исключить ошибочную установку модуля DDR SDRAM в гнездо SDRAM, он имеет одну прорезь (ключ) на разъеме (в SDRAM — их две). Модули SDRAM и DDR SDRAM имеют разные модификации, отличающиеся напряжением питания. Для SDRAM это может быть 5,0 В и 3,3 В, а для DDR SDRAM — 2,5 В и 1,8 В. Для исключения ошибки при установке модулей ключ имеет сдвиг положения на контактной площадке, что исключает неправильную установку (рис. 5.4).
В настоящее время выпускается память по технологии DDR2 SDRAM позволяющей за один такт передать четыре порции данных (QuantSpid). В модулях DDR2 SDRAM количество контактов увеличено до 240.
В этом стандарте данные передаются четыре раза за один такт. Для организации такого режима работы памяти необходимо, чтобы буфер ввода-вывода работал на учетверенной частоте по сравнению с частотой ядра памяти.
Рис. 5.4. Модуль памяти DDR2 SDRAM
Память DDR3 является продолжением развития стандарта DDR2. Эффективная частота работы такой памяти составляет от 800 до 1600 МГц. Кроме того, существенным плюсом этих модулей является снижение энергопотребления за счет уменьшения напряжения питания:
• SDRAM — 3,3 В;
• DDR SDRAM — 2,5 В;
• DDR2 SDRAM- 1,8 В;
• DDR3 SDRAM-1,5 В.
Буфер ввода-вывода памяти DDR3 работает на частоте, в восемь раз большей, чем частота ядра памяти. Для сравнения: при одинаковой пропускной способности DDR2-800, у которой ядро работает на частоте 200 МГц, у DDR3 ядро работает на частоте 100 МГц.
Модули памяти DDR3 имеют тоже 240 контактов, как и модули DDR2, однако физической совместимости нет из-за различного расположения прорезей-ключей. Такая защита предотвращает установку модулей DDR3 в платы под DDR2, и наоборот.
Сегодня уже заявлено о разработке новой технологии памяти DDR4.
При сборке компьютера надо отметить, что более быстрая память может с успехом работать на меньшей частоте.
Другими словами, если память DDR РС3200 установить в материнскую плату, которая поддерживает модули DDR РС2700, то она будет с успехом работать как РС2700. Однако, учитывая ситуацию на компьютерном рынке, при установке модулей памяти обязательно обратите внимание на информацию в документации на системную плату, касающуюся типа модулей, которые поддерживает эта плата, а также на возможность работы модулей памяти определенных производителей в конкретной материнской плате.
Еще нужно отметить, что существуют материнские платы, поддерживающие как SDRAM, так и память DDR SDRAM. Но при установке памяти SDRAM на материнскую плату система будет иметь более низкую производительность, чем при установке памяти стандарта DDR SDRAM.
Необходимо затронуть вопрос о производителях модулей памяти. Поскольку с модулями памяти от разных производителей нет проблемы совместимости, то надо уделить внимание качеству и надежности.
Например, компьютер может беспричинно зависать, а причина тут кроется всего-навсего в применении модулей памяти неизвестного производителя. В таких случаях не исключена возможность установки на модуль бракованных микросхем, нарушения технологических норм при изготовлении модуля.
Поэтому на модулях памяти «ведущих» производителей всегда имеются две наклейки (рис. 5.3). Слева на рисунке наклейка с информацией о типе модуля.
Присутствует еще и голографическая наклейка с логотипом производителя (на рисунке не видна). Справа — наклейка магазина.
Отсутствие наклеек свидетельствует о неизвестном происхождении модуля памяти, и качество работы такого модуля не гарантировано. Говоря о производителях, надо отметить, что производством микросхем памяти в мире занимается очень небольшое количество фирм, а вот сборкой модулей -очень много.
Идеальный вариант, когда изготовлением модулей занимается та же фирма, которая производит микросхемы. Обычно они дают гарантию «пожизненно». Это означает, что гарантийный срок на этот тип модуля распространяется даже после прекращения его выпуска в течение пяти лет. Приводим список наиболее известных производителей модулей памяти, которые производят качественную продукцию:
• Samsung — www.samsunq.ru:
• Hynix — www.hynix.com:
• Micron — www.micron.com:
• Kingston — www.kinoston.com/russia:
• Transcend, — www.transcend.ru:
• Nanya — www.nanya.com.
Кроме того, модули известных фирм-производителей всегда продаются в защитной антистатической упаковке.